Михаил Виленчик - Биологические основы старения и долголетия

Таким образом, совокупность всех рассмотренных нами фактов позволяет с большой вероятностью представить последовательность развития молекулярно-клеточных изменений при целом ряде болезней пожилого и преклонного возраста, при которых наблюдаются симптомы, в определенной степени (хотя и не полностью) аналогичные симптомам "нормального" старения. Естественно, получается, что молекулярно-клеточные механизмы развития таких болезней оказываются частично сходными и при сравнении их друг с другом. Если это так, то открывается новый подход для понимания и природы старения и патогенеза дегенеративных болезней пожилого возраста, а также для разработки новых, причем общих путей торможения этих процессов. Возвращаясь к наиболее распространенному и поэтому наиболее изученному из этого класса болезней, вспомним, что основной симптом болезни Альцгеймера, поражающий людей в пожилом и преклонном возрасте, — нарушение памяти (деменция), и этот симптом определяется утратой специфических нейронов. Но нарушение памяти и гибель нейронов происходят и в процессе нормального старения, а выше дегенеративные изменения при старении мы связали с повреждением структур клетки, прежде всего ее ДНК, которые приводят к нарушению всего белоксинтезирующего аппарата клетки. Теперь мы пришли к заключению, что сходные нарушения могут инициироваться в нервных клетках головного мозга при болезни Альцгеймера (как, возможно, и при других нейродегенеративных заболеваниях).

Когда мы говорили об изменении репарации ДНК, то отмечали, что речь идет о нарушении залечивания повреждений ДНК, вызванных рентгеновским излучением или химическими веществами. (Кстати, в опытах с культивируемыми клетками доноров, страдающих болезнью Альцгеймера, использовали алкилирующие вещества, обладающие сходным с ионизирующим излучением действием и потому называемые радиомиметиками.) Но ведь старение обусловлено повреждениями, возникающими спонтанно, а такие повреждения, возможно, репарируются иначе, чем радиационные. Однако проведенные нами широкие сравнительные исследования повреждений ДНК, возникающих спонтанно и под влиянием ионизирующего излучения в клетках человека и других млекопитающих, показывают, что многие из них сходны. О части из этих результатов было рассказано в III главе; там же было отмечено, что результаты исследований других авторов подтверждают это заключение.

Подсчитано, что среди спонтанных повреждений ДНК существенную часть составляют такие, которые возникают вследствие "ошибок" метилирования ДНК. А эти повреждения могут быть идентичны тем, которые вызываются алкилирующими химическими агентами. В частности, под влиянием этих агентов и спонтанно может происходить алкилирование гуанина по определенному кислородному атому гуанина ДНК. И в обоих случаях "последствия" от этого повреждения устраняются с помощью фермента, деметилирующего такой гуанин ДНК.

Нарушение репарации ДНК должно ускорять "естественный" процесс накопления повреждений ДНК с возрастом. Это должно приводить к нарушениям структуры и функций хроматина (его "уплотнение", гетерохроматизация), следствием которых может быть и нарушение синтеза белка, и дальнейшее нарушение способности к репарации ДНК, обнаруживаемые в процессе старения.

При болезни Альцгеймера в клетках головного мозга также наблюдается гетерохроматизация хроматина. А это должно уменьшать доступность ферментов к ДНК, а следовательно, и снижать две функциональные способности ДНК — синтез на ней РНК (транскрипцию) и залечивание повреждений ДНК (репарацию ДНК). Действительно снижение транскрипции можно считать одним из существенных молекулярных механизмов развития болезни Альцгеймера. Такое предположение подкрепляется и тем, что при этом заболевании в коре головного мозга общее содержание РНК, количество мРНК существенно снижены.

Уже имеется и прямое доказательство того, что повреждения ДНК и другие физико-химические изменения в нервных клетках приводят в конечном счете к нарушению синтеза белка при болезни Альцгеймера. Из полученных данных можно сделать даже количественную оценку! в мозге трупов людей, страдавших болезнью Альцгеймера (поздние стадии), синтез белка был снижен в среднем на 65 %.

В процессе старения в некоторых тканях наблюдается отложение амилоида. Термин "амилоид" — "подобный" крахмалу — употребляется для обозначения скоплений, образований, в состав которых входит также белок. Эти патологические образования определяют с помощью красителя конго красный. Окрашенный амилоид в поляризованном свете виден как зеленовато-желтое скопление. И таким образом его обнаруживают в мозге у большинства старых людей. У людей же, страдающих рядом хронических заболеваний, амилоид обнаруживают еще в печени, почках и в других органах. Однако при других известных болезнях его в тканях все-таки меньше, чем при болезни Альцгеймера.

Для этой болезни характерны и определенные способы отложения амилоида: внутри и снаружи кровеносных сосудов или в форме вещества, составляющего сенильную (т. е. "старческую") бляшку — один из основных симптомов, по которым идентифицируют болезнь Альцгеймера.

При этой болезни ранним выраженным симптомом является нарушение памяти. А в формировании и сохранении памяти существенное значение имеет гиппокамп. Не удивительно поэтому, что очень часто гиппокамп оказывается сильно пораженным. Наиболее часто сенильные бляшки обнаруживают не только в коре головного мозга, но и в гиппокампе. Количество бляшек находится в прямой корреляции с тяжестью болезни (степенью слабоумия), а располагаются они там, где локализуются аксоны и окончания нейронов. Наряду со сходством эти патологические изменения имеют и отличия от возрастных. Так, при сравнительном цитологическом исследовании области гиппокампа мозга группы больных и группы здоровых пожилых людей резкие нарушения клеточной архитектоники в области гиппокампа и близлежащих областей мозга обнаружены только при болезни Альцгеймера. Патологические изменения найдены как раз в тех клетках, которые образуют внутренние связи гиппокампа с корой, передним мозгом, таламусом и гипоталамусом. Именно эти структуры считаются ключевыми в формировании и хранении памяти.

Таким образом, мы еще раз приходим к заключению, которое в связи с его фундаментальностью нелишне повторить: наряду со сходством механизмов естественного старения с механизмами развития болезни Альцгеймера между ними есть и определенные различия.

В развитии болезни Альцгеймера существенное значение имеет недостаточность фермента, катализирующего синтез ацетилхолина из его предшественников холина и ацетил-кофермента А.