1. Обзор литературы

1.1 Понятие биологического возраста

Старение во времени развивается неравномерно, поэтому оценка его темпов имеет большое теоретическое и практическое значение.

Календарный возраст не характеризует истинное состояние организма. У одних людей возрастные изменения наступают быстрее, у других - медленнее. Темп возрастных изменений позволяет определить биологический возраст (БВ), т. е. соответствие физиологических функций индивидуума среднестатистической возрастной форме [1]. Биологический возраст, по В. В. Фролькису [2], может служить мерой изменения во времени биологических возможностей организма. Сопоставление биологического и календарного возраста дает представление о темпе старения и возможной продолжительности жизни. Если биологический возраст человека значительно отстает от календарного, то его можно считать потенциальным долгожителем. Если же биологический возраст опережает календарный, то старение развивается по преждевременному (или патологическому) типу [3].

В последние годы особенно интенсивно ведутся работы по количественному измерению биологического возраста в единицах времени: для людей - в годах, для крыс (важнейшего вида животных, используемого в экспериментальной геронтологии для изучения процесса старения и поиска путей к увеличению продолжительности жизни) - в месяцах.

При разработке критериев биологического возраста используются показатели организма, постепенно и закономерно изменяющиеся с возрастом (острота зрения, мышечная сила) и позволяющие оценить приспособительные возможности жизненно важных систем. В последнем случае имеются в виду функциональные пробы, нагрузки на функционально важные системы организма: сердечнососудистую, мышечную, эндокринную и др.

При описании основных морфологических особенностей человека в различные возрастные периоды используют, как правило, средние показатели. Однако индивидуальные различия в процессах роста и развития могут варьировать в широких пределах. Особенно сильно эти различия проявляются в период полового созревания, когда за сравнительно короткий промежуток времени происходят весьма существенные морфологические и физиологические перестройки организма.

Существование индивидуальных колебаний процессов роста и развития послужило основанием для введения такого понятия, как биологический возраст, или возраст развития.

Формулирование понятия «биологический возраст» имеет большое значение, поскольку для многих практических целей важна группировка детей не по календарному (паспортному или хронологическому) возрасту, а по степени их развития. У значительной части детей биологический и хронологический возраст совпадают. Однако встречаются дети и подростки, у которых биологический возраст опережает хронологический или отстает от него [4].

Считается, что при физиологическом старении организма его хронологический и биологический возраст должны совпадать. В случае отставания биологического возраста от хронологического, можно предположить большую длительность предстоящей жизни, в противоположном варианте - преждевременное старение. То есть, речь идет о физиологической или преждевременной (и патологической) старости [2].

Биологический (функциональный) возраст - фундаментальная характеристика темпов развития (старения). В периоде развития он определяется достигнутым уровнем морфофункционального созревания на фоне популяционного стандарта.

В периоде увядания биологический возраст - это степень истинного старения, уровень жизнеспособности и общего здоровья организма. Он определяется как «совокупность показателей состояния индивида, по сравнению с соответствующими показателями здоровых людей этого же возраста данной эпохи, народности, географических и экономических условий существования» [5].

Биологический возраст - это показатель уровня износа структуры и функции определенного структурного элемента организма, группы элементов и организма в целом, выраженный в единицах времени путем соотнесения значений замеренных индивидуальных биомаркеров с эталонными среднепопуляционными кривыми зависимостей изменений этих биомаркеров от календарного возраста.

Таким образом, БВ - это характеристика любого меняющегося с возрастом процесса или биомаркера, но есть классы или группы этих процессов и элементов, отличающиеся спецификой и поэтому имеющие свои специальные названия.

Данные классы имеют пересечения, их определения у различных авторов могут отличаться БВ, поэтому приведем ниже систему определений, представляющуюся авторам наиболее приемлемой с точки зрения полноты представления процессов старения, с одной стороны, и специфичности классов различных процессов, с другой.

Календарный возраст (КВ) - отражает старение организма и его систем в среднем для популяции, дает стандартные средние вероятности смерти и ожидаемой продолжительности жизни (ОПЖ), объективный показатель, связанный чисто с физическим течением времени и выражаемый в абсолютных физических единицах времени [6].

БВ отражает возрастную динамику физиологических функций и функциональных резервов, способность человека функционировать. Некоторые из этих процессов могут существенно не влиять на ОПЖ, но определять качество жизни, а некоторые могут влиять на ОПЖ. ФВ может существенно уменьшаться в результате тренировки. При оценке БВ желательно учитывать показатели мышечной работоспособности, познавательной деятельности и эмоциональный профиль индивида.

Патологический возраст (ПВ) - это отражение временной динамики количества и интенсивности болезней и предболезненных состояний индивида, влияющих на ОПЖ. Характеристика ПВ определяет специфику лечения, профилактики и геропрофилактики.

Психологический возраст (ПсВ) - группа показателей, характеризующих возрастные изменения психики.

В дополнение к показателям биологического возраста для прогноза витальной траектории (определения ОПЖ и качества жизни) необходимо определять также факторы риска (ФР): наследственные и приобретенные факторы, сокращающие продолжительность жизни, которые можно учитывать и профилактически "обезвредить" их влияние, и факторы долголетия (ФД) - генетические и средовые факторы, увеличивающие продолжительность жизни, например, наличие в роду долгожителей, сбалансированная низкокалорийная диета, доброжелательный, устойчивый тип личности и др. [7].

1.1.1 Критерии биологического возраста

К критериям биологического возраста относятся:

1) зрелость, оцениваемая по степени развития вторичных половых признаков;

2) скелетная зрелость (порядок и сроки окостенения скелета);

3) зубная зрелость (сроки прорезывания молочных и постоянных зубов, стертость зубов);

4) показатели зрелости отдельных физиологических систем организма на основании возрастных изменений микроструктур различных органов;

5) морфологическая и психологическая зрелость.

Морфологическая зрелость оценивается на основании развития опорно-двигательного аппарата, мышечной силы, статической выносливости, частоты и координации движений.

С морфологической и физиологической зрелостью тесно связана школьная зрелость, под которой подразумевают степень психофизиологической и морфологической зрелости, достаточную для начала школьного обучения. Оценка морфологической зрелости основана на изменении пропорций тела, происходящем от того, что замедляется рост головы и шеи, но ускоряется рост конечностей [8].

Существуют четкие критерии оценки биологического возраста, которые и позволяют производить его сопоставление на самых различных уровнях. Признаки, используемые для оценки биологического возраста, должны удовлетворять целому ряду требований. Прежде всего, они должны отражать четкие возрастные изменения, которые поддаются описанию или измерению.

Способ оценки этих изменений не должен наносить вред здоровью испытуемого и вызывать у него неприятные ощущения. И, наконец, он должен быть пригоден для скрининга большого количества индивидуумов. В ауксологии применяются различные системы оценки биологического возраста, удовлетворяющие перечисленным требованиям. Это так называемые костный возраст, зубной возраст, половое развитие, общее морфологическое развитие, физиологическая зрелость, психическое и умственное развитие и некоторые другие [1]. Половая зрелость оценивается на основании степени развития половых признаков, таких как волосы на лобке и в подмышечных впадинах, набухание сосков, выступание кадыка, мутация голоса, развитие молочных желез и наступление менархе у девочек.

В период скелетной зрелости основными показателями возрастной дифференцировки костей скелета являются центры окостенения, сохранность или закрытие эпифазарных хрящевых зон роста. У взрослых оцениваются сопряженные с процессом старения изменения компактного вещества кости (его истончение), губчатого вещества (разрежения). В периоде старения в качестве критерия биологического возраста используются проявления остеопороза, остеосклероза и остеофитоза. Зубной возраст определяется на основании числа прорезавшихся и находящихся в состоянии замены молочных зубов у ребенка, а у взрослых - по состоянию стертости постоянных зубов. При определении возрастных изменений физиологических и биохимических процессов обращают внимание на темпы обмена.

С прекращением ростовых процессов основной обмен снижается. При осмотре кожных покровов обращают внимание на варикозные расширения и другие отклонения. Морфологическая зрелость оценивается на основании развития опорно-двигательного аппарата, мышечной силы, статической выносливости, частоты и координации движений. Оценка морфологической зрелости основана на изменении пропорций тела, происходящем от того, что замедляется рост головы и шеи, но ускоряется рост конечностей [9].

Показатели зрелости:

1) Уровень полового созревания, или половое развитие определяется по времени последовательности появления, а также степени развития вторичных половых признаков; эффективно используется в перипубертатном («околопубертантном») периоде, т.е. от 7-8 до 16-17 лет, наиболее часто применяется в качестве критерия биологического возраста при массовых антропологических обследованиях. События пубертатного периода разворачиваются во времени, позволяя выделить в процессе их динамики отдельные стадии, свидетельствующие о скорости достижения отдельных стадий, но их последовательность остается более или менее постоянной.

Первым признаком полового созревания у мальчиков следует считать начало увеличение яичек. В среднем это происходит в 11-12 лет, индивидуальные вариации в норме могут охватывать период от 9 с половиной до 15 лет. Соотнесение во времени максимальных темпов развития, события пубертатного периода проявляются в следующей последовательности: рост яичек > рост пениса > увеличение гортани > лобковое оволосение > подмышечное оволосение > ростовой спурт (скачок роста длины тела) > рост волос на лице и теле. У девочек первым признаком пубертата является увеличение половых желез - яичников, увеличением молочных желез, предшествующее ростовому спурту (скачку роста длины тела), оно начинается в 9-13 лет и заканчивается в 12-18 лет. Наиболее важным маркером полового созревания у девочек является начало менструирования (менархе).

Приведенная информация отражает важный аспект особенностей полового созревания: несоответствия физической и психологической зрелости.

2) Костный возраст, или скелетная зрелость служит хорошим показателем биологического возраста для всех периодов онтогенеза, начиная с утробного и кончая периодом старения. В процессе роста кости претерпевают ряд характерных изменений, которые могут фиксироваться на рентгенограммах. Основными показателями возрастной дифференцировки являются ядра окостенения и образования стенозов. Возрастные изменения костной системы, с учетом иных, чем у растущего организма критериев, используются для определения биологического возраста на протяжении всего периода постнатального онтогенеза.

В периоде старения в качестве критериев используются сроки проявления остеопороза и остеосклероза, различные деформации в области суставов [10].

3) Зубной возраст, или зубная зрелость. Метод определения зубного возраста основан на учете числа (на данный момент и последовательности прорезавшихся зубов (как молочных, так и постоянных), и сопоставления этих данных с существующими стандартами.

Критерий зубного возраста используется в качестве показателя биологического возраста только до 13-14 лет, так как молочные зубы прорезываются с 6 месяцев до 2 лет, а постоянные - в среднем с 6 до 13 лет (за исключением третьих моляров). Половые различия в прорезывании молочных зубов практически отсутствуют, но по прорезыванию постоянных зубов, как и по достижению костной зрелости, девочки опережают мальчиков, при этом наибольшие различия отмечены в сроках прорезывания клыков.

4) Возрастные изменения физиологических и биохимических показателей. Однако информативность этих критериев намного ниже. Часть из них непосредственно связана с изменениями физических параметров ребенка. Например, частота сердечных сокращений с возрастом уменьшается: от 100 ударов в минуту у 2-х летнего ребенка до 65-70 ударов у взрослого. Эта закономерность совпадает с общебиологическим явлением - и более частыми сердцебиениями при меньших размерах тела. Аналогичная зависимость существует частоты дыхания: 40-45 в минуту - у новорожденного и в среднем 12-16 - у взрослого.

Некоторые физиологические функции «созревают» раньше других. Например, в раннем детстве желчь менее концентрированна, а содержание белков в сыворотке крови понижено, однако вскоре по этим показателям происходит достижение взрослого статуса. Кровяное давление продолжает подниматься не только в течение всего периода роста, но и на протяжении жизни: систолическое давление 5-летнего ребенка составляет примерно 80-85 мм ртутного столба, у 18-летнего юноши - 120 мм. Скорость основного обмена выше всего у новорожденного; за период от 6 до 20 лет она быстро снижается и продолжает снижаться на протяжении всей жизни. По некоторым данным, в пубертатном периоде она несколько повышается.

Половой диморфизм отражается на динамике многих физиологических и биохимических показателей. Так, у девочек ростовой скачок систолического давления крови начинается раньше, чем у мальчиков. Температура ротовой полости, уменьшающаяся от рождения до зрелости, раньше достигает «взрослых» значений у девочек и т.д. Было сделано немало попыток использовать изменения использовать физиологических и биохимических параметров в качестве маркеров физиологической зрелости, но все они были неизменно сопряжены с рядом трудностей, связанных со сложностями сбора данных и отсутствия четких возрастных нормативов [38].

Для определения биологического возраста иногда используют так называемую «общую морфологическую зрелость», хотя этот критерий менее четкий, чем предыдущий, и менее информативный.

Общая морфологическая зрелость оценивается по весоростовым соотношениям и изменением пропорций тела, однако информативность данного критерия невелика из-за широких границ (и, как правило, неизвестной) окончательной величины - дефинитивных размеров тела [1]. К числу наиболее распространенных морфологических критериев биологического возраста относятся: скелетный (костный) возраст, зубной возраст, половое развитие, общее соматическое развитие. Наиболее универсальным является скелетный возраст, поскольку он может определяться фактически на протяжении всего онтогенеза, начиная с утробного периода и кончая периодом старения, отвечает условию тождества дефинитивного статуса у всех людей и обнаруживает достаточно точную связь с другими показателями темпов развития - половым отчасти соматическим, уровнем секреции ряда гормонов и т.д. Зубной возраст, как и скелетный, определяется на основе числа и последовательности прорезывающихся зубов и последующего сопоставления этих данных со стандартами.

Индивидуальная изменчивость зубного возраста, видимо, меньше, чем скелетного; обнаружены параллелизм и сходство индивидуальных кривых общего количества прорезавшихся зубов. Более совершенным методом оценки зубного возраста является рентгенографический - по стадиям окостенения зубов; определяется также их кальцификация, количество вторичного дентина и цемента, производится подсчет числа ежегодных кольцевых отложений цемента, предложено использовать и некоторые признаки тонкого рельефа зубной эмали. Наиболее традиционным, хотя и недостаточно корректным критерием морфологической зрелости являются общее соматическое развитие и «развитие по форме», выражающиеся весоростовыми соотношениями и изменениями пропорций тела. Однако информативность невысока ввиду широкой вариабельности дефинитивного статуса по всем этим показателям в пределах популяции, а также отсутствия однозначных соотношений между ними и хронологическим возрастом на протяжении периода развития. Многие морфологические критерии биологического возраста, например скелетное и половое развитие, достаточно тесно взаимосвязаны и в некоторые периоды взаимозаменяемые.

Слабее выражена связь скелетного и соматического развития, она мала в утробном периоде и расторгается к моменту полового созревания. Зубной возраст, видимо, менее коррелирован с другими показателями морфологической зрелости, прежде всего с костным возрастом; высказывается предположение об их разном гормональном контроле [11].

1.1.2 Признаки биологического возраста

Не любой признак, изменяющийся с возрастом, может определять биологический возраст человека. В случае старения кожи, появления седины и морщин, функционирование остальных органов, особенно мозга и сердца остается на высоком уровне, тогда и биологический возраст оказывается более низким, несмотря на внешние проявления.

Иногда же человек имеет прекрасный внешний вид, зато основные функции его организма находятся в очень плохом состоянии, тогда можно говорить, что его биологический возраст выше календарного. Правильно оценить биологический возраст возможно только на основании тщательного и всестороннего медико-антропологического обследования, обычно эта задача стоит перед геронтологами [12].

При хронических заболеваниях признаки преждевременного старения могут проявиться очень рано, есть даже такие заболевания, когда молодой человек очень быстро превращается в старика, механизм этого заболевания малоизучен, возможно, что это нейроэндокринная реакция на эмоциональный или несчастный случай. Такие заболевания, как сердечнососудистые, туберкулез, язвенная болезнь, сахарный диабет, иммунодефицит, психические заболевания, могут привести к преждевременному старению. Постоянный психический и эмоциональный стресс, приводящий к неврозу, синдром хронической усталости, хроническое недоедание, облучение и много других причин может привести человека к преждевременному старению [8]. При выборе показателей для оценки биологического возраста из огромного множества возможных биомаркеров следует учитывать ряд требований, выполнение которых существенно повышает информативность и качество оценки:

1. Показатель БВ обязательно должен значительно изменяться (желательно в несколько раз) в промежутке времени от половоззрелости до глубокой старости.

2. Показатель БВ должен быть высоко коррелированным с КВ.

3. Межиндивидуальная дисперсия показателя не должна превышать величины изменения его среднего значения с возрастом за 5-ти летний временной интервал.

4. Должна иметь место низкая чувствительность выбранного показателя к болезням (болезни не должны имитировать изменение показателя БВ).

5. Обязательно должно наблюдаться изменение показателя БВ для всех членов популяции с возрастом.

6. Желательно, чтобы тестирование показателя БВ было простым для экспериментатора и легким для обследуемого.

7. Предпочтительны аппаратные методы тестирования с дистанционным и пассивноконтактным типом съема сигнала.

8. Показатель БВ должен быть индикатором достаточно значимого процесса возрастной физиологии и должен иметь смысловую, морфологическую и функциональную интерпретацию, отражать степень возрастной дезинтеграции организма или системы.

Кроме этого, при определении БВ желательно, учитывать показатели патологического возраста, предусмотреть оценку профиля старения по системам и органам; учитывать апробированные в мировой практике тесты и формулы; использовать современные средства информатики [13].

1.1.3 Методы оценки биологического возраста

В 80-е годы сотрудниками Института геронтологии АМН СССР под руководством В.П.Войтенко интенсивно разрабатываются методы определения биологического возраста. В последнее время исследования по этому вопросу проводятся в лаборатории онтогенеза Пермской медицинской академии [14].

Л.М.Белозерова, работая в этом научном учреждении, разработала онтогенетический метод определения биологического возраста [8].

Классификация методов определения биологического возраста:

- метод Дамона (1972) - по состоянию волос, динамометрии кисти и данным антропометрии;

- метод Диркена (1972) - по параметрам зрения, слуха, распознавания символов, внимания, способности к классификациям, форсированного объема выдоха и адаптации (величине максимальной работоспособности, систолическому артериальному давлению, частоте сердечных сокращений, поглощению кислорода на высоте нагрузки);

- метод Моргана (1977) - по показателям артериального давления, слуха, зрения, теппинг-тесту, зубным индексам [9];

- метод Вебстера I (1976) - по содержанию мочевины в крови, холестерина в плазме, сывороточного кальция, форсированному объему выдоха, систолическому артериальному давлению, скорости оседания эритроцитов;

- метод Вебстера II (1985) - по параметрам жизненной емкости легких, систолического артериального давления, содержанию мочевины в крови, холестерина в плазме сывороточного кальция;

- метод Фурукавы (1975)- по показателям артериального давления, роста, массы тела, жизненной емкости легких, динамометрии кисти, гибкости туловища, фенолсульфофталеиновому тесту, состоянию зрения, теппинг-тесту, частоте сердечных сокращений после пробы Мастера;

- фонда научных исследований радиации (1978) - по состоянию слуха и зрения, динамометрии кисти, эластичности кожи, вибрационной чувствительности, времени реакции;

- метод Суоминена (1978) - по показателям жизненной емкости легких, систолического артериального давления, вибрационной чувствительности, символ-цифрового теста, слуха и максимального поглощения кислорода при физической нагрузке;

- метод Института геронтологии АМН СССР (1984) - по показателям артериального давления, продолжительности задержки дыхания на вдохе и выдохе, жизненной емкости легких, массе тела, состоянию слуха и зрения, статической балансировке, скорости распространения пульсовой волны по артериям эластичного и мышечного типа и их соотношению, электрокардиографическим показателям, субъективной оценке здоровья, символ-цифровому тесту [15].

Комплекс тестов для амбулаторного исследования по программе долговременного наблюдения старения (Институт геронтологии):

1) Антропометрические данные и общие показатели старения: рост стоя, рост сидя, окружность грудной клетки, плечевой диаметр, вес, толщина кожной складки, рентгенография кистей.

2) Функциональные показатели состояния органов и систем: пульс, артериальное давление, частота дыхания, жизненная ёмкость легких, максимальная задержка дыхания на вдохе и выдохе, мышечная сила кистей (динамометрия), рентгеноскопия органов грудной клетки, острота зрения, простой тест на память, ЭКГ, скорость распространения пульсовой волны, реоэнцефалография, определение вибрационной чувствительности, тест на психомоторный темп.

3) Лабораторные исследования: общий анализ крови, мочи, биохимические исследования крови (холестерин, лецитин, сахар крови).

К настоящему времени существует уже большое количество предложенных разными исследователями тестов разного объема - в зависимости от целей исследования [16]. Преобладает мнение, что биологический возраст должен определяться на интегративной основе клинико-функциональных параметров, быть пригодным для амбулаторных условий, обеспечивать объективность, надежность и эффективность диагностики [12]. В качестве критериев биологического возраста могут быть использованы и различные морфологические, в меньшей степени психологические показатели, отражающие общую и профессиональную работоспособность, здоровье и возможности адаптации. В последнее время большое значение придается изучению возрастных изменений на молекулярном уровне.

Сокращенный метод определения биологического возраста для взрослых лиц:

1. Кардиопульмональная система (систолическое артериальное давление, жизненная емкость легких, артериальное парциальное давление кислорода);

2. Органы чувств, психика (зрение, слух, способность к переключению внимания);

3. двигательный аппарат (эластическая способность сухожилий);

4. состояние зубов (количество здоровых зубов).

5. Темпы старения, как и развития, в определенной степени зависят и от конституции человека.

При определении "возрастных норм" и биологического возраста человека следует учитывать пол, индивидуальные и конституциональные особенности, а также принадлежность к определенной эколого-популяционной группе, влияние социальных факторов и другие обстоятельства [13].

В ауксологии применяются различные системы оценки биологического возраста, удовлетворяющие перечисленным требованиям. Это так называемые костный возраст, зубной возраст, половое развитие, общее морфологическое развитие, физиологическая зрелость, психическое и умственное развитие и некоторые другие [17].

1.1.4 Биологический возраст в различных эколого-популяционных и этнических группах

Имеются многочисленные данные о различных темпах старения в разных группах населения с резко отличными экологическими и социальными условиями. Они выявлены, например, в скорости уменьшения роста, массы, мышечной силы, основного обмена, для динамики артериального давления, скорости психомоторных реакций и других показателей.

Наиболее важный аспект - связь биологического возраста с внешними (экзогенными) факторами, особенно в экстремальных условиях окружающей среды. Окружающая среда - это комплекс не только природных, но и социальных условий. Особую роль среди внешних факторов играют антропогенные, то есть, создаваемые деятельностью самого человека. При благоприятных климатических и, особенно, социальных условиях биологический возраст несколько отстает от хронологического. Противоположная картина отмечается, например, в условиях сильного стресса (фашистские концлагеря), повышения фона ионизирующей радиации (чернобыльцы).

По существу само распределение показателей биологического возраста позволяет оценить санитарное состояние и благополучие в популяции [18]. У мужских групп современного сельского населения выявляется некоторое снижение темпов старения скелета в направлении с севера на юг. Относительно высокие темпы наблюдались у коренных народов Севера - ненцев, чукчей, эскимосов, бурят. Относительно самые низкие скорости старения были у абхазов, некоторых групп грузин, каракалпаков и других. С возрастом роль средовых воздействий постепенно усиливается [19].

Весьма значительно влияние социальных факторов: в группах с повышенным долголетием широко распространены традиции уважения к старикам, их особый социальный статус. Чрезвычайно важна роль социальных преобразований, направленных на повышение здоровья, при освоении новых экстремальных экологических ниш, таких как космос, вахтовые поселения на севере, в пустыне и т. д.

Роль этнической принадлежности в определении биологического возраста меньше, чем экологии. Речь все время идет об остеоморфном статусе, то есть, старении скелета. По этому показателю в экстремальных районах существует ограничение индивидуального разнообразия биологического возраста, то есть, возрастной динамики скелетных признаков. В комфортных же регионах отмечено повышение разнообразия. Таким образом, каждой зонально-климатической области свойственны свои особенности протекания «нисходящего этапа» онтогенеза, и они в большей степени ассоциируются с внешними факторами, чем с этнической принадлежностью.

Отмечено так же повышение уровня полового диморфизма в темпах старения скелета у населения южных районов, особенно с высоким процентом долгожителей [20].

1.2 Старость и старение

Старение и старость - два разных понятия. Старение - динамический процесс, сопровождающий нисходящую стадию развития человека. Старость - заключительный этап возрастного развития организма. Старение наступает задолго до старости и неизбежно ведет к ограничению приспособительных возможностей организма и увеличению вероятности смерти. По определению харьковских онтофизиологов А. В. Нагорного, В. Н. Никитина, И. Н. Буланкина, «все организмы - от простейших до высших позвоночных подвергаются возрастному развитию (старению в широком смысле этого слова) и каждая система с неизбежностью как к естественному следствию своего существования приходит к его прекращению» [15].

Физиологическое по своей сущности старение затрагивает все структурные уровни организма - молекулы и клетки, межклеточное вещество и ткани, органы и целостный организм.

Четкая характеристика старения дана английским геронтологом Б. Стрелером. Старение характеризуется четырьмя критериями: универсальностью (оно присуще всему живому), эндогенностью (в основе его лежат внутренние причины), постепенностью и разрушительностью.

Разрушительность старения на тканевом уровне проявляется в снижении количества активно функционирующих клеток и замещении их неполноценными в функциональном отношении элементами. В ходе старения все более затрудняется поддержание гомеостаза, снижается способность к адаптации в условиях стрессовых ситуаций, сокращается надежность механизмов саморегуляции, уменьшается «запас прочности» многих функций организма. Реакция на стресс замедлена и для пожилого организма требуется больше времени, чтобы возвратиться к исходному физиологическому состоянию [21].

Важная особенность старения - неравномерность. Она заключается в неодинаковой скорости развития возрастных изменений как в разных органах и тканях (гетерогенность старения), так и в различные возрастные периоды (гетерохронность старения). Эта особенность была впервые обоснована Харьковской школой онтофизиологов.

По мнению большинства исследователей, первичные механизмы старения связаны со сдвигами в генетическом аппарате, на основе которых происходят вторичные сдвиги на разных уровнях жизнедеятельности организма.

В. В. Фролькис считает, что в формировании и интеграции возрастных изменений ведущее значение имеют сдвиги в механизмах генетической и нейрогуморальной регуляции. Благодаря неравномерным изменениям процессов регулирования и приспособления при старении поддерживается гомеостаз организма в условиях нарастающего снижения его адаптационных возможностей. На основании этих представлений В. В. Фролькис сформулировал регуляторно - адаптационную теорию старения, согласно которой оно представляет собой сокращение надежности механизмов саморегуляции [14].

Сложные взаимоотношения характеризуют процессы старения, протекающие в целостном организме и на отдельных уровнях его организации. В настоящее время не вызывает сомнений тот факт, что старение целостного организма не является простой суммой возрастных изменений, происходящих на молекулярном, клеточном и органном уровнях, хотя проявления старения установлены для всех уровней жизнедеятельности организма.

Старение отдельных клеток на определенном этапе онтогенеза еще не ведет к старению всего организма [22]. Это явление объясняется тем, что клетки обладают различной способностью к делению, различной длительностью жизни и различным сроком наступления их старения. Старение целостного организма проявляется, поэтому на более поздних стадиях онтогенеза, хотя в отдельных клетках процесс старения начинается одновременно с зарождением живого организма. Решающая роль в формировании и интеграции возрастных изменений на разных уровнях жизнедеятельности придается сдвигам в механизмах нейрогуморальной регуляции [23].

Представления о сроках наступления старости менялись по мере увеличения продолжительности жизни. В Ленинграде на специальном симпозиуме (1962), посвященном разработке классификации возрастных рубежей, были выработаны следующие рекомендации: людей в возрасте 45- 59 лет считать людьми среднего возраста, 60-74 лет - пожилыми, 75 и старше - старыми, достигших 90 лет - долгожителями [24].

1.2.1 Естественное и преждевременное старение

И. И. Мечников один из первых обосновал представление о существовании двух видов старения: естественного (физиологического) и преждевременного (патологического). Это положение получило дальнейшее развитие в трудах А. А. Богомольца, Н. Д. Стражеско.

Под физиологическим старением понимают закономерно наступающие, постепенно развивающиеся возрастные изменения, ограничивающие возможность приспособления к изменениям окружающей среды и увеличивающие вероятность смерти [25]. Хорошим примером физиологического старения является старение долгожителей.

Преждевременное старение характеризуется ранним развитием возрастных изменений или же большей их выраженностью в тот или иной возрастной период. Этот вид старения развивается под действием экзогенных и эндогенных факторов. Основными причинами, ведущими к преждевременному старению, являются воздействия неблагоприятных факторов (температура, радиация и др.) внешней среды и перенесенные заболевания [26]. Однако в развитии преждевременного старения относительно большее значение приобретают экзогенные факторы, влияние внешней среды на организм. Старение может способствовать клиническому проявлению болезни, быть ее непосредственной причиной или следствием. В медицинском и социально-экономическом плане наибольшее значение имеет преждевременное старение в ассоциации с возрастными болезнями, которые развиваются быстро, приводят к одряхлению и инвалидности. Многие специалисты полагают, что атеросклероз, например, является одним из основных факторов, определяющих характер старения и его темп [20]. Существует даже мнение, что атеросклероз не заболевание, а широко распространенные возрастные изменения сердечнососудистой системы, занимающие особое место по частоте и тяжести проявлений в пожилом возрасте. При преждевременном старении функциональное состояние сердечно - сосудистой системы ухудшается в большей степени, чем при физиологическом («нормальном») старении. Прогрессирующий склероз сосудов мозга по своим симптомам во многом напоминает старческое одряхление в таких признаках, как изменения осанки, кожи, волос и т. д. Проявления церебрального склероза и старения переплетаются так тесно, что первый иногда даже рассматривают в качестве возможной «модели» преждевременного старения [27].

Обычно биологический возраст таких людей более продвинут, сравнительно с их возрастной «нормой». По отдельным показателям лица с преждевременным старением опережали норму для физиологического старения на 10-15 лет, хотя другие характеристики могут почти не затрагиваться возрастными сдвигами. Значительно меняется эндокринная формула: так, например, у мужчин 45-55 лет с явлениями преждевременного старения понижено выделение мужских половых гормонов и повышено - женских. Ослаблена общая иммунологическая реактивность, в крови увеличено содержание холестерина [28].

При преждевременном старении в еще большей мере, чем обычно, проявляется разновременность возрастных изменений разных систем организма.

Признаки преждевременного старения замечены и при некоторых других хронических заболеваниях, как, например, туберкулезе, язвенной болезни, сахарном диабете взрослых, психических травмах и др. Проявляются они и при иммунной недостаточности [29]. Особую роль играют психический и эмоциональный стресс, недоедание, ионизирующая радиация.

В литературе описаны также случаи «внезапного старения» у взрослых людей. Они встречаются редко и, как полагают, представляют собой нейро-эндокринную реакцию на тяжелый эмоциональный шок (испуг, страх) или несчастный случай. Они не обусловлены наследственно и могут быть обратимыми. Так, волосы могут выпасть за сутки, а на их месте вырастают седые. К числу известных случаев относятся, например, внезапное постарение одного железнодорожника, который упал с паровоза и перенес травму головы, или полицейского, испытавшего шок при внезапном взрыве газа.

Следовательно, старость может быть естественной и патологической, болезненной. Но утверждение, что «старость вообще - это болезнь», ошибочно. Это не болезнь, а закономерный этап индивидуального развития, следствие физиологического процесса старения [30].

1.2.2 Разница в старении мужчин и женщин

В общественном мнении существует укоренившееся представление о более раннем и быстром старении женщин. Это нашло отражение в предпочтениях, которые обычно отдаются тем бракам, когда жених старше невесты, но не наоборот. Однако здесь смешиваются два не вполне совпадающие между собой явления [31]. По биологическим процессам, как считают геронтологи, женщины стареют медленнее и живут дольше на 6 - 8 лет. Например, аналогичные изменения в тканях старых женщин и мужчин наступают у последних раньше на 8 лет, т. е. биологическое старение женщин происходит позже. Большая жизнеспособность женщин сохраняется на протяжении всей жизни. Первоначально закладывается больше мужских зародышей, и в течение первых лет жизни и даже второго-третьего десятилетий может сохраняться некоторое преобладание мужчин, но уже к концу третьего десятилетия численность обоих полов почти сравнивается, и далее возрастающими темпами усиливается численное преобладание женщин. Среди долгожителей в возрасте 100 лет это соотношение составляет приблизительно три-четыре женщины на одного мужчину. Вероятно, определенную роль могут играть защитная функция женских половых гормонов - эстрогенов, оказывающих антисклеротическое действие, и общая большая устойчивость женского организма как адаптация к повышенным биологическим нагрузкам при деторождении [32]. После климакса у женщин быстрее развивается атеросклероз.

С другой стороны у женщин более рано и резко прекращается детородная функция. Это тоже своего рода адаптация, защита стареющего организма от уже непосильной для него нагрузки, связанной с беременностью и родами. Женское увядание нередко сопровождается «маскулинизацией»: огрубление голоса, черт лица, изменения фигуры, походки, жестов, появление волос на лице (на подбородке, верхней губе), тенденция к полысению.

Однако эти процессы отнюдь не являются обязательными и могут индивидуально сильно варьировать. Обычно у здоровых женщин климакс протекает безболезненно, хотя могут быть и нарушения кровообращения («приливы»), и некоторые заболевания. Именно на этих явлениях и основывается представление о более раннем старении женщин, хотя оно, как мы видели, и не вполне адекватно общему старению, отражая просто более раннее «отцветание» женщин, нередко связанное с потерей сексуальной привлекательности [33].

У мужчин увядание менее отчетливо и растягивается на больший срок, но оно равномерно подводит к постарению всего организма. Поэтому мужчины дольше сохраняют свой репродуктивный потенциал и имеют более молодой вид. Однако это сохранение сексуальной способности не распространяется на истинную жизнеспособность организма: у них сильнее выражены склеротические процессы, более высокий биологический возраст, а общие жизненные шансы ниже, чем у женщин аналогичного хронологического возраста. Длительность жизни мужчин меньше, чем у женщин [19].

1.2.3 Теории старения

В геронтологии существует более 100 теорий и гипотез о причинах и механизмах старения. С одной стороны, их можно разделить на две большие группы: первая группа теорий исходит из того, что старение - это генетически запрограммированный процесс; согласно второй группе представлений старение является результатом случайных процессов, разрушающих организм. Л.З. Тель (1997) среди всех теорий выделяет молекулярные (генетические, метаболические, конформационные), клеточные, организменные и надорганизменные [34].

Одна из самых популярных групп теорий обосновывает представление о генетической основе старения. Ряд сторонников этих теорий предполагает существование ювенальных генов, благодаря которым развертывается программа раннего онтогенеза, а также генов старения, экспрессия которые вызывает старение. Существует плейотропный механизм в действии генов: одни и те же гены на ранних этапах онтогенеза функционируют благоприятно для развития, в то время как на поздних этапах их функция трансформируется в неблагоприятную. Недавно генетиками было показано, что при старении часть молекулы ДНК, свободная от генов, постепенно уменьшается; не исключено, что такая редукция молекулы ДНК каким-то образом имеет прямое отношение к старению организма и его гибели. Другие сторонники генной теории, отвергая представление о существовании специализированных генов, утверждают, что старение является следствием появления в геноме нарушений. По их мнению, в процессе онтогенеза в геномном аппарате клеток под влиянием самых разнообразных воздействий возникают различного рода дефекты, часть из которых не репарируется и приводит к нарушению синтеза белковых молекул (теория соматической мутации, генетическая мутационная теория, теория повреждения генетического аппарата свободными радикалами, теория накопления ошибок). Наиболее признанной из них является генорегуляторная теория В.В. Фролькиса (1988) [35], которая большое внимание уделяет дефектам, возникающим на этапах транскрипции и трансляции синтеза белка, а также процессу сплайсинга, благодаря которому остающиеся в ядре фрагменты РНК оказывают регулирующее влияние на транскрипцию. Показано, что вещества, тормозящие процесс транскрипции, увеличивают продолжительность жизни. Многие авторы основную причину старения видят в том, что с возрастом нарушается механизм репарации ДНК.

Согласно метаболическим теориям старение обусловлено действием на организм определенного вещества или группы веществ, либо оно является результатом «изнашивания» тканей и следствием снижения интенсивности и скорости метаболических процессов в организме. Еще в 1908 году И. И. Мечников выдвинул один из вариантов теории аутоинток-инкции и борьбы тканей в организме. Он объяснял старение как результат хронического отравления ядами, вырабатываемыми в толстом кишечнике.

И. И. Мечников обосновал концепцию о «борьбе тканей», гетерохронности старения и роли макрофагов в этом процессе. Известный специалист в области геронтологии А. А. Богомолец в 1940 году выдвинул теорию первичного постарения соединительной ткани вследствие потери коллоидами своих первоначальных свойств. И сегодня метаболические теории по-прежнему в центре внимания исследователей. Среди них: углеводная гипотеза, в которой глюкоза определяется как «медиатор старения»; теория накопления пигментных тел, и прежде всего липофусцина; кальциевая теория Ганса Селье, объясняющая старение снижением работы кальциевых насосов; теория свободных радикалов. Выдвинутая в 1957 году теория свободно-радикального повреждения макромолекул, в том числе ДНК (Harman D), в настоящее время широко разрабатывается. В этом аспекте обсуждается важнейшая роль супероксидного радикала как основного геронтогенного фактора и антиоксидантных систем, в том числе супероксиддисмутазы как мощного механизма противостояния старению. Стало ясно, что защита клеток от свободных радикалов осуществляется системой репарации, состоящей из низкомолекулярных антиоксидантов и антиокислительных ферментов; однако возможности этой системы с возрастом снижаются [14].

Клеточные теории старения определяют первичными именно клеточные механизмы геронтогенеза. Истоки этих теорий восходят к воззрениям К. Бернара, А. Вейсмана, И.И. Мечникова, А. А. Богомольца. В частности, И.И. Мечников связывал старение с процессом замещения «благородных тканей» соединительной тканью. Однако сегодня стало ясно, что основой клеточного старения являются, скорее всего, молекулярные изменения, о которых говорилось выше. В рамках клеточных теорий была выдвинута иммунологическая теория, которая объясняла старение как следствие иммуннодефицитного состояния организма, снижения иммунного надзора и как результат активации продукции аутоантител (аутоиммунная теория).