Между тем, первостепенный интерес для медицины представляет вопрос о факторах, влияющих на скорость этого процесса, среди которых могут быть и генетические. Общий вывод заключается в том, что при отсутствии специальных генов или целой программы, прямо определяющих развитие старческих признаков, процесс старения находится, тем не менее, под генетическим контролем путем изменения его скорости. Называют разные пути такого контроля.
Во-первых, это плейотропное действие,свойственное многим генам. Допустим, что один из плейотропно действующих генов оказывает выраженное положительное влияние на ранних стадиях индивидуального развития, но ряд связанных с ним фенотипических проявлений носит отрицательный характер. Для сохранения полезных свойств гена и ослабления вредных, в генотипе появляются и закрепляются отбором гены-модификаторы, ослабляющие неблагоприятное действие в раннем онтогенезе. В пострепродуктивном периоде онтогенеза действие модификаторов, уже не поддерживаемое отбором, снижается. Это дает возможность неблагоприятным свойствам гена проявить себя, ускоряя старение.
Во-вторых, со временем в генотипах соматических клеток,особенно в области регуляторных нуклеотидных последовательностей, накапливаются ошибки (мутации). Следствием этого становится нарастающее с возрастом нарушение работы внутриклеточных механизмов, процессов репликации, репарации, транскрипции ДНК.
В-третьих, генетические влияния на скорость старения могут быть связаны с генами предрасположенности к хроническим заболеваниям,наследуемым по полигенному типу, таким как ишемическая болезнь сердца, атеросклероз сосудов головного мозга, гипертония. Правда, некоторые формы семейного повышения уровня холестерина в крови, фактора риска ишемической болезни сердца, наследуются моногенно. Частота этих форм составляет 6-8 на 1000 человек. Исследования на долгожителях показывают, что их отличает повышенная устойчивость к хроническим заболеваниям, а время наступления таких болезней отсрочено. Так, среди лиц, превысивших 80-летний возрастной рубеж и страдавших атеросклерозом сосудов головного мозга, свыше 86% имели лишь начальную стадию заболевания. В пользу наличия генотипических влияний говорит то, что у родственников долгожителей как бы замедлен темп старения нервной системы: некоторые показатели функционирования этой системы соответствуют на 15-20 лет меньшему календарному возрасту. Об этом свидетельствует повышенная вероятность заболеть ишемической болезнью у родственников (особенно 1-й степени родства) лиц, страдающих этим заболеванием.
Приведенные выше примеры зависимости скорости старения от особенностей генотипа можно истолковать как доказательство участия генотипа в контроле старения, т.е. процессов, ведущих к снижению жизнеспособности в пострепродуктивном периоде.
Вместе с тем правомерна и иная точка зрения. От индивидуальных особенностей генотипа зависит надежность молекулярных, клеточных, системных механизмов жизнеспособности организма. Таким образом, речь идет о генетической основе противостояния процессу старения,снижения его скорости или степени риска заболеть достаточно рано хроническим заболеванием, большей устойчивости в стрессовых ситуациях.
В пользу такого взгляда на генетику старения говорят результаты исследований последних десятилетий: наблюдения за фенотипическим эффектом в виде увеличения средней и(или) максимальной продолжительности жизни при некоторых мутациях, а также изменение длительности жизни животных (круглый червь C. elegans, плодовая муха, мышь), «нокаутированных» по определенным генам (генноинженерная технология «knock out», заключающаяся в удалении или функциональной инактивации конкретного гена). Дело в том, что в основном это гены, контролирующие функционирование внутриклеточных антиоксидантных систем (плодовые мухи с увеличенным числом генов одновременно супероксид-дисмутазы и каталазы, но не гена одного из названных ферментов, жили на 20-37% дольше обычных мух), образование клеточных рецепторов к инсулину или инсулинподобному фактору роста 1, оказывающих влияние на гормональный фон (карликовые мыши Эймса, несущие точковые мутации в гене Prophet pit 1, живут на 50-64% дольше, характеризуясь пониженным уровнем пролактина, тиреоидстимулирующего гормона, гормона роста, инсулинподобного фактора роста 1 и инсулина в плазме крови; эти животные отличаются также сниженной температурой тела). Можно заключить, что генетический контроль существенных параметров старения (например, скорости) реализуется путем оптимизации генетического сопровождения процессов антибиостарения.
У людей долголетию способствует наличие в генотипах гена аполипопротеина в виде аллеля Е2, тогда как аллель названного гена Е4 повышает предрасположенность к гиперхолистеринемии и болезни Альцгеймера (но не к диабету или раку).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ
1. Понятие старения, продолжительности жизни.
2. Зависимость продолжительности жизни от длительности эмбрионального периода и возраста достижения половой зрелости.
3. Зависимость продолжительности жизни от продолжительности жизни родственников.
4. Влияние мутаций на продолжительности жизни. Примеры.
5. Понятие коэффициента наследуемости.
6. Генетический контроль процесса старения: плейотропия, мутации в соматических клетках, полигенное наследование признаков.
7. Генетическая основа противостояния процессу старения.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
1. Используя предложенные ниже задания и упрощенный тест, определите свой биологический возраст (БВ). Самостоятельная оценка БВ привлекает внимание к данной проблеме и помогает пропаганде здорового образа жизни среди населения.
Произведите замер показателей (с помощью тонометра, секундомера и весов) и подсчет БВ для своего одногруппника по следующим формулам:
БВ мужчины = 26,985 + 0,215 × АДС – 0,149 × ЗДВ – 0,151 × СБ + 0,723×СОЗ
БВ женщины = – 1,463 + 0,415 × АДП – 0,140 × СБ + 0,248 × МТ + 0,694 × СОЗ
АДС (артериальное давление систолическое) в миллиметрах ртутного столба измерьте (с помощью тонометра) на правой руке, сидя, с интервалом 5 минут, три раза. Учитывайте наименьшее значение. Например: 1 измерение – 125/70; 2 – 125/70; 3 – 130/70. Таким образом, в формулу вместо АДС подставьте число – 125.
Измеренное АДС________________
ЗДВ (продолжительность задержки дыхания после глубокого вдоха) в секундах измерьте трижды (с помощью секундомера) с интервалом 5 минут. Учитывайте наибольшую величину.
Измеренная ЗДВ________________
СБ (статическая балансировка) измерьте в секундах без предварительной тренировки, трижды (с помощью секундомера) с интервалом 5 минут. Определяется следующим образом: встаньте на левую ногу, без обуви, глаза закройте, руки опустите вдоль туловища. Учитывайте наилучший результат.
Измеренная СБ__________________
АДП (артериальное давление пульсовое) – разница между артериальным давлением систолическим (АДС) и артериальным давлением диастолическим (АДД), в мм рт. ст., измерьте (с помощью тонометра) на правой руке, сидя, с интервалом 5 минут, три раза. Учитывайте наименьшие цифры. Например: 1 измерение – 125/70; 2 – 130/75; 3 – 130/70. То АДП = АДС – АДД = 125 – 70 = 55.
Рассчитанное АДП = ______________
МТ (масса тела) в кг, определите с помощью весов, взвесьтесь без обуви.
Измеренная МТ_________________
СОЗ (субъективная оценка здоровья) производится с помощью нижеприведенной анкеты, состоящей из 29 вопросов. Прежде чем ответить на вопрос, прочтите его внимательно. Отвечайте, пожалуйста, на все вопросы. Отвечайте на вопросы, не нарушая предложенной последовательности. На каждый вопрос необходимо отвечать независимо от ответов на другие вопросы. Не возвращайтесь к ответам на предыдущие вопросы для сравнения их с ответом на очередной вопрос. На каждый вопрос старайтесь ответить с максимальной откровенностью.
| Беспокоят ли Вас головные боли? | Да | Нет | |
| Можно ли сказать, что Вы легко просыпаетесь от любого шума? | Да | Нет | |
| Беспокоят ли Вас боли в области сердца? | Да | Нет | |
| Считаете ли Вы, что в последние годы у Вас ухудшился слух? | Да | Нет | |
| Считаете ли Вы, что в последние годы у Вас ухудшилось зрение? | Да | Нет | |
| Стараетесь ли вы пить кипяченую воду? | Да | Нет | |
| Уступают ли Вам место в общественном транспорте? (имеется ввиду, что Вы выглядите устало, нездорово или измождено настолько, что Вас пытаются усадить). | Да | Нет | |
| Беспокоят ли Вас боли в суставах? | Да | Нет | |
| Влияет ли на Ваше самочувствие погода? | Да | Нет | |
| Бывают ли у Вас такие периоды, когда из-за волнения Вы теряете сон? | Да | Нет | |
| Беспокоят ли Вас запоры? | Да | Нет | |
| Беспокоят ли Вас боли в области печени? | Да | Нет | |
| Бывают ли у Вас головокружения? | Да | Нет | |
| Считаете ли Вы, что сосредоточиться сейчас Вам стало труднее, чем в прошлые годы? | Да | Нет | |
| Беспокоят ли Вас шум или звон в ушах? | Да | Нет | |
| Ощущаете ли вы в различных частях тела жжение, покалывание, «ползанье мурашек»? | Да | Нет | |
| Беспокоят ли Вас ослабление памяти, забывчивость? | Да | Нет | |
| Держите ли Вы в домашней аптечке одно из следующих лекарств: валидол, нитроглицерин, сердечные капли? | Да | Нет | |
| Приходится ли Вам отказаться от некоторых блюд? | Да | Нет | |
| Бывают ли у Вас отеки на ногах? | Да | Нет | |
| Бывает ли у Вас при быстрой ходьбе одышка? | Да | Нет | |
| Беспокоят ли Вас боли в области поясницы? | Да | Нет | |
| Приходится ли Вам в лечебных целях употреблять какую-либо минеральную воду? | Да | Нет | |
| Беспокоит ли Вас неприятный привкус во рту? | Да | Нет | |
| Можно ли сказать, что Вы стали легко плакать? | Да | Нет | |
| Бываете ли Вы на пляже? | Да | Нет | |
| Считаете ли Вы, что сейчас Вы также работоспособны как прежде? | Да | Нет | |
| Бывают ли у Вас такие периоды, когда Вы себя чувствуете радостно возбуждённым, счастливым? | Да | Нет | |
| Как Вы оцениваете состояние своего здоровья? | Хорошее Удовлетворительное Плохое Очень плохое |
После ответов на вопросы анкеты подсчитаете общее количество неблагоприятных ответов. Неблагоприятными считаются ответы «Да» с 1 по 25-й вопросы и ответы «Нет» с 26 по 28-е вопросы. В 29-й вопросе неблагоприятным считается один из двух последних ответов. Число неблагоприятных ответов, выраженное цифрой от 0 до 29, входит в формулу для определения биологического возраста вместо стоящих в формуле букв СОЗ
Рассчитанное СОЗ_____________________
БВ мужчины = 26,985 + 0,215 ×АДС____– 0,149 ×ЗДВ____– 0,151 ×СБ_____+ 0,723×СОЗ_______
БВ женщины = – 1,463 + 0,415 ×АДП___– 0,140 ×СБ____+ 0,248 × МТ___+ 0,694 ×СОЗ_______
Сравните показатели БВ с календарным возрастом. Сделайте выводы.
2. Заполните таблицу:
Проявления процессов старения на различных уровнях организации особи
| Уровни структурной организации | Основные изменения структур и функциональных систем |
| Молекулярный | |
| Субклеточный | |
| Клеточный | |
| Тканевой | |
| Органный | |
| Системы органов |
1. Решите ситуационные задачи по теме занятия.
Задача 1.Ученые из Кембриджа изобрели очки, создающие эффект дальнозоркости, и перчатки, имитирующие артрит. Надевшему эти перчатки будет сложно сгибать пальцы и поворачивать руки, а обладателю очков – читать. Каково практическое значение этого изобретения?
Задача 2. К педиатру обратилась супружеская пара, у которых имеется сын 3 лет и они планируют рождение еще двух детей. Они обеспокоены небольшой продолжительностью жизни родственников по материнской линии. Какие рекомендации должен дать врач по поводу образа жизни рожденного ребенка и планируемых детей? Нужно ли провести обследование ребенка и родственников?