Теория 4: нарушение регуляторной функции мозга

Человеческий организм хорошо функционирует только в том случае, если все его части взаимодействуют четко и в должной последовательности. На эту необходимость слаженного физиологического функционирования различных систем организма впервые обратил внимание еще в прошлом веке блестящий французский философ и физиолог Клод Бернар. Исследования Бернара помогли нам понять, как протекает процесс пищеварения, каким образом углеводы запасаются в печени, чтобы использоваться затем в случае необходимости, и как работают мозг, сердце и плацента.

Бернар обратил внимание на то, что клетки тела омываются внеклеточной жидкостью, похожей на кровь, и что она доставляет питательные вещества и кислород из крови в клетки, а также уносит шлаки, в том числе двуокись углерода, из клеток в кровь. Бернар придавал большое значение сохранению этой жидкости в теле для нормального функционирования клеток; он назвал ее milieu interieur - внутренней средой организма. Он писал: "Неизменность внутренней среды организма есть непременное условие свободной и независимой жизни... Все жизненные механизмы тела, сколь бы разнообразны они ни были, служат одной-единственной цели: сохранению постоянства условий жизни во внутренней среде организма".

Вслед за Бернаром другие физиологи также начали сознавать, что для нормального функциоиирования организма необходима согласованная работа всех его частей. В самом начале нашего века Уолтер Кэннон, профессор физиологии Гарвардского университета, назвал способность организма регулировать функции и взаимодействие всех его частей гомеостазом (от греческих слов homoios - "подобный" и stasis - "неподвижность"). Кэннон подчеркнул, что гомеостаз так же необходим для организма в целом, как и, по мнению Бернара, для внеклеточной жидкости.

Согласно высказываниям советского ученого В. М. Дильмана (Научно-исследовательский онкологический институт им. Н. В. Петрова в Ленинграде), основным условием поддержания гомеостаза является "скоординированная деятельность двух главных регулирующих систем - эндокринной и нервной". Эндокринные железы - это органы, выделяющие в кровь гормоны: щитовидная железа, околощитовидные железы, яичники и яички, надпочечники, поджелудочная железа, тимус (вилочковая железа) и гипофиз. Гормонами называют химические вещества, регулирующие различные особенности обмена веществ на клеточном уровне и в организме в целом, а в некоторых случаях и выделение других гормонов. Эндокринные железы постоянно "надзирают" за внутренней средой организма, отмечая любое отклонение от нормы; при обнаружении таких отклонений они выделяют в кровь гормоны, которые нормализуют состояние. Например, поджелудочная железа выделяет инсулин в кровь после еды, когда сахар из перевариваемой пищи поступает в кровоток и его содержание в крови превышает норму. Инсулин позволяет клеткам тела использовать сахар для производства энергии и в то же время запасать избыточный сахар в виде жира.

Гипофиз - "главная железа организма" - выделяет множество гормонов, которые в свою очередь управляют выделением гормонов другими железами внутренней секреции. Но на самом деле "главная железа"- лишь "рабыня" гипоталамуса, который является подлинным центром регулирования гомеостаза тела. Гипоталамус, как и гипофиз, находится в головном мозгу и управляет многими нашими жизненно важными отправлениями, среди которых назовем сон, жажду, голод, половое влечение, менструальный цикл у женщин, водно-солевой баланс, температуру тела, кровяное давление и выделение гормонов.

Некоторые геронтологи, в том числе и Дильман, полагают, что многие изменения, появляющиеся в организме по мере старения человека, обусловлены постепенной утратой организмом способности сохранять гомеостаз посредством гормонального контроля и мозговой регуляции. Многие симптомы старения, судя по всему, объясняются потерей контроля за образованием гормонов, в результате чего их вырабатывается либо слишком много, либо слишком мало и регулирование жизненных процессов разбалансировывается. Климакс, например, обусловлен потерей гормона эстрогена, производимого яичниками. Это приводит к снижению способности к деторождению и уменьшению влагалищных выделений (что может нарушать половое общение), снижению тонуса мышц, истончению и сухости кожи. В климактерический период возрастает количество холестерина в крови, а это значит, что после прекращения менструаций женщины подвергаются наравне с мужчинами опасности заболеваний сердца, которые связаны с тем, что отложения холестерина блокируют кровоснабжение сердца.

Д-р Калеб Финч из Геронтологического центра Андруса при Калифорнийском университете в Лос- Анджелесе относится к числу выдающихся исследователей роли нарушения гомеостаза при старении. Нарушение гомеостаза Финч объясняет не просто неправильным функционированием самих эндокринных желез, а нарушением контроля гипоталамуса над гипофизом, что в свою очередь приводит к потере контроля над деятельностью эндокринных желез. В подтверждение своей гипотезы он ссылается на эксперименты двух ученых Тайваньского университета, Мин Цунпена и Хай Хохуана. Последние показали, что яичники, пересаженные от старых крыс молодым, "омолаживались" до такой степени, что снова начинали выделять яйцеклетки. Более того, как продемонстрировали английские ученые, молодые самки крыс оказывались оплодотворенными даже в том случае, если им пересаживали яичники от старых, стерильных самок, причем потомство было нормальным во всех отношениях. А это значит, по мнению Финча, что яичники и другие эндокринные железы управляются гипоталамусом и нарушение эндокринного гомеостаза происходит не в эндокринных железах, а в гипоталамусе.

Другое доказательство того, что за нарушение гомеостаза, которое, возможно, приводит к старению, ответствен гипоталамус, представлено д-ром Джозефом Мейтесом из Мичиганского университета. Мейтесу удалось вызывать овуляцию у старых самок крыс препаратом L-ДОФА (диоксифенилаланин). Это лекарство увеличивает в мозгу количество молекул химических веществ, называемых катехоламинами, которые концентрируются в гипоталамусе и других отделах мозга. Возможно, что катехоламины являются регулирующими веществами, которые производятся некоторыми клетками гипоталамуса для контроля над гипофизом, а тот в свою очередь выделяет гормоны, контролирующие деятельность других эндокринных желез, и тем самым оказывает влияние почти на все жизненные процессы организма. Таким образом, утверждает Финч, "изменения в небольшой популяции клеток в мозгу (т. е. в гипоталамусе) могут быть причиной многих изменений в организме... Эти клетки могут оказаться регуляторами вызываемого гормонами процесса старения". Как показали эксперименты, проведенные Мейтесом, L-ДОФА увеличивает количество катехоламинов. Это позволяет сделать вывод, что сравнительно несложные приспособительные изменения химизма тела могут компенсировать нарушения в гипоталамусе. Препарат L-ДОФА уже много лет используется для лечения болезни Паркинсона почти без каких-либо побочных явлений. Возможно, он окажется вполне безопасным средством в борьбе со старением.

И в самом деле, уже появились данные о том, что препарат L-ДОФА способен продлевать жизнь. В 1974 г. Джордж Котциас, ученый Брукхейвенской национальной лаборатории, сообщил, что при скармливании мышам L-ДОФА "продолжительность их жизни и период расцвета сил значительно увеличиваются". По сравнению с контрольной группой вдвое больше экспериментальных животных дожило до полуторагодичного возраста. Котциас также давал значительные дозы L-ДОФА людям без видимого вреда (правда, эти дозы были меньше, чем в опытах на мышах). Согласно Котциасу, крупному рогатому скоту постоянно скармливают бархатные бобы, растение, которое иногда содержит огромные количества L-ДОФА - втрое больше, чем получали мыши в его опытах, - и тем не менее никакого побочного эффекта не наблюдалось. Лекарства, которые называют ингибиторами моноаминоксидазы и которые психиатры используют в качестве антидепрессантов, могут также, по мнению некоторых врачей, применяться для увеличения количества катехоламинов в мозгу человека.