Физиология старости

Организм человека в процессе своего развития претерпевает ряд изменений. Гиппократ различал семь возрастных периодов в жизни человека: ребенок, отрок, юноша, молодой человек, муж, пожилой человек, старик.

Согласно классификации Авиценны, возраст подразделяется на четыре основных периода: возраст роста, возраст остановки роста, возраст "понижения", возраст "упадка". Кроме того, возраст юности в свою очередь делится на шесть периодов.

В сочинениях Гиппократа, Цельса и Авиценны приведены некоторые анатомические и физиологические данные, характерные для каждого возрастного периода. Период старости они описывают так: у стариков тело холодное, сухое, пульс малый, редкий, медленный.

Цельс и Авиценна отмечали влияние климатических условий на процессы старения и продолжительность жизни. Цельс считал, что старики чувствуют себя хорошо летом и в начале осени, а зима для них неблагоприятное явление. Авиценна указывал, что в жарких местностях люди рано стареют, а жители севера живут дольше.

В глубокой древности ученые Китая делили жизнь человека на 7 периодов: 1) юность - до 20 лет; 2) возраст вступления в брак - до 30 лет; 3) возраст общественной деятельности - до 40 лет; 4) возраст познания своих заблуждений - до 50 лет; 5) возраст, замыкающий жизненную эволюцию, - до 60 лет; 6) желанный возраст - до 70 лет; 7) старость - после 70 лет.

В 1939 г. американскими исследователями было предложено разделить жизнь человека на 8 периодов: 1) младенчество - до 1 года; 2) дошкольный период - от 1 года до 4 лет; 3) школьный возраст - от 5 до 13 лет; 4) юность - от 15 до 24 лет; 5) главные рабочие годы - от 25 до 44 лет; 6) средний возраст - от 45 до 64 лет; 7) ранний период старости - от 65 до 74 лет; 8) старость - с 75 лет.

В Советском Союзе жизненный цикл подразделяется на следующие периоды:

1) грудной возраст - до 1 года; 2) период детства - от 1 года до 7 лет; 3) второе детство - от 7 до 12 лет; 4) подростковый возраст - от 12 до 17 лет; 5) юношеский возраст - от 17 до 25 лет; 6) взрослый возраст - от 25 до 45 лет; 7) зрелый возраст - от 45 до 55 лет; 8) преклонный - старше 55 лет.

В соответствии с решением Ленинградского симпозиума, состоявшегося в 1962 г., людей в возрасте 60-75 лет принято называть пожилыми, от 75 до 90 - старыми и свыше 90 - долгожителями. Правда, все эти деления условны. Поскольку происходящие изменения в организме столь многочисленны, разнообразны и неравномерны, установить какие-либо точные границы отдельных периодов жизни человека невозможно.

Считалось, что рубежом увядания организма является период 60 лет. В настоящее время имеется много исследований, которые дают все основания подвергнуть критике эти представления. Выяснилось, что изменения функциональной деятельности органов и систем организма происходят постепенно на протяжении всей жизни и что они неизбежно приводят организм к старости и смерти. "Жить - значит умирать", - писал Ф. Энгельс в "Диалектике природы".

Необходимо различать два понятия - старение и старость. Старение - это длительный биологический процесс структурных и функциональных изменений организма, развивающийся задолго до старости. Старение одноклеточного организма, старение клетки в тканевой культуре и старение клетки в целостном организме - это процессы, которые отличаются друг от друга. Старение организма нельзя рассматривать только как изменение одного какого-либо органа или системы организма, так же как невозможно считать этот процесс механической суммой изменений. Старение - это сложный процесс, охватывающий разные уровни, структуры и функции организма. Старость является закономерным и неизбежным конечным этапом развития организма, последним звеном онтогенеза.

Большинство исследователей приходят к заключению, что между изменениями функциональной деятельности организма и возрастом нет строгой зависимости. С одной стороны, имеются факты, когда типично выраженная старость у человека появляется в 20-25-летнем возрасте и, наоборот, многие люди остаются бодрыми и здоровыми в 120-150 и более лет.

Остановимся на нескольких примерах.

Людвиг II венгерский был в 14 лет физически развитым человеком, в 15 лет женился, в 18 лет поседел, а в 20 лет умер с признаками глубокой старости. Есть много других примеров, когда люди умирали в 20-25 лет с признаками глубокой старости. Это примеры преждевременной патологической старости. Наукой установлено, что старость и смерть почти всегда наступают преждевременно. Чаще всего смерть наступает не от старости, а от болезни. Нормальная, так называемая физиологическая старость наступает в возрасте свыше 100 лет. Характерной особенностью ее является постепенное, гармоничное снижение всех жизненных функций организма. Такие люди до конца своей жизни остаются бодрыми, работоспособными, жизнерадостными, живущими интересами коллектива. Часто они и выглядят моложе своих лет. Приведем примеры долгожителей.

"В 1795 году в Эдо (старое название Токио) прибыл по приглашению первого министра один из старейших людей Японии - крестьянин Мампэ. Ему было тогда 194 года. Министр попросил его поделиться секретами причины своего долголетия. Старик ответил: "У предков своих я научился мокса (прижигание) и пользовался им всю жизнь. Я и вся моя семья ежемесячно с 1-го по 8-е число делаем себе прижигания на ногах в точке ке цзу-сан-ли. Жене моей сейчас 173 года, сыну - 153, внуку - 105 лет". Старика богато одарили рисом, деньгами и с почетом отправили домой. Через 48 лет после этого Мампэ снова прибыл в Эдо для участия в торжествах открытия нового моста. Ему было 242 года, жене - 221 год, сыну - 201 год, жене сына - 193 года, внуку - 153, жене внука - 138 лет.

Сохранились сведения об англичанине Фоме Карне, который прожил будто бы 207 лет, пережив 12 английских королей. А другой англичанин Томас Парр прожил 152 года трудовой крестьянской жизнью, причем на 120 году он вторично женился на молодой вдове, с которой прожил 12 лет, и был так бодр, что вдова не замечала его старости. От этого брака родился сын, доживший до 127 лет. Парр пережил 9 английских королей. Прославившись своим долголетием, он был вызван в Лондон и приглашен к королевскому двору, где и скончался, по-видимому, от обжорства. Его вскрывал знаменитый анатом Гарвей и не нашел у него никаких старческих изменений.

Сент-Мунго, основатель епископства Глазго, прожил 185 лет. В таком же возрасте в Венгрии умер крестьянин Петр Кцартен, его старшему сыну в то время было 155 лет, а младшему - 97.

В Норвегии в 1797 г. умер Сурингтон на 160 году жизни, оставив молодую вдову и множество детей от многократных браков. Старшему его сыну было 103 года, а младшему - 9 лет.

Венгерцы супруги Джон и Сарра Ровель прожили только в браке 147 лет. Джон умер в возрасте 172 лет, его жена Сарра в возрасте 164 лет, а младший сын в возрасте 116 лет.

Недавно в Пакистане скончался 180-летний вождь племени Махаммад Афзал; его отец умер в возрасте более 200 лет.

На 100 тысяч жителей в Советском Союзе приходится 10 человек старше 100 лет. По подсчетам С. И. Балуева, это в 5-7 раз больше, чем в США, в 15 раз - чем в Англии и Франции, в 100 раз - чем в Японии"^*.

^* (Цит. по кн. Л. Леонтьевой. Старость отступает. Алма-Ата, 1963, стр. 44-46.)

Имеется немало примеров, когда люди доживают до глубокой старости, оставаясь работоспособными. До последних дней работал азербайджанский колхозник Махмуд Эйвазов, который прожил 152 года. В 1945 г. умер известный белорусский партизан дед Талаш, проживший 105 лет. В годы Великой Отечественной войны он сражался с гитлеровцами в партизанском отряде. На 103-м году жизни скончался президент Французской медицинской академии Александр Генио. Известный греческий драматург Софокл написал трагедию "Эдип" в возрасте 100 лет. Итальянский живописец Тициан прожил до 99 лет, не теряя работоспособности. В возрасте 99 лет скончался казахский поэт Джамбул. Микробиолог Виноградов умер 97 лет, физиолог Ширрингтон - 92 лет, микробиолог Гамалея - 90 лет. Верди создал свою последнюю оперу в 88-летнем возрасте. До последних дней своей жизни вел интенсивную научно-исследовательскую деятельность И. П. Павлов, который умер на 87-м году жизни.

Таким образом, установлено, что индивидуальное развитие человека, его онтогенез часто не укладываются в обычно установленные для большинства людей сроки. Следовательно, нет основания считать, что организм будет функционировать в старости иначе, чем в молодости, только потому, что истекло много лет жизни. Тем не менее некоторые изменения функциональной деятельности организма имеются. Никто не может отрицать, что люди пожилого возраста отличаются от молодых людей рядом особенностей (и не только по внешнему виду). В процессе старения в организме происходят изменения биохимического, физико-химического, морфологического и функционального характера. Старческие изменения являются результатом всей жизни данного индивидуума. Жизнь организма и окружающая его среда представляют собой единое целое. В результате изменения среды изменяется и организм. Он приспосабливается к окружающим условиям. Все перенесенные заболевания, травмы, психические переживания и многие другие причины накладывают известный отпечаток на процессы старения.

Для исследователей чрезвычайно важно быстро и своевременно установить структурные и функциональные изменения, наступающие в организме в процессе старения человека с тем, чтобы, где это возможно, предотвратить или затормозить их.

Старческие изменения функциональной деятельности органов и систем организма как по срокам, так и по степени развития распределяются неравномерно. У одних преимущественно страдает сердечно-сосудистая система, в то время как у других изменения больше выражены в дыхательной или нервной системах и т. д.

Одной из характерных особенностей старческого возраста является ослабление приспособляемости организма к колебаниям условий внешней среды, особенно при внезапных и интенсивных воздействиях, при новых жизненных ситуациях. В таких случаях уменьшается сопротивление организма и все факторы, которые для молодого организма не причинили бы никакого вреда, для пожилого человека чреваты последствиями.

В настоящее время имеется большой материал, свидетельствующий о сокращении диапазона адаптационных механизмов стареющего организма. Наиболее четко эти изменения проявляются при выполнении различных физических нагрузок. Как известно, при выполнении той или иной физической нагрузки большое значение имеет изменение функциональной деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Амплитуда изменения отдельных показателей дыхания и кровообращения у стариков значительно меньше по сравнению с молодыми. При усиленной физической нагрузке у пожилых людей повышение легочной вентиляции выражено сильнее, чем потребление кислорода. После выполнения нагрузки потребление кислорода у пожилых людей остается повышенным более длительное время, чем у молодых. Если у молодых людей кислородная недостаточность исчезает через 3 мин после прекращения физической нагрузки, то у пожилых только после 5-6 мин. Установлено что в пожилом возрасте происходит снижение, а иногда и извращение реакций сердечно-сосудистой системы. Так, степень ускорения сердечного ритма при выполнении физической нагрузки с возрастом заметно уменьшается. Пожилые и престарелые люди труднее приспосабливаются к холоду и теплу, чем люди среднего возраста. Это объясняется тем, что с возрастом снижается эффективность терморегуляции, ниже становится теплообразование, а вследствие того, что периферические сосудодвигательные реакции также замедляются, уменьшается и теплоотдача.

Одним из показателей способности организма восстанавливать постоянство внутренней среды является реакция на содержание сахара в крови. Если дать выпить старому и молодому человеку 50 г глюкозы и проследить, как будет изменяться у них содержание сахара в крови, то выяснится, что их реакция будет различной. Так, у молодого человека после приема глюкозы содержание сахара в крови быстро повысится, достигнув максимума через 30 мин, а через 2-2,5 час уровень сахара в крови восстановится до исходного; у старого человека максимальный подъем уровня сахара в крови будет наблюдаться только через час, а восстановление до исходного уровня произойдет только через 3 час (рис. 1).

Рис. 1. Сахарные кривые у лиц в возрасте 40 (1) и 83 лет (2) (по Ф. Бульеру)

Также различна реакция молодых и старых людей на прием и других веществ. Например, 25 г двууглекислой соды повышают содержание бикарбоната в сыворотке у молодых людей в течение 8-10 час, а у пожилых - на протяжении 24-72 час.

Показателем реактивности организма, как известно, является также процесс заживления ран и регенерация. Общеизвестно, что эти процессы в пожилом возрасте протекают значительно медленнее по сравнению с молодыми. Исследователи обнаружили также, что активность коркового и мозгового слоя надпочечников снижается, уменьшенной становятся лабильность нервно-мышечных синапсов, ганглиев блуждающего и симпатического нервов, величина мембранного потенциала в сердечной и скелетной мышцах. Уменьшается интенсивность тканевого дыхания и т. д.

Изучению адаптационных механизмов в процессе старения посвящены многочисленные работы Института геронтологии АМН СССР. На примерах функциональной деятельности различных органов и систем организма выявлено, что в процессе старения происходит не только угасание их функций, сокращение способности приспособления к среде, но и возникают новые приспособительные механизмы, которые позволяют организму поддерживать взаимоотношение с окружающей его средой. Возникает качественно новый уровень деятельности организма. Развитие преждевременного старения и обусловлено ослаблением приспособительных механизмов, ограничением адаптации. Физиологическое старение, наоборот, характеризуется высоким уровнем развития этих механизмов. Исследованиями В. В. Фролькиса и его сотрудников (1963) обнаружена чрезвычайно интересная закономерность, наблюдающаяся в старческом возрасте, - ослабление чувствительности органов и систем к нервным влияниям и повышение чувствительности к гуморальным факторам. Они определяли на старых и молодых кроликах чувствительность скелетных мышц к ацетилхолину и порог возбудимости мышц при раздражении седалищного нерва. Выяснилось, что порог возбудимости при раздражении седалищного нерва у старых животных был выше по сравнению с молодыми. Сокращение мышцы у них наступало при большей силе раздражения, т. е. возбудимость мышцы к нервным влияниям была понижена. В то же время чувствительность на воздействие ацетилхолина у этих подопытных была выше. Сокращение скелетной мышцы у старого животного наступало уже при введении ацетилхолина в количестве 6 γ/кг, а у молодого оно вызывалось только при введении 13,3 γ/кг.

Сокращение мигательной перепонки глаза кошки можно вызвать или раздражением симпатического нерва, или введением симпатомиметических веществ. Опыты на старых и молодых животных показали, что у старой кошки сокращение перепонки наступает при большей силе раздражения симпатического нерва, чем у молодой. Введение же адреналина и норадреналина вызывало сокращение перепонки у старых животных при меньших количествах по сравнению с молодыми.

На кошках и кроликах определялась чувствительность сердца к тормозному влиянию блуждающего нерва и действию адреналина и других веществ. Исследования показали, что порог раздражения блуждающего нерва у старых животных на 51% выше, чем у молодых. Сердце старых животных менее чувствительно к раздражению нерва.

Реакция сосудов к действию ряда веществ исследовалась как на животных, так и на людях. Оказалось, что у молодых людей реакция сосудов кожи наблюдается при ионофоретическом введении адреналина в концентрации 1 : 10⁵; 1 : 10⁶, а у пожилых эта реакция наступает при разведении 1 : 10⁸; 1 : 10⁹ и т. д.

Таким образом, на многочисленных примерах доказывается изменение чувствительности организма в процессе старения к нервным и гуморальным воздействиям, т. е. происходит ослабление восприимчивости к первым и повышение ко вторым. При глубокой старости снижается чувствительность и к химическим факторам. Это говорит о том, что в процессе старения изменяется деятельность нейрогуморальных механизмов, обеспечивающих постоянство внутренней среды и взаимоотношение организма с окружающей средой.

Дальнейшие наблюдения показали, что изменения нейрогуморальных взаимоотношений имеют место не только на объектах регуляции, но и на других пунктах передачи информации из высших отделов регулирующей системы. Известно, что саморегуляция различных функций организма обеспечивается наличием обратной информации из работающего органа. Выяснилось, что и в этом звене обратной связи имеются четкие изменения в сторону снижения. Например, показано снижение рефлексов в связи с возрастом с механо- и хеморецепторов сосудов.

Четкие изменения обнаружены и в самих нервных центрах. Одновременная регистрация электроэнцефалограмм, электрокардиограмм, электромиограмм, кровяного давления и дыхания показала, что влияние химических агентов непосредственно на нервные центры у старых животных часто не вызывало соответствующих эффектов на периферии. Так, возбуждение при искусственно вызванном судорожном припадке у молодых животных в большинстве случаев вызывает и замедление сердечной деятельности, в то время как у большинства старых животных оно отсутствует. Это указывает на то, что в первом случае возбуждение захватывает и центр блуждающего нерва, во втором случае он не вовлекается в процесс. Все эти исследования свидетельствуют об изменении регулирующих систем, взаимоотношений центральных и периферических отделов, прямой и обратной связи в процессе старения организма.

Многие функциональные изменения в организме возникают постепенно, незаметно и выявить их можно лишь в условиях напряженной деятельности. Только таким образом возможно установить, что с возрастом снижается диапазон приспособления организма, его регуляторных систем.

Что же происходит в стареющем организме? Чтобы дать ответ на этот вопрос, надо прежде всего определить, что является основным процессом в жизнедеятельности организма. Характеризуя жизнь как способ существования белковых тел, Ф. Энгельс писал, что существенным моментом этого процесса является постоянный обмен веществ с окружающей их природой. С прекращением обмена веществ прекращается и жизнь.