Во многих случаях внешний фактор, действуя лишь на какой-либо один элемент механизма развития нормальных болезней, может настолько ускорить их ход, что создается впечатление о решающем повреждающем влиянии именно этого фактора. Например, имеются веские доводы в пользу того, что повышение в крови уровня холестерина (липопротеинов низкой плотности) и триглицеридов (липопротеинов очень низкой плотности) играет решающую роль в развитии атеросклероза (см. главу 11). Вместе с тем в эксперименте атеросклероз может быть вызван заражением вирусом герпеса. Казалось бы, эти явления несовместимы друг с другом -- ведь сейчас известно, что вирус вызывает развитие атеросклероза, не повышая уровень липопротеинов в крови. Однако если учитывать, что развитие каждой атеросклеротической бляшки происходит из одной гладкомышечной клетки стенки сосуда, то становится отчетливее общее в действии вируса герпеса и избытка липопротеинов крови. Как тот, так и другой фактор вызывает усиленное деление мышечных клеток, причем влияние вируса в этом отношении более выражено, чем влияние липопротеинов. Поэтому атеросклероз можно остро вызвать вирусом герпеса и без того, чтобы произошло повышение в крови уровня липопротеинов низкой плотности, хотя увеличение концентрации последних по мере старения постепенно также вызывает атеросклероз. Более того, влияние этих двух факторов может суммироваться: ведь возрастное нарушение жироуглеводного обмена вызывает метаболическую иммунодепрессию, а это проявляется снижением противовирусного иммунитета. Вот уж действительно пример того, что в основе каждой болезни старения лежат физиологические механизмы, и если бы этого не было, то факторы внешней среды не могли бы вызывать развитие именно этих болезней.
Так своеобразно проявляется единство мира внутреннего и внешнего, неразрывность живого организма со средой его обитания. Эта взаимосвязь породила, в частности, представление о болезнях цивилизации. Например, ожирение не только результат изменения внутренних факторов регуляции, но в не меньшей мере и следствие того, что цивилизация сделала пищу всегда доступной, а еду не только предметом удовлетворения потребности, но и искусственным источником наслаждения
Благодаря успехам цивилизации увеличилась также продолжительность жизни человека, что создало "дополнительное время", в течение которого формируются болезни старения.
Но и этим не ограничивается роль факторов внешней среды в развитии болезней цивилизации. Можно создать идеализированную модель возрастных процессов, но нет идеального -- схематизированного и единообразного течения этих процессов. В идеальной модели время появления любой болезни старения не имеет, значения, если теоретически она все равно должна возникнуть. В реальных же условиях факторы внешней среды в значительной степени определяют "выбор" той или иной нормальной болезни и срок ее появления. Человек, подвергающийся усиленному воздействию химических канцерогенов, имеет большую вероятность "выбрать" из группы нормальных болезней ту или иную опухоль; а при наличии длительных отрицательных эмоций повышается вероятность развития гипертонической болезни. Поэтому если бы не было неблагоприятного влияния факторов внешней среды, то в такой идеальной обстановке у человека должны были возникать все десять нормальных болезней, ожидаемое время их появления определялось бы с достаточно большой точностью. В реальных же условиях факторы внешней среды вносят элемент неопределенности в запланированный, или детерминированный, механизм развития и старения и тем самым определяют реальные сроки проявления нормальных болезней.
Это взаимодействие внутренних и внешних факторов столь велико, что принцип неопределенности, вероятно, сосуществует с принципом детерминированности как неразрывное единство не только при формировании болезней старения, но и в каждой отдельной реакции нейроэндокринной системы. Вот пример.
Деятельность нейроэндокринной системы строго определяется и тем, что каждый гормон обладает конкретными свойствами, и тем, что регуляция основана на механизме обратной связи, в котором каждый эффект порождает следующий эффект, и т. д. Именно в результате всего этого в процессе нормального старения возникают не любые болезни, а по преимуществу десять нормальных болезней.
Но представим следующую ситуацию. На человека действует какой-то средней силы эмоциональный стресс. Этот стресс должен вызвать серию нарушений, и в частности снижение уровня в гипоталамусе медиаторов-посредников. В свою очередь, степень этого снижения медиаторов определяет длительность существования нарушений обмена после того, как действие стрессорных факторов прекратится.
В юные годы, когда еще нет возрастного (закономерного) снижения уровня медиаторов в мозге, человек быстрее забывает о неприятностях, тогда как с годами эмоциональное перенапряжение часто оставляет длительный след в виде ухудшения настроения, или психической депрессии. Соответственно более длительно сама система регуляции и обмен веществ не приходят в равновесие. Но если искусственно изменить ситуацию с медиаторами в мозге, например если вкусно поесть сразу же после волнения, введя в организм дополнительное количество аминокислот, из которых образуются два главных медиатора нервного сигнала -- серотонин и дофамин, то успокоение может прийти раньше и в определенных случаях развитие нежелательных сдвигов может быть сглажено. Так, на детерминированную реакцию нейроэндокринной системы накладывается влияние "факторов неопределенности", исходящих из внешнего мира.
С другой стороны, если пища становится постоянным способом "снятия эмоционального напряжения", то она, способствуя развитию ожирения, превращается и в фактор, ускоряющий предопределенное механизмом развития организма формирование болезней, сцепленных со старением. Поэтому можно утверждать, что в деятельности нейроэндокринной системы принцип детерминированности и принцип неопределенности дополняют друг друга, и поэтому в пределах десяти нормальных болезней есть определенный выбор скорости, с которой та или иная болезнь реализуется у конкретного человека, а также есть факторы, определяющие "выбор" преимущественно той или иной болезни из этой группы нормальных болезней.
Сопоставление изменений при беременности, стрессе, старении, и болезнях старения
Беременность
Стресс
Старение
Болезни старения
Повышение в крови плацентарного гормона роста и кортизола
Снижение чувствительности к инсулину
Снижение утилизации глюкозы
Компенсаторный избыток инсулина
Ожирение
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Повышение в крови гормона роста и АКТГ, кортизола, пролактина
Снижение чувствительности к инсулину
Повышение в крови глюкозы
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Резистентность гормона роста к тормозящему влиянию глюкозы
Резистентность АКТГ к тормозящему влиянию кортизола
Относительный избыток кортизола (нарушение суточного ритма)
Снижение утилизации глюкозы
Компенсаторный избыток инсулина
Ожирение
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Резистентность гормона роста к тормозящему влиянию глюкозы
Резистентность АКТГ к тормозящему влиянию кортизола
Относительный и абсолютный избыток кортизола
Снижение утилизации глюкозы
Компенсаторный избыток инсулина
Ожирение
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Гармония ритмов -- необходимое условие свободной жизни организма. Поэтому представление о возрастной норме -- это миф. Недостаточно чувствовать себя здоровым -- надо стремиться быть в состоянии идеальной нормы.
Глава 14. Что есть норма или Большие биологические часы
Если изменения, происходящие в организме, и строго запрограммированы, и в то же время в известной мере подвержены колебаниям, если они являются результатом взаимодействия множества внутренних и внешних факторов, то естественно возникает вопрос: как суммируются влияния, определяющие длительность жизни каждого индивидуума?
В коротком интервале организм "учитывает" время, используя в принципе те же факторы, что и человек разумный, введший понятие астрономических суток. Этот отсчет выражен суточной периодичностью функций организма, их ритмом. Почти все ритмы координированы со сменой дня и ночи. Однако многие ритмы продолжаются в непрерывной темноте. Обычно считают, что вращение Земли вокруг своей оси создает не только световые, но и другие виды периодических процессов, улавливаемых организмом.
Существуют также чисто внутренние ритмы вследствие колебаний процессов в каждой клетке, ткани и соответственно в каждой физиологической системе. Все это вместе получило в научной литературе наименование биологических часов. Но такими часами измеряются лишь ограниченные отрезки времени. Они напоминают песочные часы, которые приспособлены отсчитывать один цикл, не суммируя последовательно совокупность измеряемых периодов. Отдельные циклы даже с большей чем суточная периодичностью -- смены фаз Луны, сезонов года -- также не суммируются с предыдущим отсчетом, то есть не происходит никакой последовательной записи периодов.
И все же своеобразный календарь, отражающий суммарные изменения от самого начала жизни и до смерти, несомненно, существует. Этот календарь целесообразно назвать Большими биологическими часами. Он основан на том же принципе изменения ритма, что и обычные биологические часы, но обладает существенной особенностью: Большие часы измеряют не сам ритм, а утрату ритма. Естественно, что их механизм "встроен" в гипоталамус (рис. 6).
Эти часы работают неравномерно. Их ход может то замедляться, то ускоряться, но они всегда движутся в одном направлении -- постепенной потери ритма, и все время запас их завода уменьшается, подобно шагреневой коже. Однако в отличие от нее в Больших биологических часах можно количественно измерить, как много израсходовано запаса хода. Нагрузки, определяющие порог чувствительности центрального гипоталамического регулятора к регулирующим сигналам, характеризуют, как далеко ушли Большие часы. Чем меньше величина реакции при нагрузке, тем ближе конечное время, или полная утрата ритма в работе гомеостата.
Итак, Большие биологические часы измеряют ритм работы главных гомеостатических систем организма.
Можно теоретически представить ситуацию, при которой ход Больших часов будет замедлен настолько, что существенно замедлится процесс старения. Для этого необходимо, чтобы сохранялся ритм функционирования главных гомеостатических систем организма. А этого, в свою очередь, можно достичь, выяснив, какие конкретно факторы приводят к утрате ритма, и найдя средства, надежно предотвращающие или устраняющие эти нарушения.
Значительно более грубо о состоянии Больших часов можно судить по изменению ряда суммарных показателей, отражающих работу главных гомеостатов. Так, чем выше вес тела или холестерин в крови, тем выше риск развития атеросклероза, а следовательно, и меньше ожидаемый лимит жизни. Общая длительность хода Больших биологических часов у различных видов живых организмов установлена эволюцией. Каждый вид имеет определенные так называемые видовые сроки жизни.
Продолжительность жизни некоторых видов живых организмов (по А. Комфорту, 1967)
Вид
Длительность жизни
Вид
Длительность жизнь
Бабочка-поденка
Пчела-трутень
Мышь
Горбуша
Крыса
Пчела-матка
Соловей
Собака
Акула
Дельфин, кошка, лев, карась
несколько часов
около 14 дней
до 3 лет
3 года
до 4 лет
больше 4 лет
12--18 лет
до 20 лет
25 лет
до 30 лет
Уж
Обезьяна
Лошадь
Гигантская саламандра
Филин
Белуга
Слон
Лебедь
Черепаха
Человек
до 33 лет
до 40 лет
до 55 лет
более 66 лет
68 лет
до 75 лет
до 80 лет
80-- 100 лет
до 200 лет
до 113--120 лет
Но многие факторы внешней и внутренней среды ускоряют ход Больших биологических часов. Так, например, отклонение от правильного режима питания и существенное увеличение веса тела ведут к нарушению ряда важных ритмов в организме и появлению преждевременных изменений обмена, характерных для нормальных болезней. У тучных время течет быстрее. Все это убеждает в необходимости установить тот идеал, к которому нужно стремиться, или дать определение, что есть норма в постоянно меняющемся организме.
Это непросто, ибо труднее всего поддаются определению фундаментальные понятия. Например, какой вес человека считать нормальным? Часто для вычисления нормы веса тела пользуются формулой, согласно которой вес в килограммах соответствует величине роста в сантиметрах минус 100. Например, при росте 180 см нормальный вес составляет, согласно формуле, 80 кг. А между тем для обоснования данной формулы нет ровно никаких существенных аргументов, кроме практической простоты самого расчета.
По мере старения человек, как известно, полнеет. Учитывая возрастные изменения ряда физиологических показателей, многие исследователи считают необходимым устанавливать норму веса тела для каждого десятилетия жизни. При таком подходе измеряется вес тела в различных возрастных группах и затем вычисляется средний в популяции вес. Этот усредненный вес для каждой возрастной группы отдельно принимается за стандарт нормы. Иными словами, устанавливается среднестатистическая возрастная норма -- предполагается, что само возрастное изменение физиологического показателя, в данном случае веса тела, нормально. И отклонением от нормы считают только те показатели веса тела, которые существенно превышают усредненные в соответствующей возрастной группе. Так возник миф о "дозволенности" возрастного нарастания веса тела в определенных пределах, причем в пределах, вычисляемых по принципу "быть как все".
Но мы уже говорили: хотя возрастные изменения веса тела происходят практически у всех, это отнюдь не доказывает, что данное явление нормально. Наоборот, в данном случае то, что происходит у всех, является и опасным для всех. Ведь при этом молчаливо игнорируется то обстоятельство, что чем выше вес тела, тем выше показатель смертности от любой болезни старения.
Итак, в 20--25 лет заканчивается рост организма. В эти годы минимальна смертность от всех болезней старения. Вот почему представляется наиболее разумным принять показатели, свойственные этому возрасту, за норму, если, конечно, человек в этот период не болен.
Но каждый человек, по существу, уникален, поэтому норма строго индивидуальна -- усредненными данными здесь не обойтись.
Условно норму, свойственную каждому в 20--25 лет, можно обозначить как идеальную норму--она является той точкой отсчета, от которой начинается путь к возрастной патологии, и тем идеалом, к сохранению которого необходимо стремиться. Любое стойкое отклонение от нормы молодого возраста есть движение по пути к возрастной патологии. Действительно, в системах, подчиняющихся закону отклонения гомеостаза, отклонение от нормы нормально, ибо по мере увеличения возраста всегда с той или иной скоростью норма утрачивается. Это влечет за собой развитие нормальных болезней старения. Но естественно, что в силу многих причин скорость этой утраты различна. Если процесс происходит более интенсивно, чем свойственно в среднем для всей популяции в данном* регионе или стране, то говорят о преждевременном старении и преждевременном формировании болезней старения. Напротив, если процесс утраты нормы происходит медленнее, чем обычно, то возникает "задержанное" старение, свойственное долгожителям. Таким образом, биологический возраст человека может не соответствовать паспортному или хронологическому его возрасту.
Определение индивидуальной нормы может сыграть огромную роль в продлении активной, полной радостей жизни для каждого.
Конечно, невозможно замерить все мыслимые и доступные определению физиологические показатели. Но это и не нужно. Большинство физиологических показателей охраняется законом постоянства внутренней среды и поэтому не претерпевает существенных изменений. С возрастом в организме, конечно, могут происходить случайные поломки, приводящие к различным болезням. Но не эти болезни, а десять нормальных болезней характерны для процесса старения. Поэтому при определении биологического возраста и соответственно определении закономерных отклонений от нормы набор показателей не столь уж велик, чтобы не поддаваться учету.
Относительно небольшой выбор показателей определяется еще и тем, что единообразные нарушения в регуляции, обусловленные действием закона отклонения гомеостаза, приводят, если старение протекает нормально, к однотипным конечным сдвигам. Поэтому, не зная многого о множестве промежуточных этапов, можно на основании этих конечных, интегральных показателей судить о деятельности всей системы в целом.
Так, например, естественно, что энергетический гомеостат и процессы, в нем происходящие, очень сложны. Но если вес тела, установившийся в 20--25 лет, остается стабильным, то ясно, что на всех уровнях энергетической системы нарушения не столь уж велики.
Учитывая, что закон отклонения гомеостаза действует в трех основных гомеостатических системах организма, в возрасте 20--25 лет должны быть установлены параметры состояния прежде всего этих систем. Минимальное число таких параметров пять:
вес тела, или, точнее, содержание жира в теле, которое косвенно может быть рассчитано по показателю роста, веса и данных измерения толщины кожно-жировых складок;
уровень в крови пре-бета- и бета-липопротеинов и триглицеридов;
уровень холестерина и альфа-холестерина (холестерина в составе липопротеинов высокой плотности);
количество сахара в крови натощак и через два часа после приема внутрь 100 г глюкозы;
величина артериального давления.
На основании совокупности этих показателей должен составляться "паспорт здоровья".
Действительно, преждевременное развитие нормальных болезней старения практически исключено, если исходный уровень перечисленных пяти показателей оптимален и если до определенной поры отсутствует их возрастная динамика. И вот почему.
Несмотря на кажущуюся простоту этих показателей, они суммарно отображают работу энергетического, адаптационного и частично репродуктивного гомеостата. Стабильность этих показателей при повторных определениях, например раз в год, могла бы свидетельствовать, что "паспорт здоровья" не просрочен. Напротив, наличие изменений служило бы сигналом, что необходимо действовать, включая соответствующие лечебные мероприятия.
Но если говорить о будущем, то необходимо научиться улавливать и более ранние изменения -- в тот период, когда величина конечных показателей еще не растет, а лишь сглаживается ритмичность функционирования основных комеостатических систем.
Естественно, часто для каждой гомеостатической системы имеется "второй эшелон проб", который позволяет более точно оценивать состояние регуляции в системе. Частично эти пробы рассматривались в главах 5--7.
Конечно, индивидуальность нормы требует стандартизации методов обследования. И чем выше требования к индивидуализации, тем выше требования к стандартизации. Но сделать все это вполне возможно и необходимо, ибо от этого зависит слишком многое.
Норма едина, и данный тезис имеет еще более глубокое значение, чем это кажется с первого взгляда, ибо формирование оптимальной нормы у следующего поколения находится в прямой зависимости от сохранения нормы у потенциальных родителей, равно как сохранение стандарта нормальности во всей популяции в конечном итоге зависит от нормального течения беременности в каждом отдельном случае.
Рассмотрим поэтому в следующей главе цепь причин и следствий, которые определяют черты идеальной нормы и у каждого индивидуума, и во всей популяции в целом.
Акселерация развития -- это аксеперация возрастной патологии.
Глава 15. Возрастная норма и акселерация развития
Жизнь человека начинается с момента оплодотворения. Но судьба будущего организма во многом определяется задолго до наступления беременности. Мы уже рассматривали в главах 4 и 10, каким образом во время беременности в материнском организме создаются нарушения обмена, которые обеспечивают условия для развития плода, и в частности увеличения его клеточной массы. Беременность несовместима с сохранением постоянства внутренней среды, ибо развитие несовместимо со стабильностью. Необходимые нарушения обмена во время беременности, по существу, являются не чем иным, как "запрограммированной" болезнью. Чтобы механизм такой "нормальной болезни беременного организма" не был постоянным, он локализован в плаценте -временном эндокринном органе, который прекращает свое существование вместе с рождением ребенка.
Постепенно увеличивающееся нарушение обмена во время беременности создается за счет увеличения размеров плаценты и соответственно увеличения продукции плацентарного гормона роста, который ухудшает использование глюкозы материнским организмом. В результате возникает так называемый "диабет беременных", что приводит к накоплению жира и тем самым сдвигу в сторону усиленного использования жирных кислот как топлива.
Интенсивность "диабета беременных" и соответственно последующих нарушений обмена определяется, таким образом, не только продукцией гормонов системой плацента -- плод, но и той почвой, на которой эти гормоны действуют, то есть исходным состоянием самого материнского организма. Следовательно, чем старше будущая мать, чем определеннее у нее сдвиг энергетики на "жировой путь", чем выраженнее стрессорные влияния -- тем интенсивнее "запланированная болезнь беременного организма". Именно усиление "нормальной болезни беременности", превышение той величины "нормальной болезни", которая необходима для развития плода, и есть, по существу, болезнь. Это превышение может вызвать интенсификацию созревания и роста плода -- акселерацию развития.
Так, наблюдения показали, что в группе беременных женщин в возрасте до 21 года толщина кожно-жировой складки в области подвздошной кости составляла 3,8+-0,8 мм, тогда как в группе женщин в возрасте 25-- 31 года -- 8,5+-0,7 мм. Следовательно, уже в столь молодом возрасте, как 25--31 год, имеются признаки некоторого нарушения обмена, которые, суммируясь со сдвигами, свойственными "нормальной болезни беременного организма", приводят к более выраженному накоплению жира.
Установлено также, что чем больше полнеет женщина во время беременности, тем выше вес ребенка при рождении. Крупный плод -- это, по существу, более "старый" плод, так как вес плода соответствует его биологическому, а не хронологическому возрасту. Как отметил польский гинеколог-эндокринолог Р. Климек, "тучный" плод начинает ускоренно стареть, еще не родившись.
Следовательно, процесс акселерации начинается уже в утробе матери и его интенсивность находится в зависимости от состояния женского организма до беременности, в частности от возраста женщины. Почему?
Мы знаем, что и возрастные сдвиги обмена, и неблагоприятные влияния внешней среды могут сказаться на степени повышения уровня глюкозы в крови после приема пищи. С одной стороны, это ведет к усилению накопления жира в организме еще совсем молодой женщины между 21 и 25--31-м годами. С другой -повышенная концентрация глюкозы вызывает у плода более значительное, чем обычно, выделение инсулина. Между тем чем выше уровень инсулина у плода во вторую половину беременности, тем больше у него образуется жировых клеток и соответственно тем больше откладывается жира. Поэтому в приведенном примере у женщин в возрасте 25--31 года не только происходила более значительная прибавка жира во время беременности, но и дети появлялись на свет с более высоким весом тела*.
Соответственно чем выше вес ребенка при рождении, тем более быстрыми темпами и в дальнейшем происходит накопление жира. Но накопление жира -- это тот запас потенциальной энергии, который расходуется в процессе роста тела. В этом отношении характерно, что периодам интенсивного роста в детстве предшествует накопление жира. В результате чем выше вес плода, тем вероятнее усиление темпов роста, что и является основным элементом акселерации развития.
Так своеобразно проявляется единство мира внутреннего и внешнего, неразрывность живого организма со средой его обитания. Эта взаимосвязь породила, в частности, представление о болезнях цивилизации. Например, ожирение не только результат изменения внутренних факторов регуляции, но в не меньшей мере и следствие того, что цивилизация сделала пищу всегда доступной, а еду не только предметом удовлетворения потребности, но и искусственным источником наслаждения
Благодаря успехам цивилизации увеличилась также продолжительность жизни человека, что создало "дополнительное время", в течение которого формируются болезни старения.
Но и этим не ограничивается роль факторов внешней среды в развитии болезней цивилизации. Можно создать идеализированную модель возрастных процессов, но нет идеального -- схематизированного и единообразного течения этих процессов. В идеальной модели время появления любой болезни старения не имеет, значения, если теоретически она все равно должна возникнуть. В реальных же условиях факторы внешней среды в значительной степени определяют "выбор" той или иной нормальной болезни и срок ее появления. Человек, подвергающийся усиленному воздействию химических канцерогенов, имеет большую вероятность "выбрать" из группы нормальных болезней ту или иную опухоль; а при наличии длительных отрицательных эмоций повышается вероятность развития гипертонической болезни. Поэтому если бы не было неблагоприятного влияния факторов внешней среды, то в такой идеальной обстановке у человека должны были возникать все десять нормальных болезней, ожидаемое время их появления определялось бы с достаточно большой точностью. В реальных же условиях факторы внешней среды вносят элемент неопределенности в запланированный, или детерминированный, механизм развития и старения и тем самым определяют реальные сроки проявления нормальных болезней.
Это взаимодействие внутренних и внешних факторов столь велико, что принцип неопределенности, вероятно, сосуществует с принципом детерминированности как неразрывное единство не только при формировании болезней старения, но и в каждой отдельной реакции нейроэндокринной системы. Вот пример.
Деятельность нейроэндокринной системы строго определяется и тем, что каждый гормон обладает конкретными свойствами, и тем, что регуляция основана на механизме обратной связи, в котором каждый эффект порождает следующий эффект, и т. д. Именно в результате всего этого в процессе нормального старения возникают не любые болезни, а по преимуществу десять нормальных болезней.
Но представим следующую ситуацию. На человека действует какой-то средней силы эмоциональный стресс. Этот стресс должен вызвать серию нарушений, и в частности снижение уровня в гипоталамусе медиаторов-посредников. В свою очередь, степень этого снижения медиаторов определяет длительность существования нарушений обмена после того, как действие стрессорных факторов прекратится.
В юные годы, когда еще нет возрастного (закономерного) снижения уровня медиаторов в мозге, человек быстрее забывает о неприятностях, тогда как с годами эмоциональное перенапряжение часто оставляет длительный след в виде ухудшения настроения, или психической депрессии. Соответственно более длительно сама система регуляции и обмен веществ не приходят в равновесие. Но если искусственно изменить ситуацию с медиаторами в мозге, например если вкусно поесть сразу же после волнения, введя в организм дополнительное количество аминокислот, из которых образуются два главных медиатора нервного сигнала -- серотонин и дофамин, то успокоение может прийти раньше и в определенных случаях развитие нежелательных сдвигов может быть сглажено. Так, на детерминированную реакцию нейроэндокринной системы накладывается влияние "факторов неопределенности", исходящих из внешнего мира.
С другой стороны, если пища становится постоянным способом "снятия эмоционального напряжения", то она, способствуя развитию ожирения, превращается и в фактор, ускоряющий предопределенное механизмом развития организма формирование болезней, сцепленных со старением. Поэтому можно утверждать, что в деятельности нейроэндокринной системы принцип детерминированности и принцип неопределенности дополняют друг друга, и поэтому в пределах десяти нормальных болезней есть определенный выбор скорости, с которой та или иная болезнь реализуется у конкретного человека, а также есть факторы, определяющие "выбор" преимущественно той или иной болезни из этой группы нормальных болезней.
Сопоставление изменений при беременности, стрессе, старении, и болезнях старения
Беременность
Стресс
Старение
Болезни старения
Повышение в крови плацентарного гормона роста и кортизола
Снижение чувствительности к инсулину
Снижение утилизации глюкозы
Компенсаторный избыток инсулина
Ожирение
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Повышение в крови гормона роста и АКТГ, кортизола, пролактина
Снижение чувствительности к инсулину
Повышение в крови глюкозы
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Резистентность гормона роста к тормозящему влиянию глюкозы
Резистентность АКТГ к тормозящему влиянию кортизола
Относительный избыток кортизола (нарушение суточного ритма)
Снижение утилизации глюкозы
Компенсаторный избыток инсулина
Ожирение
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Резистентность гормона роста к тормозящему влиянию глюкозы
Резистентность АКТГ к тормозящему влиянию кортизола
Относительный и абсолютный избыток кортизола
Снижение утилизации глюкозы
Компенсаторный избыток инсулина
Ожирение
Избыточное использование жирных кислот
Подавление клеточного иммунитета
Гармония ритмов -- необходимое условие свободной жизни организма. Поэтому представление о возрастной норме -- это миф. Недостаточно чувствовать себя здоровым -- надо стремиться быть в состоянии идеальной нормы.
Глава 14. Что есть норма или Большие биологические часы
Если изменения, происходящие в организме, и строго запрограммированы, и в то же время в известной мере подвержены колебаниям, если они являются результатом взаимодействия множества внутренних и внешних факторов, то естественно возникает вопрос: как суммируются влияния, определяющие длительность жизни каждого индивидуума?
В коротком интервале организм "учитывает" время, используя в принципе те же факторы, что и человек разумный, введший понятие астрономических суток. Этот отсчет выражен суточной периодичностью функций организма, их ритмом. Почти все ритмы координированы со сменой дня и ночи. Однако многие ритмы продолжаются в непрерывной темноте. Обычно считают, что вращение Земли вокруг своей оси создает не только световые, но и другие виды периодических процессов, улавливаемых организмом.
Существуют также чисто внутренние ритмы вследствие колебаний процессов в каждой клетке, ткани и соответственно в каждой физиологической системе. Все это вместе получило в научной литературе наименование биологических часов. Но такими часами измеряются лишь ограниченные отрезки времени. Они напоминают песочные часы, которые приспособлены отсчитывать один цикл, не суммируя последовательно совокупность измеряемых периодов. Отдельные циклы даже с большей чем суточная периодичностью -- смены фаз Луны, сезонов года -- также не суммируются с предыдущим отсчетом, то есть не происходит никакой последовательной записи периодов.
И все же своеобразный календарь, отражающий суммарные изменения от самого начала жизни и до смерти, несомненно, существует. Этот календарь целесообразно назвать Большими биологическими часами. Он основан на том же принципе изменения ритма, что и обычные биологические часы, но обладает существенной особенностью: Большие часы измеряют не сам ритм, а утрату ритма. Естественно, что их механизм "встроен" в гипоталамус (рис. 6).
Эти часы работают неравномерно. Их ход может то замедляться, то ускоряться, но они всегда движутся в одном направлении -- постепенной потери ритма, и все время запас их завода уменьшается, подобно шагреневой коже. Однако в отличие от нее в Больших биологических часах можно количественно измерить, как много израсходовано запаса хода. Нагрузки, определяющие порог чувствительности центрального гипоталамического регулятора к регулирующим сигналам, характеризуют, как далеко ушли Большие часы. Чем меньше величина реакции при нагрузке, тем ближе конечное время, или полная утрата ритма в работе гомеостата.
Итак, Большие биологические часы измеряют ритм работы главных гомеостатических систем организма.
Можно теоретически представить ситуацию, при которой ход Больших часов будет замедлен настолько, что существенно замедлится процесс старения. Для этого необходимо, чтобы сохранялся ритм функционирования главных гомеостатических систем организма. А этого, в свою очередь, можно достичь, выяснив, какие конкретно факторы приводят к утрате ритма, и найдя средства, надежно предотвращающие или устраняющие эти нарушения.
Значительно более грубо о состоянии Больших часов можно судить по изменению ряда суммарных показателей, отражающих работу главных гомеостатов. Так, чем выше вес тела или холестерин в крови, тем выше риск развития атеросклероза, а следовательно, и меньше ожидаемый лимит жизни. Общая длительность хода Больших биологических часов у различных видов живых организмов установлена эволюцией. Каждый вид имеет определенные так называемые видовые сроки жизни.
Продолжительность жизни некоторых видов живых организмов (по А. Комфорту, 1967)
Вид
Длительность жизни
Вид
Длительность жизнь
Бабочка-поденка
Пчела-трутень
Мышь
Горбуша
Крыса
Пчела-матка
Соловей
Собака
Акула
Дельфин, кошка, лев, карась
несколько часов
около 14 дней
до 3 лет
3 года
до 4 лет
больше 4 лет
12--18 лет
до 20 лет
25 лет
до 30 лет
Уж
Обезьяна
Лошадь
Гигантская саламандра
Филин
Белуга
Слон
Лебедь
Черепаха
Человек
до 33 лет
до 40 лет
до 55 лет
более 66 лет
68 лет
до 75 лет
до 80 лет
80-- 100 лет
до 200 лет
до 113--120 лет
Но многие факторы внешней и внутренней среды ускоряют ход Больших биологических часов. Так, например, отклонение от правильного режима питания и существенное увеличение веса тела ведут к нарушению ряда важных ритмов в организме и появлению преждевременных изменений обмена, характерных для нормальных болезней. У тучных время течет быстрее. Все это убеждает в необходимости установить тот идеал, к которому нужно стремиться, или дать определение, что есть норма в постоянно меняющемся организме.
Это непросто, ибо труднее всего поддаются определению фундаментальные понятия. Например, какой вес человека считать нормальным? Часто для вычисления нормы веса тела пользуются формулой, согласно которой вес в килограммах соответствует величине роста в сантиметрах минус 100. Например, при росте 180 см нормальный вес составляет, согласно формуле, 80 кг. А между тем для обоснования данной формулы нет ровно никаких существенных аргументов, кроме практической простоты самого расчета.
По мере старения человек, как известно, полнеет. Учитывая возрастные изменения ряда физиологических показателей, многие исследователи считают необходимым устанавливать норму веса тела для каждого десятилетия жизни. При таком подходе измеряется вес тела в различных возрастных группах и затем вычисляется средний в популяции вес. Этот усредненный вес для каждой возрастной группы отдельно принимается за стандарт нормы. Иными словами, устанавливается среднестатистическая возрастная норма -- предполагается, что само возрастное изменение физиологического показателя, в данном случае веса тела, нормально. И отклонением от нормы считают только те показатели веса тела, которые существенно превышают усредненные в соответствующей возрастной группе. Так возник миф о "дозволенности" возрастного нарастания веса тела в определенных пределах, причем в пределах, вычисляемых по принципу "быть как все".
Но мы уже говорили: хотя возрастные изменения веса тела происходят практически у всех, это отнюдь не доказывает, что данное явление нормально. Наоборот, в данном случае то, что происходит у всех, является и опасным для всех. Ведь при этом молчаливо игнорируется то обстоятельство, что чем выше вес тела, тем выше показатель смертности от любой болезни старения.
Итак, в 20--25 лет заканчивается рост организма. В эти годы минимальна смертность от всех болезней старения. Вот почему представляется наиболее разумным принять показатели, свойственные этому возрасту, за норму, если, конечно, человек в этот период не болен.
Но каждый человек, по существу, уникален, поэтому норма строго индивидуальна -- усредненными данными здесь не обойтись.
Условно норму, свойственную каждому в 20--25 лет, можно обозначить как идеальную норму--она является той точкой отсчета, от которой начинается путь к возрастной патологии, и тем идеалом, к сохранению которого необходимо стремиться. Любое стойкое отклонение от нормы молодого возраста есть движение по пути к возрастной патологии. Действительно, в системах, подчиняющихся закону отклонения гомеостаза, отклонение от нормы нормально, ибо по мере увеличения возраста всегда с той или иной скоростью норма утрачивается. Это влечет за собой развитие нормальных болезней старения. Но естественно, что в силу многих причин скорость этой утраты различна. Если процесс происходит более интенсивно, чем свойственно в среднем для всей популяции в данном* регионе или стране, то говорят о преждевременном старении и преждевременном формировании болезней старения. Напротив, если процесс утраты нормы происходит медленнее, чем обычно, то возникает "задержанное" старение, свойственное долгожителям. Таким образом, биологический возраст человека может не соответствовать паспортному или хронологическому его возрасту.
Определение индивидуальной нормы может сыграть огромную роль в продлении активной, полной радостей жизни для каждого.
Конечно, невозможно замерить все мыслимые и доступные определению физиологические показатели. Но это и не нужно. Большинство физиологических показателей охраняется законом постоянства внутренней среды и поэтому не претерпевает существенных изменений. С возрастом в организме, конечно, могут происходить случайные поломки, приводящие к различным болезням. Но не эти болезни, а десять нормальных болезней характерны для процесса старения. Поэтому при определении биологического возраста и соответственно определении закономерных отклонений от нормы набор показателей не столь уж велик, чтобы не поддаваться учету.
Относительно небольшой выбор показателей определяется еще и тем, что единообразные нарушения в регуляции, обусловленные действием закона отклонения гомеостаза, приводят, если старение протекает нормально, к однотипным конечным сдвигам. Поэтому, не зная многого о множестве промежуточных этапов, можно на основании этих конечных, интегральных показателей судить о деятельности всей системы в целом.
Так, например, естественно, что энергетический гомеостат и процессы, в нем происходящие, очень сложны. Но если вес тела, установившийся в 20--25 лет, остается стабильным, то ясно, что на всех уровнях энергетической системы нарушения не столь уж велики.
Учитывая, что закон отклонения гомеостаза действует в трех основных гомеостатических системах организма, в возрасте 20--25 лет должны быть установлены параметры состояния прежде всего этих систем. Минимальное число таких параметров пять:
вес тела, или, точнее, содержание жира в теле, которое косвенно может быть рассчитано по показателю роста, веса и данных измерения толщины кожно-жировых складок;
уровень в крови пре-бета- и бета-липопротеинов и триглицеридов;
уровень холестерина и альфа-холестерина (холестерина в составе липопротеинов высокой плотности);
количество сахара в крови натощак и через два часа после приема внутрь 100 г глюкозы;
величина артериального давления.
На основании совокупности этих показателей должен составляться "паспорт здоровья".
Действительно, преждевременное развитие нормальных болезней старения практически исключено, если исходный уровень перечисленных пяти показателей оптимален и если до определенной поры отсутствует их возрастная динамика. И вот почему.
Несмотря на кажущуюся простоту этих показателей, они суммарно отображают работу энергетического, адаптационного и частично репродуктивного гомеостата. Стабильность этих показателей при повторных определениях, например раз в год, могла бы свидетельствовать, что "паспорт здоровья" не просрочен. Напротив, наличие изменений служило бы сигналом, что необходимо действовать, включая соответствующие лечебные мероприятия.
Но если говорить о будущем, то необходимо научиться улавливать и более ранние изменения -- в тот период, когда величина конечных показателей еще не растет, а лишь сглаживается ритмичность функционирования основных комеостатических систем.
Естественно, часто для каждой гомеостатической системы имеется "второй эшелон проб", который позволяет более точно оценивать состояние регуляции в системе. Частично эти пробы рассматривались в главах 5--7.
Конечно, индивидуальность нормы требует стандартизации методов обследования. И чем выше требования к индивидуализации, тем выше требования к стандартизации. Но сделать все это вполне возможно и необходимо, ибо от этого зависит слишком многое.
Норма едина, и данный тезис имеет еще более глубокое значение, чем это кажется с первого взгляда, ибо формирование оптимальной нормы у следующего поколения находится в прямой зависимости от сохранения нормы у потенциальных родителей, равно как сохранение стандарта нормальности во всей популяции в конечном итоге зависит от нормального течения беременности в каждом отдельном случае.
Рассмотрим поэтому в следующей главе цепь причин и следствий, которые определяют черты идеальной нормы и у каждого индивидуума, и во всей популяции в целом.
Акселерация развития -- это аксеперация возрастной патологии.
Глава 15. Возрастная норма и акселерация развития
Жизнь человека начинается с момента оплодотворения. Но судьба будущего организма во многом определяется задолго до наступления беременности. Мы уже рассматривали в главах 4 и 10, каким образом во время беременности в материнском организме создаются нарушения обмена, которые обеспечивают условия для развития плода, и в частности увеличения его клеточной массы. Беременность несовместима с сохранением постоянства внутренней среды, ибо развитие несовместимо со стабильностью. Необходимые нарушения обмена во время беременности, по существу, являются не чем иным, как "запрограммированной" болезнью. Чтобы механизм такой "нормальной болезни беременного организма" не был постоянным, он локализован в плаценте -временном эндокринном органе, который прекращает свое существование вместе с рождением ребенка.
Постепенно увеличивающееся нарушение обмена во время беременности создается за счет увеличения размеров плаценты и соответственно увеличения продукции плацентарного гормона роста, который ухудшает использование глюкозы материнским организмом. В результате возникает так называемый "диабет беременных", что приводит к накоплению жира и тем самым сдвигу в сторону усиленного использования жирных кислот как топлива.
Интенсивность "диабета беременных" и соответственно последующих нарушений обмена определяется, таким образом, не только продукцией гормонов системой плацента -- плод, но и той почвой, на которой эти гормоны действуют, то есть исходным состоянием самого материнского организма. Следовательно, чем старше будущая мать, чем определеннее у нее сдвиг энергетики на "жировой путь", чем выраженнее стрессорные влияния -- тем интенсивнее "запланированная болезнь беременного организма". Именно усиление "нормальной болезни беременности", превышение той величины "нормальной болезни", которая необходима для развития плода, и есть, по существу, болезнь. Это превышение может вызвать интенсификацию созревания и роста плода -- акселерацию развития.
Так, наблюдения показали, что в группе беременных женщин в возрасте до 21 года толщина кожно-жировой складки в области подвздошной кости составляла 3,8+-0,8 мм, тогда как в группе женщин в возрасте 25-- 31 года -- 8,5+-0,7 мм. Следовательно, уже в столь молодом возрасте, как 25--31 год, имеются признаки некоторого нарушения обмена, которые, суммируясь со сдвигами, свойственными "нормальной болезни беременного организма", приводят к более выраженному накоплению жира.
Установлено также, что чем больше полнеет женщина во время беременности, тем выше вес ребенка при рождении. Крупный плод -- это, по существу, более "старый" плод, так как вес плода соответствует его биологическому, а не хронологическому возрасту. Как отметил польский гинеколог-эндокринолог Р. Климек, "тучный" плод начинает ускоренно стареть, еще не родившись.
Следовательно, процесс акселерации начинается уже в утробе матери и его интенсивность находится в зависимости от состояния женского организма до беременности, в частности от возраста женщины. Почему?
Мы знаем, что и возрастные сдвиги обмена, и неблагоприятные влияния внешней среды могут сказаться на степени повышения уровня глюкозы в крови после приема пищи. С одной стороны, это ведет к усилению накопления жира в организме еще совсем молодой женщины между 21 и 25--31-м годами. С другой -повышенная концентрация глюкозы вызывает у плода более значительное, чем обычно, выделение инсулина. Между тем чем выше уровень инсулина у плода во вторую половину беременности, тем больше у него образуется жировых клеток и соответственно тем больше откладывается жира. Поэтому в приведенном примере у женщин в возрасте 25--31 года не только происходила более значительная прибавка жира во время беременности, но и дети появлялись на свет с более высоким весом тела*.
Соответственно чем выше вес ребенка при рождении, тем более быстрыми темпами и в дальнейшем происходит накопление жира. Но накопление жира -- это тот запас потенциальной энергии, который расходуется в процессе роста тела. В этом отношении характерно, что периодам интенсивного роста в детстве предшествует накопление жира. В результате чем выше вес плода, тем вероятнее усиление темпов роста, что и является основным элементом акселерации развития.