Физиология старости

Медленная инволюция большинства функций организма происходит, как мы только что видели, на протяжении всей жизни взрослого человека и влечет за собой глубокие изменения в физиологическом равновесии. По мере того как взрослый человек превращается в старика, ему становится все труднее и труднее приспосабливаться к непрерывным изменениям условий внешней среды.

Само собой разумеется, что точно указать возрастную границу, с которой начинается старость, невозможно. Попытки точно установить продолжительность различных этапов жизненного цикла ни к чему не приводят, так как скорость длительного процесса старения зависит от многочисленных генетических, алиментарных, социально - экономических и патологических факторов. По срокам наступления старости отдельные люди могут оказаться впереди, а другие позади всей возрастной группы, к которой они принадлежат. У некоторых из них какое-либо "чрезвычайное происшествие" может в течение нескольких недель резко изменить ход событий и нарушить постепенность процесса старения. Организм человека, перешагнувшего за 60 лет (даже если он "хорошо сохранился"), характеризуется рядом особенностей, на которых мы сейчас и остановимся.

Морфологически у человека и высших позвоночных старость характеризуется исчезновением "активной паренхимы" (паренхима - специфическая ткань какого-нибудь органа животного (напр. печени, легких и т. п.), выполняющая основную функцию этого органа. ) и увеличением массы интерстициальной ткани.

Старческая инволюция различных паренхиматозных тканей широко распространена у всех видов млекопитающих, в том числе и у человека. Важно подчеркнуть, что эта инволюция абсолютно не зависит от атеросклероза - она одинаково выражена у крыс, у которых практически не бывает спонтанного атеросклероза, и у людей, у которых после 70 лет это дегенеративное заболевание, как правило, имеет место.

Инволюция паренхимы наиболее отчетливо выражена в нервной системе; не исключена, правда, возможность, что здесь она просто лучше всего изучена. Все авторы единодушно утверждают, что число клеток в коре мозга и мозжечка значительно уменьшается с возрастом; это установлено у крыс, у мышей, у морских свинок и у человека. Особый интерес представляют количественные исследования Броди, так как они показывают, что перед нами - медленный процесс инволюции, начинающийся еще в молодом возрасте и идущий рука об руку со снижением интенсивности обмена веществ в мозгу. У глубоких стариков число нейронов в некоторых зонах коры составляет всего 30% их числа в молодом возрасте.

Аналогичная атрофия паренхимы обнаружена в целом ряде других органов - в печени, поджелудочной железе, слюнных железах как у человека, так и у крыс и мышей.

Уменьшением массы активной паренхимы можно в значительной степени объяснить наблюдающееся с возрастом прогрессирующее уменьшение размеров большинства органов. Правда, при этом не отмечается полного соответствия, так как активная паренхима частично замещается жировой и интерстициальной тканью.

Жировое перерождение особенно сильно выражено в некоторых органах, в частности в слюнных железах, по оно отмечается и в нервной системе. По-видимому, мы имеем перед собой явление гораздо более общего порядка. Так, исследования Брожена показали, что при одном и том же общем весе тела в возрасте 22-29 лет жир составляет 16,5%, а в возрасте 48 - 57 лет - 22,6% общего веса.

Происходящее с возрастом увеличение массы интерстициальной ткани в различных органах, возможно, играет еще большую роль, хотя до сих пор не удалось его оценить количественно. Гистологи давно заметили, что как у человека, так и у животных (крысы) с возрастом происходит пролиферация (термин, введенный Вирховым для обозначения новообразования клеток путем их размножения делением) соединительной ткани в большинстве органов. Определение химическими методами количества коллагена подтвердило это наблюдение. Следует подчеркнуть, что с возрастом меняется не только количество интерстициальной ткани - ее различные компоненты также претерпевают выраженные изменения.

Коллагеновые волокна в тканях пожилых людей хуже набухают, хуже растворяются в 0,1-процентном растворе уксусной кислоты, менее чувствительны к действию коллагеназы и в большей степени сокращаются под действием тепла. Эластические волокна фрагментируются и приобретают сродство к основным красителям (кожа) и кальцию (аорта). Основное вещество тканей также подвергается возрастным изменениям. Так, с возрастом в основном веществе кожи изменяется доля гидролизующихся компонентов (муко-полисахариды и глюкопротеиды); в реберных хрящах понижается содержание хондроитин-серной кислоты и степень ее полимеризации.

Процесс уменьшения с возрастом "активных" компонентов тканей и параллельного увеличения их "инертных" компонентов, видимо, надо считать общим для человека и других млекопитающих. Если добавить к этому, что активность ферментов в сохранившихся тканях также изменяется, то станет ясным, почему характер физиологических процессов с возрастом меняется.

Главная физиологическая особенность старости состоит по существу в уменьшении приспособляемости (адаптации) организма к изменениям внешней среды. Создается впечатление, что с годами "запас прочности" различных функций постепенно уменьшается, так что самое незначительное "вмешательство", которое не вызывало никаких вредных последствий в молодом возрасте, может в пожилом возрасте привести к глубоким нарушениям гомеостаза. Медицинские последствия такого нарушения многочисленны и разнообразны. Здесь уместно привести некоторые конкретные примеры.

Регуляция содержания сахара в крови.

Эффективность нейрогуморальных механизмов, обеспечивающих в норме постоянство уровня сахара в крови, можно легко оценить при помощи специальных проб. Скорость восстановления исходных показателей уровня глюкозы в крови после таких проб может служить критерием способности организма восстанавливать гомеостаз. После приема 50 г глюкозы содержание сахара в крови молодого здорового человека быстро повышается и через 30 мин достигает 130-150 мг%; восстановление исходного уровня наблюдается через 2-2,5 часа. У старых людей сахарная кривая имеет совершенно другой вид (фиг. 6).

Гипергликемия выражена сильнее, восстановление исходного уровня происходит медленнее (более 3 час.).

Оказалось также, что сахарные кривые пожилых людей отличаются большей вариабельностью, чем у молодых, и даже варьируют у одного и того же индивидуума. Это, возможно, зависит от изменчивости процесса всасывания глюкозы в кишечнике. Как бы то ни было, лишь у 14% здоровых пожилых людей сахарные кривые сходны с соответствующими кривыми у молодых. Можно исключить модифицирующее влияние всасывания, вводя глюкозу внутривенно. В этом случае кривые получаются более однородными, но четкое различие между ними и кривыми молодых людей сохраняется.

Описанное снижение толерантности к глюкозе происходит медленно и постепенно и, по-видимому, не связано с нарушением секреции инсулина. Смит установил, что после инъекции глюкозы у здоровых пожилых людей в отличие от больных диабетом содержание пировиноградной кислоты в крови повышается. Кроме того, установлено, что максимальная частота диабета приходится на возраст 40-50 лет; лица старше 70 лет редко заболевают диабетом.

До последнего времени систематического исследования возрастных изменений гипогликемической реакции не проводили. Химсворт и Керр, правда, отмечали, что у многих стариков не наблюдалось выраженного снижения уровня глюкозы в крови после инъекции малых доз инсулина.

Все приведенные факты позволяют сделать вывод, что регуляция содержания сахара в крови с возрастом нарушается, однако механизм этого нарушения не аналогичен механизму панкреатического диабета.

Регуляция кислотно-щелочного равновесия.

У пожилых людей в состоянии покоя и в условиях основного обмена напряжение углекислоты в артериальной крови такое же, как и у молодых. Резервная щелочность несколько снижена и лишь рН значительно ниже уровня, характерного для лиц более молодого возраста. В общем сдвиг кислотно-щелочного равновесия весьма не-шачителен. Однако реакция молодых и старых людей на прием внутрь некоторого количества веществ, обладающих свойствами кислот или щелочей, различна. Например, при приеме 25 г двууглекислой соды содержание бикарбоната в сыворотке повышается; причем в возрасте 30 лет это повышение регистрируется на протяжении 8-10 час; а более пожилом возрасте кислотно-щелочное равновесие восстанавливается лишь через 24-72 часа.

Старение и терморегуляция организма человека.

Несмотря на то что температура тела человека практически не меняется с самого детства до глубокой старости, нет сомнений в том, что условия, в которых протекают функции различных механизмов терморегуляции, с возрастом все более и более усложняются. Это убедительно показали работы Хорвата и др. Они изучали возрастные различия в терморегуляции, помещая раздетых догола здоровых людей на различные сроки (от 10 до 49 мин) в помещение с температурой воздуха 10° и определяя интенсивность их обмена, а также температуру тела и кожи до и во время этого воздействия (табл. 17).  Анализ полученных данных отчетливо показывает, что у стариков в отличие от молодых такие показатели, как легочная вентиляция, потребление кислорода, теплообразование и дыхательный коэффициент, возрастают под влиянием холода лишь незначительно. Более того,озноб, который у молодых людей в условиях данного опыта возникал всегда, у стариков наблюдался очень редко (1 раз из 8) и появлялся позже. Причины такого снижения эффективности механизмов терморегуляции у пожилых людей многочисленны. Нет сомнений в том, что с возрастом постепенно снижается теплообразование. Нашими исследованиями установлено, что в глубокой старости основной обмен резко снижен - у женщин в возрасте от 80 до 89 лет он равен 32,9 + 3,9 кал, а у мужчин того же возраста - 30,8 + 0,46 кал. В старости изменяется и теплоотдача. Периферические сосудодвигательные реакции замедленны, и отдача тепла путем радиации и конвекции изменена. Практические последствия этого весьма многочисленны. Так, Фридфельд утверждает, что во время продолжительной сильной жары смертность стариков повышается, а Шеттак и Хилферти указывают, что у пожилых людей чаще встречаются тепловые удары. Следует еще раз подчеркнуть, что снижение эффективности механизмов терморегуляции с возрастом не связано с атеросклерозом. Весьма тщательные исследования Хюгена и Верзара показали, например, что у крыс наблюдаются точно такие же явления, хотя атеросклероз у них практически отсутствует.

Приспособляемость организма к усиленной нагрузке.

Возрастным изменениям подвергаются также различные механизмы, обеспечивающие приспособление организма к повышенной потребности в кислороде во время физической нагрузки. Степень ускорения сердечного ритма под влиянием интенсивной физической нагрузки с возрастом уменьшается; в этом легко убедиться, взглянув на кривую (фиг. 7), взятую из работы Робинсона. При менее интенсивной нагрузке, наоборот, реакция со стороны сердечно-сосудистой системы и органов дыхания у пожилых людей выражена сильнее, чем у молодых. Порог появления одышки при физическом напряжении у пожилых людей понижен; вместе с тем повышение легочной вентиляции выражено сильнее, чем увеличение потребления кислорода. После прекращения нагрузки потребление кислорода у пожилых людей еще некоторое время остается повышенным, и кислородный долг оказывается больше, чем у молодых. Бине и Бур установили, что у молодых людей кислородный долг ликвидируется через 3 мин после окончания работы, а у старых - через 5-6 мин.

В свете приведенных в предыдущей главе данных о старении сердечно-сосудистой и дыхательной систем легко понять механизм нарушения адаптации сердечно-сосудистой и дыхательной систем к физической нагрузке. Вряд ли необходимо лишний раз подчеркивать медицинское и социальное значение этого факта. Если даже не согласиться с утверждением Доусона и Хеллебранда, что на протяжении 30 лет - с 41 до 71 года - работоспособность снижается на 50%, с приведенными выше данными приходится считаться, особенно когда речь идет о работе, выполняемой в быстром темпе.

Эндокринные реакции на интенсивные внешние воздействия.

Менее выраженные реакции стариков на различные интенсивные внешние воздействия позволяют предполагать, что функция гипофизарно - надпочечниковой системы также зависит от возраста. Многочисленные данные подтверждают правильность этого предположения. Если, как мы показали в предыдущих статьях, «базальная» секреция кортикостероидов с возрастом не уменьшается, то в отношении реакции коры надпочечника на раздражения со стороны передней доли гипофиза дело обстоит иначе. Хотя такая реакция у пожилых людей сохраняется, ее интенсивность ниже, чем у молодых. Это можно было предвидеть на основании данных Пинкуса, который установил, что содержание продуктов обмена кортикостероидов в утренней моче не меняется с возрастом, содержание же их в моче, взятой после физической нагрузки, у пожилых людей оказывается меньше, чем у молодых. Это как бы показывает, что физическая нагрузка не вызывает у пожилых людей такой же сильной реакции со сторрны коры надпочечника, какая наблюдается у молодых. АКТГ-тесты отчетливо показывают, что дело обстоит именно так. Соломон и Шок установили, что увеличение выделения мочевой кислоты и уменьшение выделения калия под влиянием АКТГ выражены у стариков значительно слабее, чем у молодых, эозинопения же с возрастом не изменяется. Бине, Болье и Жайль со своей стороны показали, что реакция на инъекцию АКТГ у людей в возрасте 70 лет менее выражена, чем у молодых, причем это в равной степени относится ко всем 19 кортикостероидам.

Заживление ран и регенерация.

Общепризнано, что с возрастом скорость заживления ран снижается. Это обобщение основано, в частности, на классических исследованиях дю Ноюи , проведенных в годы первой мировой войны. Этот автор считает, что скорость заживления ран может служить мерилом общей физиологической активности индивидуума. По его данным, рана площадью 20 см2 закрывается у человека в возрасте 30 лет в течение 41 дня, в возрасте 40 лет - в течение 55 дней, в возрасте 50 лет - в течение 78 дней и в 60 лет - в течение 77 дней. Нет никаких сомнений в том, что заживление ран у стариков происходит медленнее, чем у молодых, а у последних медленнее, чем у детей. Однако вряд ли стоит придавать этому явлению такое большое значение и делать столь далеко идущие обобщения, какие делает дю Ноюи. В самом деле, его расчеты основаны на изучении 200 раненых в возрасте 20 - 40 лет, двух раненых 50 лет, одного - 60 лет и... одного ребенка 10 лет. А между тем изучение изменений скорости заживления ран в эксперименте на крысах не выявило закономерного уменьшения ее с возрастом. У взрослых крыс в возрасте от 10 до 14 месяцев рана площадью 2,55 + 0,30 см2 закрывается за 21,0 +- 3,1 дня; у крыс в возрасте от 18 до 30 месяцев рана площадью в 2,70 + 0,45 см2 закрывается за 21,6 +- 2,6 дня. .Лишь в возрасте старше 28-30 месяцев наблюдается заметное замедление процесса.

Мы не располагаем количественными данными, которые указывали бы на то, что компенсаторная гипертрофия и способность к регенерации у стариков ниже, чем у молодых. Судя по экспериментальным данным (на крысах), это именно так. Верзар показал, например, что степень компенсаторной гипертрофии единственного надпочечника или полки, оставшихся после удаления другого соответствующего парного органа, закономерно снижается с возрастом. Не следует, однако, делать широкие обобщения. Так, опыты Буше и Глино на крысах показали, что регенерация печени после резекции совершенно не зависит от возраста.

Приведенные нами факты отчетливо показывают, что старому организму гораздо труднее поддерживать постоянство внутренней среды, чем молодому. "Запас прочности" различных функций в значительной мере снижен; приспособляемость к колебаниям условий внешней среды нарушена, особенно когда речь идет о внезапных и интенсивных воздействиях.

Все, что говорилось о физиологических функциях, в равной мере относится и к психическим. Нет необходимости доказывать, что у стариков значительно снижена способность приспосабливаться к новым жизненным ситуациям. Все непривычное воспринимается ими болезненно, всякое обучение становится все более и более трудным. Даже у одаренных людей сужается круг интересов. При таком нестабильном, с трудом поддерживаемом равновесии любое внешнее воздействие или просто неожиданное изменение привычного образа жизни может привести к внезапному ухудшению общего состояния. Это - классический "приступ старости", который заставляет думать, что процесс старения идет на самом деле не непрерывно, а этапами. Бывает, что до определенного времени старение идет постепенно, незаметно, но вдруг какое-нибудь физическое или психическое резкое воздействие внезапно нарушает гомеостатические механизмы и вызывает потрясение всего организма.