Естественно-математические науки

Как найти путь к долголетию

{hsimage|Воздействие света ночью ускоряет старение |right|||}

Человечество достигло высокого роста количества пожилых людей в структуре населения. Средняя продолжительность жизни за вторую половину XX века увеличилась примерно на 20 лет.

Поддержание активного долголетия — одна из важнейших задач профилактической медицины.

Программа ООН по исследованию старения в XXI веке, утвержденная в апреле 2002 года, большое внимание уделяет изучению фундаментальных механизмов старения, заболеваний, связанных со старением и факторов долголетия.

{hsimage|Рис.1. Основатель геронтологии Илья Ильич Мечников ||||}

Изучением механизмов старения и факторов, влияющих на процессы старения, занимается геронтология. Впервые этот термин был предложен в 1903 году нашим российским ученым И.И. Мечниковым. В 1908 году он получил Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

Современная геронтология — междисциплинарная наука, в состав которой входят и биология старения, и гериатрия, и геронтопсихология, и геронтогигиена.

Задача биологии старения — выяснение механизмов старения организмов и факторов, определяющих продолжительность жизни. Биология и фармакология старения включает как экспериментальные исследования на животных различных видов, так и клинические исследования людей в различные периоды жизни.

 

Объект исследования в геронтологических исследованиях

 

Наиболее часто используемыми моделями в экспериментальной геронтологии при изучении средств, увеличивающих продолжительность жизни, являются дрожжи, нематоды, плодовые мушки, рыбы, мыши и крысы. Успешно применяют собак и обезьян, но гораздо реже, так как они живут значительно дольше, чем их более мелкие собратья. Физиология млекопитающих имеет значительное сходство с физиологией человека, особенно на клеточном уроне, что позволяет широко использовать их для тестирования средств, увеличивающих продолжительность жизни и влияющих на развитие возрастной патологии.

Для экспериментальных исследований в лабораториях часто используют белых крыс, которые являются альбиносами черной и серой пород. Важным преимуществом белых крыс как лабораторных животных является достаточная легкость и удобство в содержании и разведении, а также наличие устойчивости к инфекционным заболеваниям и сравнительно небольшая продолжительность жизни. Их используют для всевозможных научных целей в биологии, онкологии, токсикологии, фармакологии, физиологии, микробиологии, генетике (рис.2).

{hsimage|Рис. 2. Объект исследований — белые лабораторные крысы ||||}

В соответствии с Европейской конвенцией по защите животных, используемых в экспериментальных и других научных целях, содержание лабораторных животных должно быть комфортным и удобным в первую очередь для самих «испытуемых». Для крыс существует определенный температурный режим, влажность воздуха и вентиляция, минимальная площадь клетки, кормушки и поилки для бесперебойного потребления корма и воды. Все опыты на лабораторных животных выполняются в соответствии с положениями Хельсинкской декларации Всемирной Медицинской Ассоциации о гуманном отношении к животным, принципами гуманности, изложенными в директиве Европейского Сообщества, «Биоэтическими правилами проведения исследований на человеке и животных», «Руководством по экспериментальному изучению новых фармакологических веществ» и другой действующей нормативно-правовой документацией.

Геронтологические исследования с этой точки зрения являются самыми гуманными, поскольку подразумевают наблюдение за животными до их естественной смерти, чтобы оценить то или иное средство, предлагаемое для увеличения продолжительности жизни или улучшения ее качества.

 

Роль эпифиза и мелатонина в регуляции старения

 

{hsimage|Рис. 3. Схема расположения эпифиза ||||}

В настоящее время исследователей привлекает эпифиз (пинеальная или шишковидная железа) и его роль в физиологии животных и человека (рис.3).

Эпифиз связан со многими органами и является железой, отвечающей за хронобиологическую регуляцию (пожалуй, самой важной!). Он  входит в систему «биологических часов», играющих ключевую роль в механизмах «счета внутреннего времени» и старения. Важная роль в регуляции биологических ритмов, активности эндокринных желез, антиоксидантного статуса, обмена веществ, регуляции настроения, иммунитета, памяти принадлежит пинеальной железе. Придается большое значение изучению эпифиза при физиологическом и патологическом (ускоренном) старении, его влиянию на развитие заболеваний (в том числе и онкологических).

Как же он выглядит, этот эпифиз, который, как оказалось, отвечает за все важное в нашем организме?

{hsimage|Рис. 4. Аарон Лернер, открывший мелатонин |right|||}

В молодости — это небольшое овальное образование, находящееся в самом центре головного мозга, массой всего 100-180 г. В старости эпифиз напоминает сосновую шишку (отсюда и название — пинеальная железа), он весь покрыт буграми и бугорочками — это отложение «мозгового песка» (так что всем известная фраза «Песок сыпется» не лишена физиологического смысла). Функции эпифиза обеспечиваются благодаря синтезу в нем различных веществ. Основным гормоном железы считается мелатонин, обнаруженный (только!) в 1958 году Аароном Лернером (рис 4). До этого времени эпифиз считался рудиментарной железой, лишенной всякого физиологического смысла!

{hsimage|Рис. 5. Химическая формула мелатонина ||||}

Известно, что мелатонин синтезируется из серотонина (рис. 5). Серотонин вырабатывается в эпифизе из аминокислоты триптофана. Контроль эпифиза осуществляется световым режимом — на свету продукция гормона падает, ночью — увеличивается. Световая информация, поступающая на сетчатку глаза, передается к пинеальной железе (рис. 6)

{hsimage|Рис. 6. Схема синтеза мелатонина в пинеалоцитах |right|||} Эпифиз обладает чрезвычайно широким спектром биологической активности. Пинеальная железа участвует в регуляции околосуточных[1] и сезонных ритмов, адаптации к изменениям окружающей среды, репродуктивной функции, антиоксидантной и противоопухолевой защиты организма.

 

Таким образом, эпифиз относят к биологическим часам организма, играющему ключевую роль в механизмах старения. Железа с помощью мелатонина участвует в организации суточного периодизма и регуляции многих взаимосвязанных биологических процессов.

 

Роль светового режима в процессах старения

 

{hsimage|Рис. 7. Световое загрязнение ||||}

В многочисленных исследованиях показано влияние светового излучения, как естественного, так и искусственного, его продолжительности и интенсивности на различные биологические функции организма. Интерес к данной проблеме связан с увеличением воздействия света в ночное время. Световое загрязнение[2] — часть современного образа жизни, сопровождается множеством серьезных расстройств поведения и здоровья (рис. 7).

Световой режим и фаза суток определяют секреторную активность эпифиза и количество образующегося мелатонина. Согласно гипотезе циркадной деструкции, воздействие света ночью нарушает суточный ритм секреции мелатонина, приводит к снижению его концентрации. Длительное пребывание в условиях нарушенных циркадных ритмов вызывает различные гормонально-метаболические нарушения, способствует ускоренному старению организма.

Помимо избыточного искусственного освещения в ночное время, имеет большое значение воздействие своеобразного фотопериодизма[3], характерного для Северо-Запада России, в том числе Карелии. В Карелии наблюдаются изменения естественной освещенности в течение годового цикла, характеризующегося наличием «белых ночей» в весенне-летний период и снижением длины светового дня осенью и зимой. Стоит отметить, что такой своеобразный фотопериодизм характерен не только для Северо-Запада России, но и большого количества территорий, объединенных общим термином «циркумполярные регионы» (рис. 8).

{hsimage|Рис. 8. Световое загрязнение. Петрозаводк ночью ||||}

Сложность природно-климатических и антропогенных условий является фактором, влияющим на состояние здоровья местного населения, приводя к развитию сдвигов в основных физиологических системах организма и формированию патологии. Результатом проживания в северных районах является высокий уровень заболеваемости населения и, как следствие, низкие показатели средней продолжительности жизни по сравнению с аналогичными показателями по Российской Федерации.

 

По статистическим данным в 2007 году продолжительность жизни в Карелии составила 65,1 лет, в 2008 году — 65,5 лет, в 2009 году — 66,6 лет. Высокий уровень заболеваемости населения, особенно работающего, неблагоприятно отражается на экономике региона и страны. Все это заставляет находить и внедрять различные методы, способствующие сохранению здоровья человека, проживающего в условиях Крайнего Севера. В настоящее время повышение продолжительности жизни является одним из приоритетных направлений развития государства.

{hsimage|Петрозаводск. Белые ночи ||||}

С так называемым гипопинеализмом (снижение активности пинеальной железы), возникающим как от светового загрязнения, так и от наших белых ночей, можно и нужно бороться. Для этого рекомендуется в первую очередь использовать нелекарственные методы: зимой в дневное время, когда у нас мало солнца, максимально находиться на естественном свету, поскольку он — самый полезный, или создавать себе оптимальный режим искусственного освещения, то есть делать все для того, чтобы вырабатывался серотонин (а это «гормон радости», как известно). Тогда, так называемая депрессия Севера, возникающая в наши темные зимние дни, пройдет стороной.

Ложиться спать до 12 часов ночи (и в два часа ночи обязательно спать). А вот это для того, чтобы мелатонин, чей пик выработки приходится как раз на это время, вырабатывался в полной мере и задерживал наше старение. Длительность сна должна быть достаточной (около 7-8 часов) — и опять для того, чтобы мелатонина образовалось как раз столько, сколько нам нужно.

Не рекомендуется:

включать ночью в спальне свет, различные ночники, спать при свете;

оставлять работающим компьютер и другие электрические приборы;

на окна необходимо повесить плотные шторы или надевать на глаза повязку/очки для сна;

максимально прекратить доступ света с улицы в ночное время (фонари, реклама и т.д.)

Всё перечисленное «убивает» выработку мелатонина.

Отказаться по возможности от ночной работы, а также от употребления на ночь лекарственных препаратов, снижающих уровень мелатонина (посоветуйтесь с врачом!). В вечернее и ночное время следует отказаться от употребления кофеина, который содержится в чае, кофе, кока-коле; алкоголя и курения, так как это также приводит к снижению выработки мелатонина.

Можно в весенне-летний сезон, когда синтез мелатонина снижается, принимать витаминно-минеральные комплексы, включающие в себя витамин В3 и В6, кальций и магний — они повышают его выработку.

В любое время года хорошо, чтобы в ваш рацион питания входили такие продукты как: бананы, индейка, курица, сыр, орехи, семечки. Они богаты триптофаном, а он, как известно, предшественник и мелатонина, и серотонина.

Если соблюдать все рекомендации, изложенные выше, то возможно избежать или хотя бы замедлить снижение активности нашей пинеальной железы, а значит и уменьшить свое старение.

Будьте здоровы!

 

 [1] Околосуточные биоритмы имеют длительность 20-28 часов, синхронизированы с вращением Земли и сменой дня и ночи, сохраняются в течение жизни, управляются активным внутренним «водителем ритма».

  [2] Световое загрязнение — осветление ночного неба искусственными источниками света, свет которых рассеивается в нижних слоях атмосферы.

[3] Фотопериодизм — реакция живых организмов на суточный ритм освещённости, продолжительность светового дня и соотношение между темным и светлым временем суток.

   

{hsimage|И.А. Виноградова ||||}

Об авторе. Виноградова Ирина Анатольевна, заведующая кафедрой фармакологии, организации и экономики фармации медицинского факультета Петрозаводского государственного университета, доктор медицинских наук, автор более 200 научных работ. Основные научные интересы: экспериментальные исследования профилактики и лечения преждевременного старения, фармакология процессов старения.