Карманный справочник врача. Основы геронтологии

Согласно современным данным, практически все ткани организма содержат то или иное количество СК. Тем не менее практическое значение для выделения СК с целью их последующего клинического применения имеют лишь ткани, содержащие реальные количества клеток-предшественников. К ним можно отнести костный мозг, жировую ткань, кровь и строму пуповины/плаценты.

Еще задолго от открытия СК было отмечено уменьшение с возрастом способности к регенерации у высших животных и человека и замедление репаративных процессов. Этот феномен связывают как с уменьшением количества стволовых клеток, так и с уменьшением реактивности организма на повреждающие воздействия.

С увеличением возраста количество СК в организме уменьшается, как и число ооцитов в яичниках женщины. В отношении связи количества прогениторных клеток ситуация неоднозначна.

Предложена модель истощения пула клеток-предшественников как ключевого момента в снижении способности старого организма к восстановлению. Однако было показано, что количество эндотелиальных клеток-предшественников не изменяется с возрастом, а ключевым моментом является зависимое от возраста и протеасомной активности снижение стабильности индуцируемого гипоксией фактора-1-альфа.

Широко используется перенос стволовых клеток (обычно их источником служит костный мозг) для исследования их функции у реципиентов, в том числе в комбинациях молодой донор – старый реципиент и старый донор – молодой реципиент.

Колониеобразующие единицы при переносе от молодых мышей к старым воспроизводятся меньше в числе и размерах у старых животных, но достаточно активны при трансплантации костного мозга (источник КОЕ) от старых животных к молодым.

В целом для стволовых клеток при старении отмечены следующие закономерности: гибель покоящихся стволовых клеток, истощение клона пролиферирующих СК, снижение числа СК в костном мозге, снижение числа СК в крови (снижение рециркулирующих СК, репопулирующих ткани), снижение факторов роста микроокружения. Функция самих СК с возрастом, по-видимому, меняется мало.

Активация мобилизации стволовых клеток из депо, повышение их числа в крови, активация их функции в тканях – одно из современных перспективных направлений в профилактике процессов старения.

Старение ядра клетки

Мутации в ядрах клеток

Изменениям ядра придают важное значение в диагностике и проявлении старения. Изменяется активность хроматина, накапливаются повреждения (мутации), снижается активность репарационных ферментов.

Основной причиной образования свободных радикалов в биологических жидкостях называют естественный радиационный фон. До настоящего времени фактически единственным признанным экспериментальным методом искусственной индукции ускоренного старения является облучение. Кривые повышения смертности при облучении очень схожи с ускоренным старением. При этом оказалось, что достаточно облучать голову, то есть важны регуляторные механизмы вегетативного мозга, а не обновляющиеся путем деления соматические клетки остальных тканей организма. Небольшие дозы облучения, с другой стороны, могут продлевать жизнь и снижать уровень естественных мутаций, нарастающих с возрастом в соматических клетках (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость количества полихроматофильных эритроцитов с микроядрами в клетках костного мозга облученных (1) и необлученных (2) мышей от возраста. По горизонтали – время после облучения в месяцах, по вертикали – процент клеток (приводится по Балакину с соавт., 2001)

Последние данные связаны, видимо, с индукцией слабыми дозами облучения процессов репарации ДНК, которые превалируют над процессами естественного повреждения ДНК клеток в обычных условиях. Малые дозы облучения способны также активировать иммунные процессы за счет снижения активности более лабильных Т-супрессоров, ингибирующих в норме иммунный ответ.

Наиболее интересным фактом из многообразных исследований по связи свободнорадикальных процессов с процессом старения являются комплексные итоговые расчеты, показывающие, что продолжительность жизни самых разных видов хорошо коррелирует с соотношением процессов синтеза свободных радикалов (оцениваются по удельному потреблению кислорода тканями на единицу массы ткани) и процессами защиты от них (оцениваются по удельной активности супероксидидисмутазы – СОД – на единицу массы ткани). Интересно, что важна, прежде всего, активность СОД – фермента, инактивирующего первые реакционные молекулы, возникающие при облучении. В данный механизм естественным образом укладываются другие соотношения по связи ПЖ с интенсивностью тканевого дыхания, активностью антиоксидантных механизмов, уровнем ТБК-активных веществ в тканях и пр., которые никогда не давали хороших корреляций для разных видов. Интересно, что данное отношение работает даже для птиц (известное исключение из большинства других формул отношения ПЖ вида и тех или иных морфофункциональных характеристик организма).