Карманный справочник врача. Основы геронтологии

В настоящее время показано, что биологический возраст хорошо коррелирует с уровнем метилирования, но только для определенных участков генома. Не удалось связать продолжительность жизни организма с количеством повторяющихся или уникальных генов.

8-Окси-2'-дезоксигуанозин (8-одГ) является наиболее распространенным окислительным продуктом повреждения ДНК. Количество его при старении in vivo и in vitro непрерывно увеличивается как в ядерной, так и в митохондриальной ДНК (в последней – с гораздо более высокой скоростью), поэтому многие геронтологи, особенно стоящие на позициях свободнорадикальной теории старения, считают его одним из лучших молекулярных биомаркеров старения.

Электрокинетические свойства ядер

Трансмембранный потенциал ядер зарегистрирован в клетках различных организмов, он сохраняется в изолированных, выделенных из клеток ядрах. Электрокинетические свойства ядер, изолированных из клеток, в ряде случаев отражают изменения в активности синтетических процессов в клетках. Величина отрицательного мембранного потенциала ядра составляет порядка 43 В (клетки линии Hela) и изменяется в ходе клеточного цикла, омическое сопротивление мембраны ядра – порядка 1 Ом · см². В ходе индукции клеточного деления (например, при регенерации печени) электрокинетическая активность ядер значительно и рано возрастает, что зависит от синтеза РНК в клетках.

Электрокинетические свойства ядер и внутриядерных структур в живых клетках характеризуются с помощью показателей электроотрицательности ядер и хроматина, которые изменяются при изменении активности клеток и состояния организма и чувствительны к действию повреждающих факторов. Результаты исследований с помощью метода внутриклеточного микроэлектрофореза имеют также прикладное значение и находят применение в различных областях медицины при изучении утомляемости, выносливости человека в экстремальных условиях, неспецифических реакций организма на различные заболевания.

Исследования более 3000 доноров позволили определить зависимость величины электрокинетической активности ядер от возраста донора (Шахбазов и др., 1986). На рисунке 2 показано изменение данного показателя для клеток буккального эпителия в зависимости от возраста.

Видно, что с возрастом эта величина выраженно снижается, впрочем, график имеет заметный максимум в среднем возрасте, для более ранних возрастов эта величина более низкая. Последнее не позволяет напрямую связать электрический потенциал ядер с возрастом, однако снижение его при различной патологии и повышение при выздоровлении и улучшении общего и физического состояния позволяют говорить о нем как о важной и простой для регистрации величине, в т. ч. для определения биовозраста.

Данный феномен отмечен для большинства типов клеток и видов животных, поэтому он может быть использован и у лабораторных животных при исследовании процессов старения.

Рис. 2. Изменение количества электроотрицательных ядер (%) с возрастом (Шахбазов и др., 1990)

Изменяется и собственно электрическая активность клеток: удлиняется скрытый период включения моторной единицы, для групп клеток отмечается большое количество потенциалов малой силы. Значимо уменьшается количество воды в тканях, количество внутриклеточных ионов калия с неизменным или даже повышенным содержанием ионов натрия (в некоторых клетках, наоборот, происходит накопление внутриклеточного калия), падает мембранная активность К-Na-АТФазы, снижается содержание молекул – энергоносителей (АТФ и КФ – креатинфосфата), изменяется сопряжение окислительного фосфорилирования и окисления; в этих условиях растет компенсаторно внутриклеточный гликолиз, что приводит к накоплению кислых продуктов метаболизма и закислению внутренней среды клеток.

Резюме

Основными изменениями клеток при старении являются:

• регуляторное замедление скорости их деления ввиду снижения факторов роста (стационарное старение) и изменения микроокружения. Необновляющиеся (нервные и пр.) клетки с возрастом гибнут по стохастическому механизму и число их в тканях необратимо снижается. Снижение скорости клеточного деления проявляется как G₁/S-блок деления клеток;

• наряду с процессами дегенерации (вакуолизация, нейрофагия, гиалиновая дегенерация, гидропическое набухание, вакуолизация и сморщивание, лизис и гиалиноз клеток с возрастом) происходит компенсаторная гиперплазия оставшихся клеток. Степень изменения клеток при старении даже одного типа различна;

• типичными являются атрофия капиллярного русла и развитие соединительной ткани, что приводит к тканевой гипоксии и дистрофии с возрастным склерозом ткани;

• типичны также отложения не до конца метаболизированных продуктов – липофусцина – в цитоплазме нервных клеток, конкреций в лизосомах и пероксисомах (метаболическое засорение клеток);