Карманный справочник врача. Основы геронтологии

Многие виды рыб и млекопитающих живут на севере дольше, чем на юге. Известно много лекарственных средств, существенно замедляющих метаболизм у животных с лабильным обменом (грызуны, гетеротермные зимоспящие и незимоспящие) и продлевающих их жизнь. Мутантные мыши с дефицитом функций гипофиза часто стареют медленнее и живут дольше. Удаление гипофиза у крыс и введение тироксина замедляло старение и вызывало эффекты омоложения животных: улучшалась функция сердечно-сосудистой и иммунной систем, усиливался рост шерсти, крысы выглядели моложе, по данным биохимических и физиологических обследований.

Широко используемой моделью изучения старения простых организмов являются кишечнополостные. Кишечнополостные (Coelenterata) – богатый видами тип примитивных многоклеточных животных с радиальной симметрией тела, часто придающей им сходство с цветком. Это первые животные, у которых появились настоящие ткани, они представляют собой, по сути, мешок, стенка которого состоит из наружного (эктодерма) и внутреннего (эндодерма) слоев.

Кишечнополостные размножаются почкованием, обычно приводящим к образованию колоний. При половом размножении гаметы выходят во внешнюю среду, где происходит их слияние. После этого из образовавшейся зиготы развивается подвижная личинка – планула. Полип или медуза возникают после метаформоза планулы.

Классической моделью в экспериментальной геронтологии является гидра, в частности, в связи с тем, что она состоит из постоянно обновляющихся клеток, – по существу, это постоянный поток клеток, образующихся с одного конца гидры и слущивающихся с другого. Это позволяет им фактически не стареть и существовать без размножения и полового процесса практически неограниченно.

Известны также медузы, способные к ретроградному развитию до эмбриона в условиях недостаточного питания и с последующим восстановлением роста в питательной среде, у которых старение фактически отсутствует, а ПЖ неопределенна.

Мухи дрозофилы являются излюбленной вследствие удобства и изученности биологической моделью для изучения генных процессов и связи ПЖ с процессами роста, развития и влияниями внешней среды. Обычным методом является изучение ПЖ их в различных условиях и при различных влияниях или генных мутациях. Жизненный цикл дрозофилы при 25 ℃ занимает 10 дней, при 18 ℃ – месяц. Как и в случае с C. elеgans, мутанты дрозофилы, имеющие разную продолжительность жизни, были разделены с помощью химического мутагенеза. Среди полученных различных мутантов некоторые имели мутации в гене супероксиддисмутазы (СОД). Гомозиготные мутанты по этому гену развивались нормально, но продолжительность их взрослой жизни сократилась с 60 до 10 дней. Показано, что эти мутанты имеют повышенную чувствительность к веществам, продуцирующим свободные радикалы, и недостаточно активную сперму. С другой стороны, особи с увеличенным числом копий генов СОД и каталазы имели бóльшую среднюю и максимальную продолжительность жизни.

Рис. 21. Влияние на скорость развития и ПЖ температуры.

По горизонтали – температура среды, по вертикали – продолжительность жизни (сутки). Снижение температуры среды тормозит скорость развития и увеличивает тем самым ПЖ (мухи дрозофилы)

Рис. 22. Влияние на скорость развития и ПЖ полового процесса.

По горизонтали – возраст мух дрозофил (сутки), по вертикали – относительное число доживших. Самки мухи дрозофилы доступны постоянно (1) или в разные сроки жизни (линии: 2, 3, 4). Доступность самок сразу же снижает выживаемость самцов

Ускоренное старение у D. melanogaster является результатом не только мутаций в специфических генах, но может также быть результатом изменений в экспрессии эпигенетических факторов. Так, у старых мушек было обнаружено резкое снижение экспрессии белка фактора элонгации EF-1a, предшествующее общему снижению синтеза белков. Когда с помощью генетических манипуляций в генóм мушек были добавлены дополнительные копии гена EF-1a, то это привело к значительному увеличению продолжительности жизни. Интересно, что манипуляции на одном гене, который не обязательно представляет важный механизм старения, вызывают значительные изменения в комплексном механизме трансляции.

Рыбы являются признанной моделью связи старения с ростом: постоянный рост в течение жизни делает старение рыб малозаметным, а ПЖ – малоопределенной. В известной книге Л. П. Сабанеева «Рыбы России» приводится известный случай: гигантская щука императора Фридриха Барбароссы была выловлена через 277 лет после ее окольцевания.