6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Молекулярные_и_физиологические_механизмы_старения_в_2_т_,_Т_2_Анисимов

Часть V. Модифицирующие факторы старения как средства для изучения его механизмов

Ò à á ë è ö à 15.2

Влияние дельтарана на показатели продолжительности жизни, частоту, локализацию и тип опухолей у мышей

Ï ð è ì å ÷ à í è å. * — p < 0.01; ** — 2 мыши имели по две опухоли этой локализации.

зировали в легкие по сравнению с новообразованиями этой локализации в контрольной группе. Кривая возникновения опухолей (рис. 15.2) в группе, получавшей дельтаран, была существенно сдвинута вправо по сравнению с контролем.

Таким образом, дельтаран увеличивал продолжительность жизни животных и угнетал развитие у них спонтанных новообразований. Следует подчеркнуть, что некоторое увеличение СПЖ мышей под влиянием дельтарана было отмечено и у мышей, у которых в течение всего периода наблюдения не было выявлено никаких фатальных опухолей (450 28 дней против 416 38 дней), т. е. наблюдался непосредственный геропротекторный эффект препарата. Особенно отчетливо он проявился при сравнении показателей СПЖ 10 % последних мышей в этих группах (761 32 дней и 692 7 дней соответственно, p < 0.05). Следует отметить, что дельтаран существенно (на 20 %, p < 0.05) снижал частоту хромосомных аберраций у мышей по сравнению с контролем. Проведенные эксперименты показали, что дельтаран обладает геропротекторными и антиканцерогенными свойст-

161

В. Н. Анисимов

вами. Что касается механизмов выявленного биологического эффекта дельтарана, то они могут быть связаны как с его антиоксидантными свойствами (многие антиоксиданты известны как геропротекторы и антиканцерогены), так и с его действием на нейроэндокринную систему. Об этом может свидетельствовать его влияние на обменные процессы (динамику массы тела). Возможно, что одним из механизмов является антистрессорный эффект дельтарана, поскольку стресс способствует старению.

В течение многих лет румынскими исследователями изучалось влияние на продолжительность жизни животных прокаина (геровитала) (Aslan et al., 1965). В опытах на крысах было выявлено некоторое увеличение средней продолжительности жизни самцов, но не самок. Авторы указывают на уменьшение (недостоверное) частоты развития спонтанных опухолей у животных, получавших этот препарат. Механизм действия прокаина на продолжительность жизни остается неясным, однако представляют интерес недавно появившиеся данные о его слабом торможении активности монооксидазы в мозге.

Таким образом, несмотря на ограниченное число имеющихся данных, исследования геропротекторного и противоопухолевого эффекта воздействий, модифицирующих уровень биогенных аминов в головном мозге, представляется весьма перспективным.

15.5.АДАПТОГЕНЫ

Êадаптогенам относят вещества, которые создают в организме состояние неспецифической сопротивляемости к неблагоприятным факторам внешней среды и оказывают прежде всего антистрессорный эффект. Среди наиболее изученных адаптогенов следует упомянуть препараты женьшеня и элеутерококка. Учитывая адаптогенные свойства женьшеня и элеутерококка и их способность защищать и активировать генетический аппарат клетки

èвлиять на нейроэндокринную систему, было высказано предположение, что эти препараты могут быть использованы в качестве геропротекторов (Фролькис, Мурадян, 1988).

При длительном введении самцам крыс экстрактов элеутерококка и женьшеня продолжительность жизни животных, оцененная по времени

50 % гибели животных, увеличилась соответственно на 21.1 и 16.5 % (p < 0.05). У мышей линии LACa экстракт корня женьшеня не увеличивал средней продолжительности жизни при введении с 8 или 52-й недели жизни (Bittles еt al., 1979). Вместе с тем как у самцов, так и у самок, получавших женьшень с 52-й недели жизни, увеличилась максимальная ее длительность соответственно на 12 и 14-й неделе по сравнению с контролем. Авторы не приводят данных о влиянии препаратов на развитие спонтанных опухолей. Клинические испытания не подтверждают терапевтической эффективности женьшеня у человека (Ernst, 2002).

162

Часть V. Модифицирующие факторы старения как средства для изучения его механизмов

А. Н. Стуков (1965) исследовал влияние элеутерококка на возникновение спонтанного лейкоза у мышей линии AKR. Мыши подопытной группы, начиная с одномесячного возраста, ежедневно в течение 9 месяцев получали с питьевой водой жидкий экстракт элеутерококка. В подопытной группе в течение всего периода наблюдения (9 месяцев) спонтанный лейкоз был обнаружен в 57 % случаев и в 73 % — у контрольных животных. Постоянное введение с питьевой водой экстракта элеутерококка мышам линии С3Н/Не, начиная с 2—2.5-месячного возраста и до конца их жизни, не привело к изменению продолжительности жизни животных, частоты или латентного периода спонтанных новообразований молочной железы.

В последние годы на фармацевтическом рынке появилось много препаратов растительного происхождения с адаптогенным действием, которые предлагаются в качестве геропротекторов. Например, сообщается о положительном эффекте на когнитивные функции и увеличение продолжительности жизни крыс, которым вводили экстракт гинкго билоба — средство традиционной китайской медицины (Winter, 1998). Имеются данные о нейропротективном действии экстракта Egb761 гинкго билоба (Ferrari, 2004). Приводятся данные о высокой антиоксидантной активности чеснока и его профилактическом действии на ряд связанных с возрастом заболеваний (Rahman, 2003). Сообщается об увеличении продолжительности жизни дрожжей при воздействии веществ, содержащихся в красном вине (Howitz, 2003). Следует подчеркнуть, что имеющихся данных явно недостаточно для суждения о влиянии адаптогенов как на продолжительность жизни, так и на развитие спонтанных опухолей. Вместе с тем заслуживают внимания данные о способности элеутерококка и женьшеня тормозить развитие перевиваемых и индуцированных химическими канцерогенами опухолей и ослаблять их способность к метастазированию, а также о прямом антиоксидантном эффекте элеутерококка (Anisimov, 2001). Недавно были представлены убедительные эпидемиологические доказательства снижения преждевременной смертности, особенно связанной со злокачественными новообразованиями, у лиц, ежедневно потреблявших большое количество зеленого чая (Kuzuhara et al., 2008). Ряд экспериментальных и клинических данных свидетельствует о перспективности изучения способности оказывать положительный эффект на здоровье и предупреждать развитие некоторых ассоциированных с возрастом заболеваний различных нутрицевтиков и растительных препаратов (Ferrari, 2004).

15.6. ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА

Одной из сторон возрастных перестроек обмена является изменение митохондриальной энергетики, в частности уменьшение окисления янтарной кислоты, на что указывают и данные о снижении при старении в тканях ак-

163

В. Н. Анисимов

Рис. 15.3. Влияние янтарной кислоты: À — на кривые выживаемости, Á — на динамику возникновения спонтанных опухолей у самок мышей S3H/Sn.

Обозначения те же, что и на рис. 15.1.

тивности сукцинатдегидрогеназы (Янтарная кислота..., 1997; Papa, Skulachev, 1997). Воздействия, активирующие систему образования и использования янтарной кислоты в организме, могут особенно эффективно повышать его функциональные возможности.

В. В. Фролькис и Х. К. Мурадян (1988) показали, что при пероральном введении янтарнокислого натрия крысам с 20-месячного возраста в течение 1.5 лет (300 мг/кг курсами по 10 дней с одномесячными перерывами) сред-

164

Часть V. Модифицирующие факторы старения как средства для изучения его механизмов

Ò à á ë è ö à 15.3

Влияние нейронола на продолжительность жизни

и частоту развития спонтанных опухолей у мышей SAMP-1

Ï ð è ì å ÷ à í è å. à — в скобках 95%-ный доверительный интервал; * — p < 0.05, различия достоверны по сравнению с контролем.

няя продолжительность их жизни увеличилась на 6.2 % (p < 0.05), а максимальная — на 12.3 %. Авторы, однако, не сообщают о частоте спонтанных опухолей у крыс в этих опытах.

Мы исследовали влияние хронического введения янтарной кислоты, на- чатого с 3.5-месячного возраста, на продолжительность жизни и частоту спонтанных опухолей у самок мышей линии С3Н/Sn (Анисимов, Кондрашова, 1979). Было показано, что янтарная кислота не влияла на среднюю продолжительность жизни мышей, но на 30.5 % увеличивала ее максимальную величину. При этом в 2 раза снижалась частота развития спонтанных опухолей и в 1.7 раза — их множественность. Дальнейшие исследования несомненно позволят более четко охарактеризовать свойства янтарной кислоты и ее препаратов как геропротектора (рис. 15.3).

Учитывая выявленный геропротекторный и противоопухолевый эффект препаратов янтарной кислоты, было важно оценить возможную способность подобных препаратов пролонгировать жизнь короткоживущих линий животных и тормозить развитие у них новообразований. В нашей лаборатории было изучено влияние препарата нейронол, компонентами которого являются янтарная кислота (36.5 %), пирацетам (25.5 %), рибоксин (25.5 %), никотинамид (7.3 %), рибофлавина мононуклеотид (2.6 %), пиридоксина

165

В. Н. Анисимов

Рис. 15.4. Влияние нейронола: À — на кривые выживаемости, Á — на динамику возникновения спонтанных опухолей у самок мышей SAMP-1.

Обозначения те же, что и на рис. 15.1.

гидрохлорид (2.6 %), на процесс старения и развития спонтанных опухолей у мышей с генетически ускоренным старением. Опыты проведены на 63 мышах-самках линии SAMP-1. 63 мыши в возрасте 2 месяцев были разделены рандомизировано на две группы. Первую группу составили 32 мыши, не подвергавшиеся никаким дополнительным воздействиям (интактный контроль). Подопытные мыши (вторая группа) получали нейронол с питье-

166

Часть V. Модифицирующие факторы старения как средства для изучения его механизмов

вой водой в концентрации 500 мг/л, что соответствовало 2.5 мг препарата

â5 мл воды. Животные второй группы получали раствор, содержащий нейронол, 5 дней в неделю (с понедельника по пятницу) в течение всей жизни. Животные хорошо переносили введение нейронола. Каких-либо признаков, свидетельствовавших о токсичности препарата, нами не обнаружено. У подопытных мышей отмечены изменения эстрального цикла, свидетельствующие о том, что исследуемый препарат несколько замедляет старение репродуктивной системы. Введение нейронола увеличивало продолжительность жизни мышей, значительно снижая гибель животных

âвозрасте 500— 700 дней. Нейронол тормозил развитие спонтанных опухолей у мышей, прежде всего новообразований лимфатической системы, вызывая достоверное (на 12.1 %, p < 0.05) увеличение среднего латентного периода обнаружения опухолей (табл. 15.3, рис. 15.4). Результаты опытов свидетельствуют о выраженных геропротекторных и антиканцерогенных свойствах нейронола, а также о безопасности его длительного применения.

15.7.ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

H. Ooka и соавт. (1986) сообщили, что неонатальное введение самцам крыс тироксина индуцирует у них после достижения половой зрелости умеренно выраженный гипотиреоз, что сопровождается увеличением средней продолжительности жизни на 4 месяца. У самок этот эффект был менее выражен. Авторы не приводят данных о частоте спонтанных опухолей у контрольных и подопытных животных. Однако учитывая, что у полу- чавших тироксин крыс снижался уровень тиреоидных гормонов и повышался пролактин в крови, можно предполагать возможное повышение частоты спонтанных опухолей некоторых локализаций, прежде всего молоч- ной железы.

15.8.ГОРМОНЫ КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ

15.8.1. Кортикостероиды

Введение преднизолона фосфата мышам короткоживущей линии вызывает у них существенную задержку роста и увеличивает продолжительность жизни с 1 года до 2 лет (Bellamy, 1968). Однако в опытах с долгоживущими линиями мышей сколько-нибудь выраженного влияния преднизолона фосфата на среднюю продолжительность жизни не установлено (Forbes, 1975; LaBella, Vivian, 1975). Частота развития спонтанных опухолей у подопытных мышей также не изменялась. По-видимому, пролонгиру-

167

В. Н. Анисимов

ющий жизнь эффект преднизолона лишь у короткоживущих мышей можно объяснить его ингибирующим влиянием на аутоиммунные процессы, приводящие к преждевременной гибели животных (Bellamy, 1968).

15.8.2.Дегидроэпиандростерон (ДГЭА)

Âпоследние годы интерес исследователей привлекает ДГЭА — естественный метаболит надпочечников, обладающий рядом важных биологиче- ских свойств. Показано, что его продукция с возрастом уменьшается (Orentreich et al., 1984), что послужило поводом к широкому изучению его геропротекторных свойств. В частности, было установлено, что ДГЭА угнетает синтез ДНК и образование супероксидов в тканях организма, снижает массу тела, обладает антиатерогенной, антидиабетической и антиаутоиммунной активностью. Добавление ДГЭА в корм предотвращало образование аутоантител к двухнитевой ДНК и увеличивало выживаемость мышей линии NZB (Lucas et al., 1985), препятствовало развитию возрастной протеинурии и хронического нефроза у крыс и мышей линии С57Bl/6 и увеличи- вало продолжительность их жизни (Schwartz et al., 1988). ДГЭА угнетал развитие спонтанных аденокарцином молочной железы у мышей линии С3Н, а также канцерогенез в коже, легких, толстой кишке, щитовидной железе и печени, индуцируемый различными агентами (Schwartz et al., 1988). M. Moore и соавт. (1988) обнаружили, что в некоторых случаях ДГЭА может в одних тканях тормозить, а в других — стимулировать неопластиче- ский процесс, индуцируемый дигидроксиди-n-пропилнитрозамином у крыс.

Планировалось введение ДГЭА в течение 6 месяцев 30 пациентам в возрасте от 40 до 70 лет в ежедневной дозе 50 мг, но уже через 2 недели уровень ДГЭА в крови повысился до уровня молодых людей. При этом увели- чивался и уровень IGF-1. Две трети пациентов отметили значительное улуч- шение физического и психологического самочувствия (Morales et al., 1994). ДГЭА, подобно другим пролифераторам пероксисом, индуцирует у крыс гепатомегалию, гиперпластические узелки и гепатоцеллюлярные карциномы (Rao, 1997). Механизм, которым ДГЭА индуцирует опухоли печени, неясен. Предполагается, что его канцерогенность может быть опосредована окислительным стрессом. Следует отметить, что рандомизированные исследования последних лет показали полное отсутствие позитивного эффекта применения ДГЭА у лиц пожилого и старческого возраста (Baulieu et al., 2000; Nair et al., 2006; Stewart, 2006). За исключением некоторого довольно умеренного влияния на минеральную плотность костей и гидратацию кожи, не было получено каких-либо доказательств влияния на качество жизни, настроение, либидо, познавательную способность, память, иммунологические или метаболические параметры, функцию эндотелия, метаболизм костной ткани, мышечную функцию длительного применения ДГЭА.

По мнению Итальянской группы по гериатрической эндокринологии (Valenti, 2006), применение ДГЭА может быть рекомендовано только лицам

168

Часть V. Модифицирующие факторы старения как средства для изучения его механизмов

с первичной или вторичной недостаточностью коры надпочечников. Принимать ДГЭА следует в дозе 25—50 мг/день перед сном для стимуляции циркадного ритма его секреции. Все остальные существующие показания к применению ДГЭА не имеют надежного подтверждения. Пациенты, полу- чающие ДГЭА, должны быть информированы о возможном риске побоч- ных эффектов, главным образом раке простаты, молочной железы и эндометрия, и снижении уровня липидов высокой плотности.

15.9. ЭСТРОГЕНЫ И ГОРМОНАЛЬНЫЕ КОНТРАЦЕПТИВЫ

Известно, что многие из естественных и синтетических гормонов, обладающих эстрогенной активностью, вызывают новообразования у мышей, крыс, хомячков, собак и увеличивают риск их возникновения у людей. Однако в большинстве исследований, в которых выявлено канцерогенное действие эстрогенов у животных, использованы большие дозы препаратов. Значительный интерес представляют данные об увеличении продолжительности жизни и снижении в ряде случаев частоты развития спонтанных новообразований у животных, которым длительно вводили половые гормоны и их комбинации в сравнительно низких дозах.

Синтетический эстроген хлоротрианизен и препарат конъюгированных эстрогенов премарин в сравнительно малых дозах существенно увеличивали выживаемость крыс. Так, к 24-му месяцу опыта в контроле были живы 45 % самцов и 60 % самок, тогда как в группе крыс, получавших хлоротрианизен в дозе 0.05 мг/кг — 75 и 95 %, а при воздействии премарина в дозе 0.07 мг/кг — 65 и 70 % самцов и самок соответственно. При этом хлоротрианизен и в меньшей степени премарин снижали частоту спонтанных опухолей. Эти же препараты в больших дозах (соответственно 2 и 0.7 мг/кг) уменьшали выживаемость крыс и увеличивали частоту развития у них новообразований (IARC, 1979).

Длительное скармливание крысам широко применявшейся в качестве контрацептива комбинации норэтинодрона и этинилэстрадиола (4 : 1) в малых дозах существенно увеличивало продолжительность их жизни (IARC, 1979). Анализ таблиц выживаемости выявил существенное снижение частоты опухолей под влиянием контрацептива. Авторы оценивают эффект препарата как задерживающий начало развития опухолей.

Другой контрацептив — эновид (комбинация норэтинодрела и местранола 66.7 : 1) в разных дозах вводили мышам 5 различных линий (Heston, 1976). Эновид не влиял на продолжительность жизни мышей линий BALB/c и C3H/fB, но снижал у них частоту спонтанных аденом коры надпочечников и гепатом. У мышей линии С3Н под влиянием препарата в среднем на 1 месяц увеличилась продолжительность жизни и на 29 % снизилась частота аденокарцином молочной железы. У мышей линии С57BL эновид уменьшал продолжительность жизни, при этом частота спонтанных ретикулосар-

169

В. Н. Анисимов

ком снижалась, но увеличивалась частота опухолей гипофиза. В опытах на крысах длительное введение контрацептива линдиола (комбинация линестренола и местранола 30 : 1) приводило к увеличению продолжительности репродуктивного периода и замедляло развитие спонтанной гиперплазии и опухолей гипофиза (IARC, 1979).

В механизме геропротекторного действия половых гормонов существенное значение могут иметь угнетение под их влиянием потребления корма и задержка роста. Немаловажную роль может играть влияние малых доз эстрогенов на возрастную динамику гормонально-метаболиче- ских изменений в организме. В экспериментах на нематодах C. elegans удалось показать, что стероидный гормон прогестинового ряда 3b-гидро- кси-прегн-5-ен-20-он (прегненолон) при добавлении в питательную среду в концентрациях от 7.5 до 60 мкг/мл–1 увеличивал на 15—10 % продолжительность их жизни (Broue et al., 2007). Механизм такого эффекта прегненолона неясен. Поскольку его обнаружили в нервных клетках нематод, предполагается, что этот интермедиат в обмене холестерина может участвовать в физиологических процессах нейронов.

15.10. ГОРМОН РОСТА

Хорошо известно снижение мышечной массы тела и увеличение накопления жира с возрастом. В определенной мере это обусловлено возрастным снижением продукции гормона роста, заметное у человека уже после 3-й декады жизни, а у мышей C57BL6 после 10-го месяца жизни (Sonntag et al., 1999). Снижение секреции гормона роста сопровождается снижением уровня продуцируемого печенью IGF-1. Показано, что пересадка крысам опухоли гипофиза GH3, продуцирующей гормон роста, замедляет у них старение тимуса. Эти наблюдения послужили основанием для предположения, что возрастные изменения в организме в значительной мере обусловлены снижением продукции гормона роста, возмещение которой назна- чением экзогенного гормона роста будет замедлять процесс старения. Рекомбинантный гормон роста человека вводили в течение 6 месяцев группе пациентов в возрасте от 61 до 81 года (0.03 мг/кг 3 раза в неделю внутримышечно). Уровень IGF-1 в крови у них составил в среднем 350 ед./л по сравнению с 500—1500 ед./л у здоровых молодых людей. После курса такой терапии было отмечено повышение уровня IGF-1 в крови, увеличе- ние мышечной массы и уменьшение отложений жира в теле (Rudman et al., 1990). Кратковременное введение старым мужчинам рекомбинантного гормона роста в дозе 0.1 мг/кг в день сопровождалось увеличением окисления жиров, задержкой азота и увеличением синтеза белка (Corpas et al., 1993).

Ежедневные физические упражнения в течение 15 недель весьма эффективно увеличивали мышечную силу у пожилых мужчин, тогда как дополнительные введения в этот же период гормона роста не улучшали существенно

170