Витамины

Витамины обладают чрезвычайно широким спектром действия, включающим функции эритроцитов и митохондрий, микросомального окисления и АО-защиты, стимуляции иммунологических или эндокринологических систем, обладают антиопухолевым и антисклеротическим эффектом и др. (Залезинская и др., 1979). Снижение количества и разнообразия продуктов питания, ослабление усвояемости пищи, а также синтеза водо- и жирорастворимых витаминов могут привести к старческому полигиповитаминозу и последующему возникновению или развитию ряда возрастных патологий (Западнюк и др., 1979). Многочисленные данные о старческом полигиповитаминозе послужили основанием широкого

220

применения различных витаминов и их комплексов в гериатрической клинике (Коркушко и др., 1979; Маньковский и др., 1985). Однако положительное влияние витаминов на жизнеспособность организма может не ограничиваться заместительной терапией. Вот почему влияние витаминов на ПЖ следует рассматривать как профилактику преждевременного старения, так и геропротекторного действия.

В разной степени выраженности влияние на ПЖ было обнаружено при использовании отдельных витаминов и их сложных комплексов, включающих до 10 и более разных витаминов. Наиболее изучено влияние на ПЖ витамина E (а-токоферола), что в первую очередь обусловлено непосредственным участием этого витамина в гашении свободнорадикальных реакций (см. главу 10). Достаточно хорошо изучено также влияние на ПЖ витамина С, правомочность использования которого в качестве геропротектора до сих пор остается дискуссионной. Так, добавление 900 мг/кг С к рациону мышей с 9-или 19-месячного возраста приводило к некоторому снижению выживаемости (Tappel et a!., 1973). У дрозофил малые дозы не оказывали влияния, а большие сокращали ПЖ (Massie et al., 1984). Отсутствием пролонгирующего эффекта или даже некоторым сокращением ПЖ завершались опыты с добавлением к рациону мышей сока черной смородины (из расчета 220 мл/кг) или куерсетина (0.1 %), который, как известно, замедляет скорость разрушения аскорбиновой кислоты (Jones, Hughes, 1982). Аналогичные результаты были получены в опытах с добавлением лимонной кислоты (Jones, Hughes, 1982). В этой связи интересна дискуссия, развернувшаяся в последние годы вокруг утверждения Полинга, что эффективность геропротекторного действия витамина С может проявляться в полной мере только в «мегадозовом» диапазоне (2.3—9.5 г/день на 70 кг массы тела). Действительно, добавление эквивалентной дозы витамина С в питьевую воду (1 %) приводило к увеличению СПЖ на 20 %, но МПЖ при этом увеличивалась только на 3 % (Massie et al., 1984). Аскорбиновая кислота оказывает полбжительное влияние на течение ряда видов возрастной патологии, поэтому авторы из сравнительно небольшого увеличения МПЖ заключают, что в исследованных ими концентрациях витамин С оказывает положительное влияние на «качество» жизни, но, очевидно, не является «истинным геропротектором». В целом несущественным влиянием на ПЖ завершились опыты с добавлением в отдельности ряда других витаминов (Ефремов, 1966). Учитывая сложный характер действия витаминов на те или иные показатели жизнеспособности и возрастной патологии, определенные надежды были связаны с использованием не отдельных витаминов, а их комплексов. Действительно, комплекс из 13 витаминов (А, В, B₂, B₆, B₁₂, Д, E, PP, инозит, холин, пантотеновая, парааминобензойная и фолиевая кислоты) приводил к увеличению СПЖ на 17 %, тогда как в отдельности применение этих же витаминов не приводило к сколько-нибудь заметному увеличению

221

ПЖ (Ефремов, 1966). Эти результаты свидетельствуют об аддитивности геропротекторного эффекта ряда витаминов. К такому же выводу приводит анализ результатов, полученных в нашем коллективе с такими витаминными комплексами, как «Ундевит», «Декамевит», «Квадевит», «Оркамин» (Западнюк и др., 1979).

Близкими к витаминам свойствами обладает новокаин (прокаин, геровитал H₃), который распадается в организме на диэтиламиноэтанол и парааминобензойную кислоту, участвующую в синтезе фолиевой кислоты. Уже более четверти века возможность увеличения ПЖ с помощью новокаина продолжает оставаться предметом неопределенных или противоречивых заключений. После несколько поспешных и ортодоксальных выводов об «омолаживающем» действии 2 %-ного раствора новокаина и последующего в 1962 г. столь же ортодоксального заключения Американской медицинской ассоциации о полной его неэффективности (Bender et al., 1970) наступила фаза более тщательных клинических и экспериментальных испытаний с переносом акцента на влияние H₃ на ПЖ. Проведенные Аслан и ее сотр. (Asian, 1985) исследования с использованием 1840 крыс Вистар показали, что курсовое введение 4 мг/кг геровитала приводит к увеличению СПЖ на 18—21 %. Пролонгирующий жизнь эффект был обнаружен также при добавлении H₃ к питательной среде дрозофил (22.7 %), к культуре фибробластов, изолированных перфузируемых тканей лягушки и кролика. Более того, в исследованиях на 3680 крысах было показано, что H₃ увеличивает ПЖ не только получавших препарат особей, но и их потомства до 5-го поколения (Asian, 1985). Были зарегистрированы положительные сдвиги в целом ряде физиологических, психических, биохимических и других биологических параметров.

Влияние новокаина как гериатрического средства было испытано и в клинике НИИ геронтологии АМН СССР. При длительном назначении препарата отмечалось улучшение самочувствия, окислительно-восстановительных реакций, кислородного и электролитного обменов, функции печени и надпочечников, некоторых показателей деятельности ЦНС. Отмечались и негативные сдвиги, проявляющиеся в ухудшении коронарного кровообращения и аллергических реакциях, что делает правомочным пересмотр схемы лечения, конкретизации показаний и ограничений при его применении (Коркушко и др., 1979).

Не существует единого мнения и о возможных механизмах действия геровитала, который относят также к числу АО (Обухова, 1982), стабилизаторов мембран и др. Более полный анализ динамики смертности позволил Сейчеру (Sacher, 1977) сделать вывод о том, что рост ПЖ под влиянием H₃ обусловлен только снижением уязвимости (константа R₀), но не скорости старения. Учитывая благотворное психомоторное действие, а также действие H₃ как ингибитора моноаминоксидазы, Сейчер (Sacher, 1977) заключает, что механизм действия геровитала имеет много общего с механизмом пролонгирующего действия L-ДОФА (Cotzias et al., 1974)

222

или снижения содержания предшественников серотонина (Segall, 1975).

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, ЛАТИРОГЕНЫ И ДРУГИЕ БАВ

Способность ионов поливалентных металлов образовывать координационные связи имеет свои позитивные и негативные последствия для старения. С одной стороны, необходимое их участие в стабилизации сложных белков и маталлоферментов, с другой — образование инактивирующих поперечных сшивок между макромолекулами хроматина, коллагена и др. Конечный эффект подобных факторов на такой интегральный показатель, как ПЖ, трудно предсказуем и, очевидно, может быть определен только эмпирически. Еще в ранних работах было показано, что инкубация ротиферов на среде с высоким содержанием кальция приводит к снижению ПЖ (Lansing, 1942). Более того, в оптимальных концентрациях хелаты — вещества, связывающие поливалентные ионы металлов, могут увеличивать ПЖ. В частности, ПЖ ротиферов под влиянием таких хелатирующих агентов, как ЭДТА, тартрат, цитрат, 1,2-ди(2-аминоэтокси)-этантетрауксусная кислота, возрастает на 44—76 % (Sincock, 1975). При оптимальных дозах и сроках начала применения ЭДТА увеличивала ПЖ и у крыс на 20—25 %, хотя механизм ее действия при этом может быть более сложным, чем просто связывание и выведение поливалентных металлов (Дубина, Разумович, 1975). Вызванные пропорционально концентрации кальция или магния сокращения ПЖ ротиферов не только не устраняются, но и усиливаются при добавлении к питательной среде ЭДТА, цитрата, этилен-бис(октиэтиленнитрило)тетраацетата (Enesc'o, Holtzman, 1980). Не оказывало существенного влияния на ПЖ также длительное исключение кальция из диеты у мышей (Curtis, Ti 1 ley, 1970) У дрозофил добавление к питательной среде 1 мг/мл марганца не влияло, а 5 мг/мл сокращало ПЖ (Придуба, 1978).

Наибольший вклад в изучение влияния микроэлементов на ПЖ внесли работы Шредера и сотр. (Shroeder, 1960; Shroeder et al., 1964, 1971, 1974). Добавлением к диете микроэлементов в количествах, в несколько раз превышающих обычный уровень, изучались сдвиги кривых роста и выживания, а также особенности возрастной патологии у мышей и крыс. Были испытаны такие редкие элементы, как иттрий, родий, палладий, германий, скандий, индий, цирконий, ниобий, галлий, антимоний, а также более распространенные — никель, олово, свинец, хром, титан, кадмий, селен, мышьяк и ванадий. Многие из испытанных элементов не влияли ни на рост, ни на выживание, ни на возрастную патологию. Большинство из испытанных ионов металлов сдерживало рост, мало влияя на ПЖ или патологию. При добавлении селена частота опухолей увеличивалась, но ПЖ оставалась неизменной, а под влиянием палладия увеличивались и ПЖ, и частота опухолей. Кроме палладия, достоверный рост ПЖ наблюдался также при испытании иттрия и хрома, а достоверное сокращение ПЖ только германия. ₂₂₃

В последнее время большое внимание привлекает возможность продления жизни с помощью хелатирования алюминия. Ряд патологий, приводящих к сокращению ПЖ человека, например болезни Паркинсона, Альцгеймера, синдром Дауна и др., в определенной степени связаны с увеличением содержания алюминия. У короткоживущих лабораторных видов скорость возрастного накопления алюминия, очевидно, недостаточна для развития этих патологий. Однако близкие по типу симптомы наблюдаются при инъекции растворимых солей алюминия в гиппокамп, где он прочно связывается с хроматином пирамидальных клеток (Bjorkstein, 1981).

Способность образовывать поперечные сшивки приписывается не только поливалентным металлам, но и сульфгидрильным группам, альдегидам (особенно формальдегиду), алкилирующим агентам, продуктам окисления липидов и др. Более того, стохастичность этого процесса позволяет заключить, что сколько-нибудь длительное сосуществование двух полярных групп должно привести к образованию поперечных сшивок. Поэтому степень образования поперечных сшивок должна быть наиболее высока в долгоживущих макромолекулах с разветвленной сетью полярных группировок.

В 1924 г. А. А. Богомолец выдвинул гипотезу, согласно которой в основе старения лежат возрастные изменения соединительной ткани, резюмировав свою идею высказыванием «организм имеет возраст своей соединительной ткани» (Богомолец, 1938). Им были заложены основы представления о функционально поливалентной физиологической системе соединительной ткани, выполняющей трофические, пластические и защитные функции. Уподобив эту систему корневой системе дерева, А. А. Богомолец связывал надежды на продление жизни именно со специфической стимуляцией соединительной ткани, в частности с предотвращением образования плотной гели из межклеточной соединительной ткани с помощью АЦС. Уже в 1926 г. А. А. Богомолец и его последователи приступили к экспериментальной проверке, а спустя 10 лет начали применять АЦС в клинике. Были получены обнадеживающие результаты при лечении патологий ряда внутренних органов, ЦНС, при профессиональных отравлениях, опухолях (Богомолец, 1938). По данным клиники Института геронтологии АМН СССР, как однократная, так и трехлетняя АЦС-терапия оказывала нормализующее влияние на возрастные нарушения АД, коронарного кровообращения, активировала функции коры надпочечников и половой железы, задерживала темпы роста изменений опорно-двигательного аппарата, соединительной ткани, ЦНС* (Коркушко и др., 1979). Для назначения АЦС-терапии необходимо исключить у пациентов аутоагрессивные заболевания, гиперчувствительность к чужеродному белку, почечную недостаточность. Но каковыми бы ни были перспективы использования АЦС, основная идея А. А. Богомольца — предотвращение образования плотной гели, поперечных сшивок в межклеточной соединительной

224

ткани — продолжает оставаться актуальной. В различных модификациях эта идея легла в основу направлений, развиваемых у нас в стране школой А. В. Нагорного (Нагорный и др., 1963) и Беркстейном за рубежом (Bjorkstein, 1981). В дальнейшем эта гипотеза наиболее интенсивно проверялась на коллагене и хроматине. Для коллагена были найдены даже специфические ингибиторы образования поперечных сшивок — латирогены, такие как семикарбазид, р-аминопропионитрил и др. Введение последнего не привело к существенным изменениям ПЖ, хотя частота злокачественных новообразований при этом значительно снижалась (Kohn, Leash, 1967). Для продления жизни пинициламин— более подходящий агент, так как в отличие от р-аминопропионитрила он ингибирует образование поперечных сшивок только в «зрелых» молекулах нерастворимого коллагена, не мешая образованию новых молекул. У короткоживущих мышей добавление к диете р-аминопропионитрила или семикарбазида приводило к некоторому увеличению ПЖ при почти неизменной МПЖУ сравнительно более долгоживущих мышей LAF/J добавление Р-аминопропионитрила к питьевой воде приводило к увеличению СПЖ только при 12-месячной экспозиции, а МПЖ — 3-месячной. При более короткосрочных или долгосрочных экспозициях (например, в течение всей жизни) СПЖ и МПЖ возвращались к контрольному уровню (LaBeIIa, Vivian, 1975). Авторы заключают, что отрицательное интоксикационное влияние р-аминопропионитрила в старости имеет примерно такое же влияние, как эффект латирогена, пролонгирующий жизнь, поэтому получение препарата до глубокой старости малоэффективно.

Таким образом, попадание в организм ингибиторов образования поперечных сшивок, поливалентных ионов металлов или хелатирующих агентов, участвующих в различных биологических процессах, не дает однозначного ответа о возможности их применения с целью пролонгирования жизни. Значительный пролонгирующий эффект, нередко наблюдаемый у короткоживущих линий, почти полностью исчезает в опытах на генетически полноценных долгоживущих моделях.

Помимо указанных выше воздействий, в настоящее время известно несколько классов геропротекторов, которые, несмотря на недостаточную изученность, представляют определенный интерес как с теоретической, так и с практической точки зрения. Часть этих работ обсуждается в обзорах (Bender et al., 1970; Sacher, 1977). Ниже мы вкратце остановимся лишь на некоторых из них.

На основании иммунологической теории старения предполагалось, что иммунодепрессанты могут привести к увеличению ПЖДобавление к диете мышей одного из таких соединений — азатиприна — привело к некоторому росту СПЖ, но мало влияло на МПЖ (Bender et al., 1970). Сравнительно небольшие сдвиги ПЖ были обнаружены при добавлении к диете долгоживущих мышей ВСЗ (СПЖ — 31 мес, МПЖ — 45 мес) 2-меркаптоэтанола, обладающего одновременно иммунодепрессантными и антиокси-

225

дантными свойствами (Heidnck et al., 1984). Еще более неоднозначными оказались опыты на животных этой линии при моделировании иммунодепрессии сплинэктомией, тимэктомией, у-облучением или введением кортизона. Хотя при этом наблюдались заметные изменения спектра возрастной патологии (частота одних, например гломерулосклероза, увеличивалась, а других, например саркомы ретикулярных клеток, снижалась), тем не менее ПЖ мало изменялась (Peter, Peterson, 1972). У людей анализ смертности через 3 года после обследования показал, что высокий уровень иммуноглобулина IgA и низкий уровень IgM оказывают благоприятное влияние на жизнеспособность пожилых. В определенной степени смертность коррелировала и с содержанием Bи Т-клеток: у лиц с содержанием Т-клеток выше 82 % и В-клеток ниже 19% смертность была ниже (Shinohara, Sugiyama, 1981).

Известно, что введение в организм двуцепочных нуклеиновых кислот значительно улучшает состояние ряда функциональных систем в старости. Однако введение поли (А) РНК у мышей существенно не сказалось на их ПЖ, хотя при этом наблюдалась задержка темпов возрастных изменений ряда метаболических показателей (Penzes et al., 1983). Авторы этой работы полагают, что одноцепочные нуклеиновые кислоты не могут полностью повторить эффект двуцепочных нуклеиновых кислот. Однако и в работе с добавлением ДНК к питательной среде дрозофил также не были обнаружены существенные изменения ПЖ у генетически полноценных мух дикого типа (Ванюшин, Бердышев, 1977).

В литературе имеется достаточно много сообщений о влиянии на ПЖ различных изменений биологических ритмов (Allemand et al., 1973; Чернышев, Афонина, 1975), рН питательной среды (Massie et al., 1984), влияния других воздействий химической или физической природы. Среди последних особое внимание было уделено электростатическим полям. Полагая, что положительный заряд действует как электрохимический оксидант, а отрицательный охраняет молекулу от подобных повреждений, Молнар (MoIпаг, 1973) показал, что в отрицательном электростатическом поле ПЖ мышей несколько больше. Этот вывод был в целом подтвержден в более полных и всесторонних исследованиях E. В. Ковальчука (1985). Существенный рост СПЖ парамеций был обнаружен при слабом пульсирующем электрическом токе (Smith-Sonneborn, 1982).

Таким образом, представленные результаты позволяют заключить, что многие БАВ при оптимальной силе воздействий оказывают благотворное влияние на возрастную патологию и ПЖ. Кроме указанных выше факторов, существует большая группа пока еще недостаточно изученных воздействий, которые в определенных условиях, очевидно, способны обеспечить рост ПЖ. Эти воздействия, особенно в комбинации с другими геропротекторами, — многообещающий резерв для изыскания новых путей продления жизни.

226

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Прогнозы — это прошлое, обращенное в будущее. Бернард Шоу писал, что наука всегда не права, ибо она не решает ни одного вопроса, не поставив десятки новых. И вместе с тем, заканчивая книгу, авторы должны определенно, а не уклончиво сказать читателю — быть или не быть, удастся или не удастся повлиять на ПЖ человека, наполнить ее более высокой способностью к адаптации, биологической и социальной. Речь идет о том, что наши воздействия должны способствовать достижению трех эффектов: профилактического — предупреждение развития возрастной патологии; пролонгирующего — увеличение ПЖ; ювенологического — продление периода высшей жизнеспособности, творческой активности.

Сразу следует предупредить, что в деле пролонгирования жизни одинаково неоправданно, а порой и вредно как полное отрицание возможностей продления жизни, так и легковесное отношение к проблеме, обещание достижения «библейского» долголетия, радикального увеличения сроков жизни буквально в ближайшие годы. Вред их состоит в том, что они не только дезориентируют широкую общественность, но и лишают перспективы очень нелегкий труд исследователей.

Весь фактический материал, приведенный в книге, позволяет сделать три общих вывода:

а) современное состояние знаний ряда фундаментальных механизмов дает возможность уже не эмпирически, а теоретически обоснованно вести поиск средств продления жизни;

б) доказано, что существует ряд экспериментальных подходов, увеличивающих ПЖ;

в) многие из использованных геропротекторов положительно сказываются на адаптационных возможностях организма, его БВ.

Старение — системный процесс, в основе которого лежат нарушения механизмов саморегуляции, сложные соотношения повреждающих и восстановительных процессов. Это делает понятным, почему воздействия, направленные на какое-либо одно из звеньев возрастного развития, не приводят к радикальному увеличению ПЖ; почему такие «многозвеньевые» воздействия, как ограничение диеты, изменения температуры тела, вызывают более выраженный пролонгирующий эффект, чем АО, ингибиторы биосинтеза белка, отдельные гормоны, витамины и др.

227

Процессы старения и витаукта определяются экзогенными и эндогенными факторами. Вот почему при разработке новых средств продления жизни необходим поиск оптимума действия средовых факторов (питания, двигательной активности, эмоциональной нагрузки и др.), т. е. того, что И. И. Мечников (1964) называл ортобиозом.

Одна из важнейших задач геронтологии — перенесение полученных данных на человека с его сложной социальной средой и психической деятельностью. Здесь пока прогнозов больше, чем реальности. Так, в конце 60-х годов американская научная корпорация «Ренд» предсказывала увеличение ПЖ человека к 2020 г. на 50 лет, а другая корпорация «Смит-Клайн энд Френч лабороторис» подобный эффект предусматривала к концу 90-х годов нашего столетия. По прогнозу, данному в 1982 г. большой группой советских геронтологов, к концу нашего столетия на человеке будут испробованы геропротекторы, которые приведут к увеличению ПЖ в пределах ВПЖ. Во всех этих прогнозах исходят из того, что увеличение ПЖ человека будет сопровождаться одновременным увеличением длительности трудоспособного периода, и потому оно не может лечь бременем на экономику общества. Предстоит еще очень большая работа на пути использования уже известных геропротекторов на человеке. Во-первых, увеличение ПЖ под влиянием геропротекторов получено в основном на короткоживущих видах животных. Во-вторых, одновременно с общностью фундаментальных механизмов старения существуют видовые особенности старения, связанные с хронобиологическими изменениями, а у человека еще и социальной средой. Многие геропротекторы вызывают побочные эффекты, которые сильно не сказываются в условиях экспериментально-биологической клиники у короткоживущих животных, но могут оказаться неприемлемыми для человека. Вот почему необходим поиск оптимальных «человеческих» дозировок силы и экспозиции различных воздействий, выбор соответствующего возрастного периода с учетом характера возрастной патологии.

В механизме старения и витаукта на уровне целостного организма ведущее значение имеют нейрогормональные механизмы. Поэтому разработка средств поддержания оптимального уровня нервной регуляции трофики тканей, эндокринной регуляции метаболизма может стать важным системным подходом при разработке средств продления жизни. Уже сейчас на основании конкретных экспериментальных данных ясно, что наибольший прирост ПЖ удастся получить влияя на ранние этапы онтогенеза.

Проблема продления жизни перерастает в проблему управления этагенезом.