Взаимодействие основных гомеостатических систем в онтогенезе
Данные о возрастных изменениях в трех основных гомеостатических системах организма — энергетической, репродуктивной и адаптационной — показывают, что в среднем возрасте уже в норме имеется столь отчетливое повышение гипоталамического порога к торможению, что это создает отклонение от закона постоянства внутренней среды, постепенно нарушая тем самым основы жизнедеятельности организма.
Данные, относящиеся к репродуктивному гомеостату, показывают, что повышение гипоталамического порога в этой системе, как видно, происходит в течение всего постнатального онтогенеза, играя вначале определяющую роль в возрастном включении функции репродуктивной системы, и затем в ее возрастном выключении.
Естественно предполагать, что возрастные изменения в деятельности энергетического гомеостата также должны начинаться в раннем онтогенезе. Такое предположение основывается прежде всего на общем принципе концепции о том, что постоянство внутренней среды в развивающемся сложном организме может поддерживаться, если системы, обеспечивающие это постоянство, сами развиваются во времени, и что ключевым механизмом этого саморазвития гомеостатических систем является повышение гипоталамического порога к действию регулирующих стимулов.
Однако до недавнего времени не было более прямых доводов в пользу существования столь же ранних изменений в энергетической системе, как и в репродуктивной. В связи с этим было обращено внимание, что в детском возрасте ряд метаболических показателей, а именно: уровень жирных кислот и холестерина крови, а также уровень гликемии после нагрузки глюкозой значительно выше, чем в возрасте до наступления полового созревания.
В период до включения репродуктивной системы и в периоде после ее выключения величина ряда метаболических показателей весьма близка, будучи значительно более высокой, чем в репродуктивном периоде. Вероятно, именно активность репродуктивной системы оказывает стабилизирующее влияние на энергетический гомеостат.
Нарушение ритма секреции гормона роста и инсулина создает в процессе старения специфические метаболические сдвиги. Поэтому можно предполагать, что и в периоде до полового созревания процесс нарастания гипоталамического порога к торможению формирует аналогичный профиль метаболических процессов за счет более высокой секреции гормона роста или близких к нему гормонов.
Этот процесс, вероятно, имеет важное значение для развития организма. Очень высокий уровень гормона роста у недоношенных детей в данном отношении особенно характерен. Уровень НЭЖК в крови у детей до 10-летнего возраста также заметно повышен. Повышенный синтез холестерина, возникающий в связи с этим, является одним из важных следствий указанных изменений.
Вместе с тем холестерин, входящий в структуру внутриклеточных и клеточных мембран, необходим для обеспечения роста тканей. Поэтому обнаруживаемые метаболические сдвиги в детском возрасте не оказывают повреждающего действия, так как избыток энергии с большой скоростью утилизируется в процессе роста и созревания организма.
Однако по характеру метаболических изменений период детства во многих отношениях подобен состоянию предиабета. Поэтому период детства может быть обозначен как период пре-предиабета, тогда как аналогичный ему по метаболическим показателям период старения — как период предиабета.
Однако, несмотря на положительное биологическое значение периода пре-предиабета, нельзя исключить, что метаболический профиль, существующий в это время, вызывает и некоторые патологические изменения, неизбежные при определенном уровне метаболических показателей. Так, возможно, что отложение в аорту холестерина, который образует в детском возрасте так называемые липоидные островки, является следствием пре-предиабета.
К периоду полового созревания происходит уменьшение величины метаболических показателей, характеризующих состояние жиро-углеводного обмена. Уровень жирных кислот, холестерина и глюкозы в крови (после нагрузки) достигает минимальных величин в возрасте 20-25 лет. Это снижение может быть объяснено влиянием репродуктивного гомеостата на энергетический.
Действительно, эстрогены обладают рядом свойств, которые не могут быть объяснены их физиологическим значением только лишь как половых гормонов.
Эстрогены снижают уровень холестерина, если его повышение обусловлено возрастными процессами, повышают чувствительность к действию инсулина, улучшают толерантность к углеводам.
В значительной степени все эти свойства могут быть связаны со способностью эстрогенов противодействовать влиянию гормона роста, в частности тормозить его липолитическое действие. Поэтому можно думать, что именно эстрогены оказывают стабилизирующее влияние на метаболические процессы.
Таким образом, если в периоде до полового созревания влияние гормона роста компенсируется, главным образом за счет действия инсулина, то после полового созревания компенсация в значительной мере осуществляется эстрогенами.
Вследствие этого в нейро-эндокринной программе развития стадия пре-предиабета сменяется стадией стабилизации. Биологически возникновение такой стадии создает оптимальные условия для периода воспроизведения.
Стабилизирующая роль репродуктивного гомеостата на метаболические процессы в женском организме прекращается, когда вследствие продолжающихся изменений в репродуктивной системе происходит выключение ее циклической функции со всеми вытекающими из этого гормональными изменениями. В этот период вновь отчетливо проявляются прежние метаболические сдвиги, возникновение которых тормозилось влиянием половых гормонов. Период стабилизации переходит в период предиабета, в котором особенно интенсивно начинает формироваться специфическая возрастная патология.
Таким образом, одинаковые по направлению изменения в репродуктивном и энергетическом гомеостате, вследствие особенностей включения и выключения репродуктивного цикла, создают благодаря взаимодействию репродуктивной и энергетической систем, три различных метаболических периода онтогенеза: период роста и созревания, или период пре-предиабета, период зрелости, или стабилизации, и период старения, или предиабета, в котором происходит постепенная утрата постоянства внутренней среды организма, приводящая к несовместимым с жизнью изменениям в виде специфической возрастной патологии.
В нормальных условиях именно в третьем периоде происходит завязка возрастной патологии и, если этому способствует влияние ряда внутренних и внешних факторов, то в третьем периоде круто нарастает частота возрастных процессов, прекращающих индивидуальное существование организма.
Однако в последнее время все более обращают на себя внимание факты, подчеркивающие целесообразность выделения четвертого периода — периода инволюции, который по ряду своих свойств отличается от предшествовавшего ему периода предиабета.
Так, статистические данные свидетельствуют, что после 65-70 лет средний уровень холестерина в крови ниже, чем в предыдущей возрастной группе. Можно было бы думать, что такое снижение обусловлено элиминацией лиц с высоким уровнем холестерина, у которых, естественно, выше смертность, в частности от атеросклероза. Однако клинические наблюдения показывают, что по мере увеличения возраста может происходить реальное снижение гипоталамической активности.
Наиболее изученным примером в этом отношении является самостоятельная ликвидация явлений климактерического невроза при достижении определенного возраста. Это явление, как видно, имеет и более широкое приложение, о чем свидетельствуют наблюдения, показывающие, что лица, дожившие до 70 лет, приобретают статистическую вероятность прожить дополнительно 15 и более лет.
Можно предположить, что накопление изменений на клеточном и тканевом уровне, происходящее в эндокринной системе и, в частности, в гипоталамусе, как и в любой другой ткани, с течением времени приводит к снижению активности эндокринных желез и тем самым к уменьшению интенсивности метаболических нарушений. Некоторые наблюдения показывают, что такое инволюционное снижение гипоталамической активности действительно имеет место. Это видно из данных о возрастной динамике гипоталамического порога в репродуктивной системе у крыс. У этих животных в возрасте 24 месяцев для торможения компенсаторной гипертрофии яичников была необходима меньшая доза эстрогенов, чем у крыс в возрасте 18 месяцев.
Вероятно, между 18-24 месяцами жизни у крыс происходит некоторое снижение гипоталамического порога к торможению. Возможно, аналогичный процесс приводит к снижению секреции гормона роста. Данный вопрос требует обстоятельного изучения.
В происхождении фазы инволюции может играть роль и истощение функции инсулярного аппарата, подобное тому, которое наблюдается при переходе относительной инсулярной недостаточности в абсолютную, с прогрессированием скрытого диабета в явный.
Инволюционное снижение активности гипоталамо-гипофизарной системы, как видно, меняет течение возрастных процессов. В этом отношении представляют очень большой интерес данные о том, что гипофизэктомия уменьшает интенсивность некоторых специфических возрастных процессов, например уменьшает сшивку коллагена и замедляет развитие артериосклероза в почках.
С другой стороны, показано, что гипофизэктомия укорачивает длительность жизни животных. Учитывая, что указанные выше патологические изменения, напротив, интенсифицируются при повышении гипоталамо-гипофизарной активности, весьма вероятно, что гипофизэктомия, с одной стороны, замедляет развитие специфической возрастной патологии и, с другой, приводит к укорочению длительности жизни, оказывая это влияние по иным механизмам.
Вполне возможно, что вторичное истощение гипоталамо-гипофизарной системы, происходящее после 70 лет, внося новый элемент в механизм развития, тормозит развитие специфической возрастной патологии, способствуя тем самым продлению жизни.
Более глубокое изучение этого вопроса должно не только показать, в какой мере правомерен приведенный анализ возрастных изменений, но, вероятно, изменить тактику профилактических и лечебных воздействий, в зависимости от того, находится ли человек в фазе предиабета или в фазе инволюции.
В то время как для профилактических и лечебных воздействий в фазе предиабета прежде всего необходимы средства, способные снизить гипоталамическую активность или, точнее, восстановить ритмическую активность гипоталамуса, в фазе инволюции, напротив, целесообразна определенная заместительная терапия, подобно тому, как применение кортизола увеличивает жизнь гипофизэктомированных животных.
Возрастное включение репродуктивного гомеостата оказывает также влияние и на функционирование адаптационно-иммунологической системы.
Это выражается прежде всего в том, что под влиянием эстрогенов, т. е. в период включения репродуктивной системы, происходит частичное торможение активности тимуса, что уменьшает интенсивность клеточного или трансплантационного иммунитета. Такое торможение биологически необходимо в условиях беременности из-за наличия антигенной чужеродности плода и матери.
В настоящее время обращено также внимание, что не только репродуктивный гомеостат оказывает влияние на метаболические процессы в энергетическом гомеостате, но и что имеется обратное явление, т. е. влияние процессов, происходящих в энергетической системе, на репродуктивную систему.
Так, было показано, что в нормальных условиях время включения репродуктивной функции у девочек определяется не только хронологическим возрастом, но и достижением определенного критического веса тела.
В этом отношении представляют интерес и данные о том, что под влиянием антидиабетического препарата фенформина у женщин, находящихся в менопаузе, может наблюдаться не только снижение холестерина или сахара в крови, но и уменьшение экскреции тотальных гонадотропинов.
Таким образом, энергетические процессы, происходящие в гипоталамусе, могут оказывать влияние на уровень специфического функционирования различных гомеостатических систем. Это дает основание к разработке воздействий, оказывающих влияние на уровне энергетических, медиаторных и рецепторных изменений, в процессе столь кардинального биологического явления, как возрастная динамика гипоталамического порога чувствительности.
Похожие статьи:
Теги: старение
