Уровни нейроэндокринной регуляции

 

Уровни нейроэндокринной регуляции в организме:
I- внутриклеточный уровень (клеточная мембрана, гормональный рецептор и циклический МФА (цМФД) - трансмиттер гормонального сигнала);
II- уровень периферийных эндокринных желез;
III- уровень гипофиза;
IV. уровень гипоталамуса;
V. уровень центральной нервной системы;
1) сверхкороткая петля механизма обратной связи, воздействие гипофиза на гипоталамус;
2) короткая петля механизма обратной связи, воздействие гормонов гипоталамуса на гипоталамус; 3) длинная петля механизма обратной связи, воздействие гормонов периферийных эндокринных желез и продуктов обмена веществ (глюкозы, жирных кислот и т. д.) на гипофиз и гипоталамус; 4) регуляция активности центральной нервной системы гипофизом; 5) регуляция активности центральной нервной системы гипоталамусом. Адаптировано из: Дильман, В. М, Большие биологические часы. Мир, Москва, 1989.

Если дверь открывается и комната охлаждается, датчик в термостате фиксирует изменение тем­пературы и включает обогреватель. Но с возрастом эта изу­мительная система контроля начинает давать сбои, и эндо­кринная система начинает все хуже и хуже реагировать на по­требности тела. Чудесный механизм точной настройки и по­стоянной регулировки, известный как гомеостаз, постепенно выходит из строя. Клетки начинают функционировать все хуже и хуже, и результатом этого являются болезни старения и, в конце концов, смерть.

ПОЧЕМУ МОЗГОВЫЕ ЧАСЫ ЛОМАЮТСЯ?

Оригинальной идеей Дильмана было то, что рост и разви­тие тела содержат в себе семена своего собственного разруше­ния. Если бы тело оставалось в идеальном гомеостазе, аргумен­тировал он, все всегда оставалось бы таким, как есть. Мыш­цы бы не увеличивались, кости не росли. Проблема состоит в том, что после завершения периода развития, в возрасте при­мерно 20-25 лет, тот же процесс, что позволял организму от­клоняться от гомеостаза, продолжает вносить возмущения. Болезни возмущенного гомеостаза, говорил он, включают пре диабет, ожирение, атеросклероз, подавление иммунной систе­мы, неспособность адаптироваться к стрессу и тенденцию к развитию рака. „Результатом этого процесса является старе­ние, - писал он в своей книге «Большие биологические ча­сы». В соответствии с этой идеей старение само есть бо­лезнь".

ВОЗМЕЩЕНИЕ УТРАЧЕННОГО.

Ключом к управляемому старению, считал Дильман, явля­ется воссоздание гомеостаза молодости. Любое отклонение от него у здорового двадцатипятилетнего человека следует рассматривать как аномалию и лечить. Его собственный метод лечения включал использование фенформина - орального ле­карства против диабета, которое было удалено с рынка в США (недавно было одобрено применение метформина - ле­карства со сходным действием), дилантина, эстрогена, прогестерона и гормона щитовидной железы. Те, кто знал этого человека, убеждены, что, будь гормон роста доступен в то время, он непременно включил бы его в свой режим.

Труды Дильмана вдохновили многих врачей, работающих в области борьбы со старением, включая меня. Он был одним из первых, кто увидел старение излечимой болезнью. Его идеи, впервые опубликованные в 50-х годах, создали фундамент для методов противодействия старению, известных нам сейчас.

ГИПОТЕЗА ДОКТОРА ВОНГ

Гормон роста может останавливать старение на самом фундаментальном уровне организации тела - клеточном, утвер­ждает доктор философии Грейс Вонг, ученая из Департамента молекулярной онкологии в „Генснтехе" - компании, которая первой изготовила рекомбинантный гормон роста. Согласно Вонг, старение в значительной мере вызывается распадом бел­ков в клетках, а также разрушением ДНК и РНК, с помощью которых белки формируются. Кожа, волосы, кости и мышцы сделаны из белков, и когда эти белки деградируют, то же про­исходит со структурами, которые из них состоят. Кожа по­крывается морщинами, волосы выпадают, мышцы сморщиваются, кости теряют плотность. В мозгу ситуация еще хуже, поскольку первичные клетки мозга, нейроны, не регенерируют­ся. В результате, начиная со среднего возраста, наши умствен­ные способности уменьшаются. Замедляется реакция, образуются провалы в краткосрочной памяти, мы уже не так быстро соображаем, как когда-то. Что заставляет деградировать белки клеток с возрастом? Важной причиной, говорит Вонг, является образование сво­бодных радикалов кислорода во всех клетках, которые используют кислород для выработки энергии. Когда кислород в клетке расщепляется, это неизбежно приводит к появлению этих короткоживущих деструктивных частиц. Вонг предполагает, что эти радикалы кислорода в свою очередь активизируют разрушительные ферменты, называемые протеазами, которые портят белки в клетке. Когда повреждается достаточное количество белков, клетка умирает, после чего происходит фрагментация ДНК.

Актиоксиданты, такие как витамин С и витамин Е, могут устранять свободные радикалы, не давая протеазам активи­зироваться. Но гормон роста может воздействовать на протеазы напрямую, активизируя защитные силы клетки, называемые - ингибиторами протеаз. Это означает, что, хотя свободные - радикалы кислорода остаются в клетке, ингибиторы протеаз не дают им делать свое губительное дело. Ингибиторы протеаз, такие как ритонавир и саквинавир. ныне использу­ются при лечении СПИДа, и предварительные сообщения ука­зывают на то, что они низводят вирус у пораженных им людей до уровней, почти не подающихся обнаружению. (Об исполь­зовании ГР в лечении СПИДа см. главу 8.)

В лабораторных экспериментах гормон роста оказался спо­собен защищать животных от связанных со свободными ради­калами губительных эффектов радиации и гипероксии. В од­ном эксперименте животные дышали газом, на 98 процентов состоявшим из кислорода - такая концентрация, получаемая в течение некоторого времени, обычно токсична и зачастую смертельна. Но, получая гормон роста, они все выжили. Вонг полагает, что снижение уровня гормона роста с возрастом мо­жет быть важным фактором потери белков, которая имеет ме­сто в поздние годы жизни. „Когда вы стареете,- говорит она, - вы выделяете меньше гормона роста, паша иммунная система ослабевает, и одновременно возрастает число свобод­ных радикалов". Без наличия в клетке гормона роста для сти­муляции ингибиторов протеаз, протеазы активируются свобод­ными радикалами кислорода и рвут на части белки клетки.

Гормон роста может выполнять и еще одну важную функ­цию противодействия старению, считает Вонг. Он может фактически останавливать апоптоз - запрограммированную смерть клетки (подробнее об этом явлении см. в главах 8 и 12). Это самоубийство клетки определяегсн не случайными событиями вроде зарождения свободных радикалов кислорода, а внут­ренними часами клетки, которые говорят ей, что, настала пора умирать. Апоптоз большей частью имеет место при старении и при развитии плода; действительно, развитие организма из одной оплодотворенной яйцеклетки не может происходить без широкомасштабной гибели клеток, поскольку органы форми­руются из масс клеток подобно тому, как скульптор ваяет фи­гуру, откалывая лишние куски мрамора. Тот же процесс, как полагают многие ученые, происходит в поздние годы жизни, приводя к запрограммированной гибели клеток в сердце, го­ловном и костном мозге и других местах. Но в этом случае вместо зарождения новой жизни происходит утрата функции и смерть как конечный результат. Апоптоз отнимает у нас па­мять, энергию, жажду жизни.

Вонг считает, что гормон роста и здесь может сыграть свою роль. Ученые показали, что при введении в клетки мозга гена ассоциированной с апоптозом протеазы клетки умирают. Но если клетки заставить вырабатывать ингибиторы протеаз, ко­торые блокируют апоптоз, они выживают. Стимулируя про­изводство ингибиторов протеаз в клетках, гормон роста мо­жет остановить апоптоз - запрограммированную клеточную смерть.

Подытожим сказанное. Гормон роста останавливает ста­рение клеток двумя путями: во-первых, он останавливает слу­чайное изнашивание и повреждение клеток свободными ра­дикалами кислорода, а во-вторых, он останавливает апоптоз, встроенную в клетки программу самоуничтожения. Если ги­потеза Вонг верна, неудивительно, что гормон роста является таким мощным орудием противодействия старению.

Самые последние исследования - некоторые из них еще даже не опубликованы - показывают, что гормон роста воз­действует не только на архитектуру клетки, но и на первоос­нову самой клетки - ДНК.

Митохондрии (электростанция клетки) используют кислород для производства ТФА, источника энергии клетки. Свободные радикалы, образующиеся при расщеплении кислорода, могут активировать разрушающие белки ферменты, называемые протеазами, которые могут вызывать апоптоз (самоубийство клетки). Актиоксиданты, такие как витамин С и витамин Е, могут помочь клетке уничтожать свободные радикалы кислорода. Гормон роста может способствовать генерированию ингибиторов протеаз, которые блокируют протеазы и позволяют клетке выжить.

ДНК И СТАРЕНИЕ

Видный специалист по пластической хирургии и борьбе со старением, директор отдела клинических исследований Между­народного института старения в Монклере (штат Нью-Джерси), Винсент Джампапа, утверждает, что „старение запрограм­мировано в ДНК под маской теломера, „часов'' на конце каж­дой хромосомы, которые укорачиваются при каждом делении клетки. Чтобы действительно обратить старение на клеточ­ном уровне, нам понадобится вещество, способное восстанав­ливать длину теломера и таким образом превращать старые клетки в молодые. Такое вещество еще пока недоступно, но Джампапа верит, что это дело ближайшего десятилетия. А до тех пор гормон роста и его ассистент ИФР-1 делают следую­щее по важности дело - помогают поддерживать клетку в здоровом, насколько это возможно, состоянии.

Функциональные способности клетки зависят от генетиче­ского материала, ДНК, расположенного и ядре клетки и коди­рующего все белки, гормоны и ферменты, которые и застав­ляют клетку работать. ДНК напоминает армию, подвергаю­щуюся постоянным атакам свободных радикалов кислорода, ультрафиолетового излучения, поступающего от тела тепла и других разрушительных факторов. Хотя ДНК обладает спо­собностью ремонтировать саму себя, с возрастом она не так хорошо справляется с этой работой, становясь жертвой того же процесса старения, который поражает всю клетку. Одно­временно нанесенный ущерб аккумулируется в энергетическом центре клетки, митохондриях, который имеет свою собствен­ную ДНК. До сих пор одним из немногих доступных нам способов ограничить наносимый ДНК ущерб было примене­ние антиоксидантных добавок, таких как витамины С и Е. которые укрепляли нашу оборону.

Но, согласно Тьерри Эртогу и Джампапа, новейшие про­веденные в Европе исследования показывают, что гормон ро­ста и ИФР-1 могут пойти дальше и делать то, на что не способны антиоксиданты.

Гормон роста и ИФР-1 действуют как курьеры, доставляя клеткам необходимое для обновления и ремонта сырье. ИФР-1 обеспечивает доставку нуклеиновых кислот. ДНК и РНК пря­мо в ядро клетки, где располагается ДНК. Нуклеиновые кис­лоты используются для возмещения понесенного ДНК ущер­ба и стимулируют деление клетки. Гормон роста инициирует транспортировку аминокислот, строительного материала для белков, и нуклеиновых кислот в цитоплазму клетки - область, окружающую ядро. Эта область включает в себя клеточные мембраны и внутриклеточные органы, такие как митохондрии. Таким образом, гормон роста и ИФР-1 не только минимизируют повреждение ДНК и клеточных структур, но и помогают лечить клетку и ДНК. Эти два гормона фактически лечат первооснову старения.

ГОРМОН РОСТА И ДОЛГОЛЕТИЕ

Удлиняет ли гормон роста продолжительность жизни? Когда геронтологи говорят о продолжительности жизни, они на самом деле обсуждают два совершенно разных вопроса. Одним из них является средняя продолжительность жизни, то есть возраст, достигаемый половиной населения. С римских времен она утроилась, и в настоящее время в США составля­ет около 77 лет. Другим вопросом является максимальная про­должительность жизни - возраст, достигаемый наиболее ста­рыми представителями населения. В настоящее время она, по-видимому, составляет примерно 121 год. Большинство геронтологов хотели бы „спрямить кривую", т. е. переместить ли­нию средней продолжительности жизни ближе к максималь­ной, чтобы хотя бы половина населения достигала столетнего возраста.

Блэкмен, который проводит испытания гормона роста в университете Джона Хопкинса, верит, что это обязательно случится при использовании гормона роста. „Мы, добавляем годы жизни, придвигаясь к предначертанному людям долголетию. Мы не думаем, что каким-либо вмешательством можно было бы изменить предначертанную максимальную продолжитель­ность жизни людей, но можно здоровым вмешательством при­двигать их к этой самой максимальной продолжительности жизни, которая находится где-то в диапазоне между 110 и 120 годами".

Как мы услышим из рассказов людей, которые принимали ГРЧ, в некотором смысле увеличение продолжительности жиз­ни уже имеет место. Если судить по тому, что вы чувствуете себя, просыпаясь утром, бодро и как ребенок, жаждущий на­чать новый день без угрюмой озабоченности - как бы про­тянуть очередные двадцать четыре часа, то гормон роста как будто предоставляет вам дополнительные двадцать лет жиз­ни, в том смысле, что вы еще можете успеть совершить. Толь­ко подумайте, сколько раз вы говорили себе: „Вернуть бы мне мои тридцать лет - я бы начал новое дело, я бы построил дом, написал книгу, обогнул под парусом земной шар, научил­ся бы ездить в седле или плавать с аквалангом". При исполь­зовании ГР-заместительной терапии у вас больше нет причин считать себя слишком старым для любого нового начинания. Вы можете вернуть себе свои прежние годы.

Как вы увидите в последующих главах, существует обилие свидетельств того, что терапия гормоном роста снижает ве­роятность вашей преждевременной смерти от болезней, то есть, иными словами, повышает ваши шансы отпраздновать свое 120-летие. Было показано, что у животных отрастает заново важнейший орган иммунитета - тимус (см. главу 7). Если гор­мон роста способен восстанавливать тимус и у людей - а при­чин считать, что это не так, нет, - тогда мы будем наслаж­даться в старости той же свободой от болезней, что и в 10-лет­нем возрасте - в высшей точке иммунной функции! Как это подробно описано в главе 8, гормон роста борется с болез­нями двумя путями: снижая факторы риска и обращая вспять течение болезни, если вы все же заболели.

Почему мы так уверены, что лечение гормоном роста уве­личит среднюю продолжительность жизни? Потому что мы знаем, на что способно гормональное замещение. Результаты крупнейшего в истории эксперимента, посвященного продол­жительности жизни, уже поступают. Эстроген-заместительная терапия у женщин пост климактерического возраста наполо­вину снизила частоту инфарктов и инсультов и увеличила срок жизни (см. главу 15). Гормон роста будет действовать еще луч­ше, поскольку его воздействие на организм куда более осно­вательное.

Доктор медицины Тьерри Эртог, бельгийский врач и спе­циалист по эндокринологии, не сомневается в том, что гор­мон роста оказывает глубокое воздействие на старение и дол­голетие человека. „Судя по проведенному Бенгтссоном обсле­дованию 333 пациентов с гипофизарной недостаточностью, -говорит он, - они умирали вдвое чаще нормальных людей (см. главу 2). Взрослый человек в возрасте 50 лет вырабаты­вает столько же гормона роста, как и молодой человек, с де­фицитом ГР. Поэтому 50-летний человек имеет вдвое больше шансов умереть по сравнению с человеком, который лечится гормоном роста. Я нахожу печальным, что люди стареют, имеют низкое качество жизни, хотя могли бы получать гор­мональную терапию. Это медицина будущего".