Роль наследственности в старении и продолжительности жизни человека

Видео: Причины старения и болезней! Роль ПШ (Ph)! Кислотно-щелочное равновесие в жизни человека!

Основные положения

Признаками, изучение наследственной основы которых относится к компетенции геронтологической генетики, являются:

1) продолжительность жизни (ПЖ) (или возраст смерти),
2) функциональные, обменные и морфологические проявления старения и старости,
3) болезни старших возрастов.

Имеющиеся в литературе данные относятся почти исключительно к пунктам 1 и 3. Генетический анализ сопутствующих старению структурных и функциональных сдвигов не имеет прочных традиций.

Основными методами геронтологической генетики человека являются:

а) генеалогический метод,
б) близнецовый метод,
в) метод генетических маркеров.

Генеалогический метод заключается в сопоставлении процессов старения и ПЖ у людей, состоящих в кровном родстве. Так, генетические влияния на продолжительность жизни тем больше, чем больше корреляция между возрастом, до которого доживают кровные родственники.

Следует помнить, что семейные средовые факторы (условия жизни, бытовые привычки, выбор профессии и т. д.) могут симулировать наследственные влияния и приводить к завышенной оценке последних. Близнецовый метод состоит в сопоставлении отдельных показателей старения у монозиготных (однояйцевых) и дизиготных (двуяйцевых) близнецов.

Различия между близнецами из монозиготной пары обусловлены влиянием среды, в то время как на внутрипарные различия у дизиготных близнецов влияют как наследственные, так и средовые факторы. Метод генетических маркеров заключается в изучении частоты отдельных наследственных признаков (маркеров) в группах людей, различающихся по возрасту, наличию или отсутствию какого-либо заболевания и т. д. В качестве генетических маркеров чаще всего используются группы крови.

Генеалогические и близнецовые исследования позволяют оценить влияние на старение и ПЖ всей совокупности генетических факторов. Метод генетических маркеров дает оценку роли одного или нескольких генов. Ни один из методов не может считаться «главным»- каждый из них является дополнительным по отношению к другим.

Наследственность и продолжительность жизни

Можно отметить 2 обстоятельства, затрудняющие оценку наследственных влияний на продолжительность жизни.

А. По современным оценкам, от 50 тыс. до 100 тыс. генов влияют на ПЖ человека.



Простые менделевские закономерности, хотя они и лежат в основе наследования отдельных компонентов жизнеспособности, не могут быть использованы при анализе всей совокупности генетических влияний.

В этой связи приходится прибегать к наиболее сложным методам генетического анализа, предназначенным для изучения количественных признаков. В литературе имеются данные о попытках изучения наследственных влияний не на продолжительность жизни, а на долгожительство (достижение условного, достаточно высокого возраста).

В частности, на материале генеалогий вюртембергской общины (до 10 поколений в отдельных случаях) показано якобы аутосомно-доминантное наследование долгожительства (Buxel, 1942). В свете современных данных такой подход нельзя считать оправданным.

С другой стороны, нет оснований исключать значительную роль одного «большого» гена в отдельных случаях. Так, моногенно наследуемая гипобеталипопротеидемия сопровождается увеличением ПЖ в среднем на 9—12 лет- причина столь значительного увеличения — снижение частоты сердечно-сосудистых заболеваний (Glueck et al., 1976). Прямо противоположное влияние на сердечно-сосудистую патологию и продолжительность жизни оказывают моногенно наследуемые гиперлипопротеидемии.

Однако и гиперлипопротеидемии, и сердечно-сосудистые заболевания у людей старших возрастов могут возникать и при отсутствии моногенного метаболического дефекта, т. е. на полигенной основе. Значительную роль в таких случаях играют неблагоприятные факторы внешней среды.

Б. Факторы внешней среды (условия жизни в широком понимании) модифицируют наследственные влияния на ПЖ, нередко затемняют или симулируют генетические эффекты.



Тем не менее любой организм столь неразрывно связан со средой, что ее действие на продолжительность жизни следует рассматривать не как методическую «помеху», а как один из главных аспектов биологии старения. В этой связи методологически единственно правильной является постановка вопроса о соотносительной роли генетических и негенетических факторов.

Опубликованы обстоятельные обзоры литературы о наследственных влияниях на ПЖ (Cohen, 1964- Henschel, 1973), и мы остановимся на ключевых вопросах. По имеющимся данным, возраст смерти лиц, имеющих и не имеющих долгожителей среди ближайших родственников, различается на (в среднем) 5—20 лет- наиболее реальными являются различия в пределах 7—10 лет.

С увеличением возраста частота пробандов, имеющих долгожителей в родословном древе, повышается, что отражает преимущественное доживание до глубокой старости лиц с благоприятным семейным анамнезом. Анализ материалов, относящихся к жителям Украины, показал, что от возраста 80—89 лет до возраста 105 лет и старше частота семейного долголетия возрастает почти в 1.5 раза (соответственно 52 и 71%) (Войтенко и др., 1977).

Наибольшая средняя продолжительность жизни отмечена у людей, оба родителя которых были долгожителями. Потомки короткожителей характеризуются повышенной смертностью во всех возрастах, не связанной с какой-либо одной преимущественной причиной смерти.

Существенным аспектом генетики долгожительства является сравнительная оценка наследственных влияний по линиям отца и матери. Данные литературы по этому вопросу противоречивы (Jalavisto, 1951). Материалы лаборатории генетики НИИ геронтологии АМН свидетельствуют о том, что у долголетних мужчин чаще встречается долголетний отец, а у долголетних женщин частота долголетних родителей одинакова. Не исключено, что гены, оказывающие влияние на ПЖ, частично различаются у людей разного пола.

Каков суммарный вклад наследственных факторов в индивидуальные различия продолжительности жизни?

При обсуждении этого вопроса следует помнить, что этот вклад не является постоянной величиной, поскольку нельзя считать постоянной степень межиндивидуальных и межпопуляционных средовых различий. Так, частота семейного долголетия у долгожителей Абхазии ниже, чем у долгожителей Украины (Войтенко, 1973).

Поскольку высокая частота долгожительства в Абхазии в значительной мере обусловлена благоприятными климатогеографическими факторами (высокогорье, близость моря), то для достижения долголетия жители этого региона нуждаются в меньшей степени «наследственного обеспечения», чем жители Украины. В этом плане весьма демонстративны результаты- близнецовых исследований, согласно которым наследуемость ПЖ для городских жителей больше, чем для сельских (Hauge et al., 1964).

По данным этих же авторов, относительный вклад наследственности в межиндивидуальную вариабельность продолжительности жизни значительно различается для близнецов, умерших в возрасте 6—29, 30—59 и 60 лет и старше: наибольшая степень генетической детерминации возраста смерти имеет место в той группе, в которой старость и возрастная патология явились ее причиной.

Следует отметить, что отдельные авторы значительно расходятся в оценке относительного вклада наследственных факторов в индивидуальные различия ПЖ. Если одни из них генетический компонент долголетия считают весьма существенным (Abbott et al., 1978), то другие полностью отрицают его существование (Philippe, 1976).

По-видимому, наибольший интерес представляют данные о строгой количественной оценке роли наследственных факторов. Обширный генеалогический материал, включающий более 20 000 наблюдений, позволил Вишаку (Wyshak, 1978) отнести 20—40 % индивидуальных колебаний возраста смерти на счет генетических факторов и, соответственно, 80—60% индивидуальных колебаний — на счет факторов средовых.

Какие именно наследственные особенности определяют предрасположенность к долгожительству или ранней смерти?

Исследования, проведенные по методу генетических маркеров, в какой-то мере приближают нас к ответу на этот вопрос. Так, например, известна неодинаковая предрасположенность людей с различными группами крови по системе АВО к таким инфекционным заболеваниям, как чума, оспа, пневмококковая бронхопневмония, брюшной тиф.

В основе этого лежит большее или меньшее сходство между антигенными детерминантами соответствующего возбудителя и изоантигенами АВО. Не столь очевидны механизмы, связывающие систему АВО с некоторыми неинфекционными заболеваниями (язвенная болезнь и рак желудка, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, шизофрения).

Применительно к большинству из них установлена повышенная заболеваемость индивидуумов с группой крови А по сравнению с лицами с группой крови О, что позволяет говорить о большей жизнеспособности последних в условиях современной цивилизации.

Получены данные о взаимосвязи между продолжительностью жизни и группами крови по системам MN и Р (Sturgeon et al., 1969- Колодченко, 1977). Как известно, многие антигены, определяющие группы крови, расположены на поверхности всех клеток организма. Очевидно, участие в осуществлении мембранных функций и межклеточных взаимодействий является основой их влияния на ПЖ. Так, возрастное снижение активности мембранной аденозинтрифосфатазы (АТФ-азы) эритроцитов имеет различную выраженность у людей с группами крови А и О (Piatt, Norwig, 1979).

Продолжительность жизни индивидуума является функцией исходного уровня жизнеспособности (диапазона адаптации) и скорости ее падения (темпа старения). В том случае, если исходная жизнеспособность зависит от наследственных факторов (а это не вызывает сомнений), зависимость ПЖ от наследственных влияний будет иметь место даже при отсутствии генетической регламентации темпа старения.

Иными словами, наследственные влияния на продолжительность жизни сами по себе не указывают на генетическую детерминацию старения. Изучение последней требует анализа данных, относящихся к морфологическим и функциональным проявлениям старения и старости.