Роль обмена веществ в механизме старения. Обмен липидов

Наталья 14 Апреля в 0:00 350 0


Роль обмена веществ в механизме старения. Обмен липидов

Обмен липидов

В настоящее время накопились убедительные данные, свидетельствующие о закономерных изменениях, наступающих с возрастом в различных звеньях обмена липидов.

Они проявляются прежде всего в повышении при старении содержания жира в организме человека и различных животных.

С возрастом увеличиваются размеры жировых депо, развивается липоидоз внутренних органов.

В крови и тканях повышается в среднем общее содержание липидов, изменяется концентрация и соотношение их фракций (Климов, 1981).

Холестерин является важнейшей составной частью клеточных мембран и исходным материалом для синтеза желчных кислот и стероидных гормонов. В то же время он является составной частью атеросклеротически измененной стенки сосудов и участвует в образовании желчных камней. До настоящего времени нет единого мнения о темпе и характере возрастных изменений в содержании холестерина.

Так, имеются данные об отсутствии достоверных изменений с возрастом в содержании холестерина в организме животных (Горев и др., 1972) и даже об уменьшении его количества в старости (Максимов, Шаркевич, 1964). Вместе с тем подавляющее большинство исследователей установили нарастание содержания холестерина в сыворотке крови людей и животных (Наследова, Рафальский, 1963; Carlson et al., 1968; Богацкая и др., 1969, 1978а, 19786; Богацкая, Новикова, 1979; Lindgren et al., 1975; Klarfajn et al., 1978; Goldbourt, Medalie, 1979).

Однако изменение в уровне холестеринемии не имеют строгой линейной зависимости от возраста, и темп нарастания холестерина с возрастом замедляется. При рождении содержание холестерина очень низкое — 0.5—0.8 г/л, или 1.3—2.1 ммоль/л, (Glueck et al., 1971). Но уже через неделю уровень холестерина повышается до 1.5—1.6 г/л (3.9—4.2 ммоль/л) и к концу первого года жизни достигает в среднем 2 г/л (5.2 ммоль/л).

Этот уровень сохраняется до 20—30 лет. Затем содержание холестерина постепенно повышается и достигает наивысших значений у мужчин в 50—59 лет, у женщин — в 60—69 лет. У мужчин после 60 лет содержание холестерина, как и других липидов (рис. 23), несколько снижается, а у женщин после 70 лет остается без изменений или даже проявляет тенденцию к дальнейшему повышению.

Возрастные и половые особенности содержания липидов в сыворотке крови
Рис. 23. Возрастные и половые особенности содержания липидов в сыворотке крови.
По оси ординат — концентрация общих липидов, г/л (А), холестерина, ммоль/л (Б), триглицеридов, ммоль/л (В), суммы ЛПОНП и ЛПНП, г/л (Г) в сыворотке крови у мужчин (1) и женщин (2); по оси абсцисс — возраст, годы.


Это может быть связано с более ранним вымиранием тех мужчин, у которых значительная гиперхолестеринемия и другие сдвиги в обмене липидов наблюдались в более молодом возрасте, что и послужило причиной их заболевания и ранней смерти. С этим совпадают многочисленные данные клинических наблюдений.

Установлены половые различия в возрастных изменениях уровня холестеринемии у разных видов животных: кроликов (Fillios, Mann, 1956), птиц (Weiss, 1957), крыс (Reaven, 1978). Существенное значение, по-видимому, имеют сдвиги уровня неирогуморальнои регуляции и, в частности, изменения, происходящие с возрастом в содержании и соотношении половых гормонов (Герасимова и др., 1978).

Повышение содержания холестерина с возрастом происходит как за счет свободного, так, в особенности, эстерифицированного холестерина в крови людей (Богацкая и др., 1969) и в печени крыс (Финагин и др., 1973). Увеличение при старении содержания холестерина обнаруживается также в различных органах и тканях человека и животных: в межреберных и межпозвоночных хрящах, стенке аорты, головном мозге, печени, мышце сердца, почках, селезенке, поперечно-полосатых мышцах и др.

Какой-либо зависимости между уровнем холестерина в сыворотке крови и содержанием его в органах и тканях не обнаружено. Повышение содержания холестерина с возрастом связано со сдвигами, происходящими в многозвеньевой системе его метаболизма, и прежде всего с нарушением между его синтезом и распадом, всасыванием и экскрецией.

В стареющем организме создаются условия, способствующие синтезу холестерина. С возрастом повышается активность Г-6-ФДГ и накапливается НАДФ-Н, нарушаются окислительные процессы, способствующие нарастанию количества недоокисленных продуктов метаболизма. Вместе с тем имеются данные, в соответствии с которыми в процессе старения снижается не только распад, но и синтез липидов (Пашкова, Попова, 1970; Hruza, 1971; Финагин и др., 1973; Чаяло, 1978).

Фосфолипиды, являясь основными компонентами различных видов мембран, обеспечивают их избирательную проницаемость и участвуют в активном транспорте ионов, окислительных процессах и др. В процессе старения обнаруживается уменьшение концентрации фосфолипидов в различных тканях, что объясняют снижением скорости их синтеза и самообновления в старости (Brunetti et al., 1977).

Имеются также данные, свидетельствующие о постоянстве фосфолипидного состава клеточных мембран, субклеточных фракций некоторых тканей, в том числе митохондрий печени крыс. В то же время Парина и Новикова (1966) обнаружили некоторое повышение содержания фосфолипидов в митохондриях двухлетних крыс.

Высокое содержание суммарных фосфолипидов, а также цереброзидов, ганглиозидов и др. в мозге в постнатальном периоде связывают с усиленным синтезом липидов в связи с миелинизацией нервной ткани. С возрастом происходят и качественные изменения состава фосфолипидов. Наиболее противоречивые данные о возрастных изменениях содержания фосфолипидов относятся к сыворотке крови.

Фраймович и сотр. (Froimovich et al., 1964), Богацкая и сотр. (1969) отмечают некоторое повышение с возрастом содержания липидов в сыворотке крови (у мужчин до 2.164 + 0.039 г/л, у женщин до 2.367 ± 0.49 г/л). В то же время Шеттлер (Schettler, 1961), Кипшидзе и сотр. (1963) не наблюдали повышения фосфолипидов в крови людей, Горев и сотр. (1972) — у крыс и петухов, а у кроликов обнаружено даже снижение с возрастом уровня фосфолипидов.

Исходя из способности фосфолипидов стабилизировать раствор холестерина в крови, большое значение придают отношению фосфолипиды/холестерин. Неравномерные изменения в содержании холестерина и фосфолипидов с возрастом приводят к изменению их соотношения и свидетельствуют о снижении в процессе старения надежности систем, регулирующих постоянный уровень холестерина в крови.

Триглицериды накапливаются главным образом в жировой ткани и являются основными энергетическими резервами организма. У новорожденных содержание триглицеридов в сыворотке очень незначительное и составляет 0.2—0.4 г/л, или 0.22—0.44 ммоль/л (Wille, Phillips, 1971).

Половые различия в этот возрастной период не обнаруживаются. К 20—30 годам уровень триглицеридов достигает 0.7—1.2г/л (0.77—1.32ммоль/л), а к 50—59 годам — 1.0—1.4 г/л (1.1—1.54 ммоль/л), причем к 60 годам в сыворотке крови мужчин концентрация триглицеридов на 0.2—0.5 г/л (0.22—0,55 ммоль/л) выше, чем у женщин (Carlson et al., 1968; Wood, Yunis, 1972).

В седьмой декаде жизни половые различия начинают исчезать, причем за счет снижения содержания триглицеридов у мужчин. Увеличение концентраций триглицеридов выше 1.5 г/л (1.65 ммоль/л) — гипертриглицеридемия, как и гиперхолестеринемия, относится к факторам риска, способствующим нарастанию частоты сердечно-сосудистых заболеваний.

Увеличение содержания триглицеридов с возрастом может быть обусловлено замедлением липолитических процессов, связанных с падением активности липолитических ферментов, ухудшением транспорта липидов из крови в ткани. Снижение при старении синтеза триглицеридов как de novo, так и из преформированных жирных кислот однозначно доказано в опытах с изучением скорости липогенеза по включению 14С-1-ацетата. Существенную роль в нарастании количества триглицеридов играет снижение при старении активности липопротеидлипазы (Рихтер, Богацкая, 1978).

Жирные кислоты, несмотря на малую концентрацию в крови (100—230 мг/л) благодаря своей высокой обновляемости, — один из основных источников энергии для интенсивно работающих тканей (сердечная и скелетная мышцы, печень).



Кроме того, они участвуют в образовании триглицеридов, фосфолипидов, гликолипидов, эфиров холестерина и других важных классов соединений. До настоящего времени еще нет единого мнения о направленности изменений, наступающих с возрастом в содержании жирных кислот. По данным Бёле (Вohlе, 1966), количество жирных кислот при старении не изменяется.

В то же время Дильман (1968), Богацкая и сотр. (1969) отмечают увеличение уровня жирных кислот в крови людей при старении. Это может быть связано со снижением в старости в большинстве тканей интенсивности окисления жирных кислот (Пашкова, 1965) при одинаковой скорости их синтеза. С возрастом происходят не только количественные, но и качественные сдвиги в составе жирных кислот.

В целом мозге крыс и человека при старении уменьшается содержание полиненасыщенных жирных кислот. В жировых депо молодых крыс обнаруживается более высокое содержание жирных кислот с короткой углеродной цепью, чем у старых животных. В старости увеличивается концентрация ненасыщенных жирных кислот.

Это может способствовать снижению проницаемости мембран клеток, так как с удлинением углеродных цепей остатков жирных кислот слой липидов становится более непроницаемым. Кроме того, из непредельных жирных кислот легко образуются перекиси липидов, являющиеся инициаторами свободнорадикальных реакций, оказывающих влияние на генетический аппарат клетки и тем самым на темп старения.

Липопротеидлипаза (ЛПЛ) — ключевой фермент, катализирующий расщепление большей части жиров крови, транспортируемых липопротеидами. В регуляции содержания триглицеридного и липопротеидного спектра сыворотки крови наибольшее значение имеет ЛПЛ, локализованная в клеточной мембране жировых клеток.

Имеется прямая связь между активностью липопротеидлипаза жировой ткани и уровнем холестерина липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) в крови. Установлено значительное снижение активности ЛПЛ в процессе старения (Nestel et al., 1969; Brodons, Campbell, 1972). По данным Богацкой и сотр. (1969), активность липопротеидлипаза падает с 5.82+0.46 ммоль/(ч-л) у людей 20—29 лет до 3.60 + 0.16 ммоль/(ч-л) у людей 60—74 лет.

Возрастное снижение активности фермента особенно четко проявляется в условиях жировой нагрузки, которая значительно повышает активность фермента у молодых людей и не изменяет ее у старых (Рихтер, Богацкая, 1978). Это позволяет предположить, что падение активности ЛПЛ в старости может быть одной из причин снижения толерантности к жиру у старых людей.

При старении изменяется и липолитическая активность тканей. У старых крыс достоверно падает липолитическая активность стенки аорты, селезенки, легких, клапанов сердца, миокарда, жировой эпидидимальной ткани (Лейтес, 1967). Вместе с тем в процессе старения не изменяется активность липазы печени и диафрагмы (Ghlouverakis, 1965). Изменения интенсивности липолиза, в частности в адипоцитах, могут быть связаны с изменениями в аденилатциклазной системе, через которую реализуется действие гормонов, активирующих распад глицеридов: адреналина, глюкагона, АКТГ.

Липопротеиды представляют собой растворимые комплексы, образованные липидами сыворотки и специфическими белками — апопротеинами. Основная их функция сводится к транспорту липидов. В соответствии с электрофоретической подвижностью и плотностью все плазменные липопротеиды делят на 4 класса: хиломикроны (ХМ), липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП), или пре-в-липопротеиды, липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), или в-липопротеиды и липопротеиды высокой плотности (ЛПВП), или а-липопротеиды.

Различия в свойствах и функции липопротеидов обусловлены их размером, химическим составом, соотношением входящих в них липидов и белков. Согласно современным представлениям, ЛПОНП и ЛПНП осуществляют транспорт холестерина и триглицеридов, в основном из печени в периферические ткани, в частности в стенку сосудов, а ЛПВП — перенос холестерина из тканей в печень.

Повышение уровня того или другого класса липопротеидов, которое сопровождается увеличением содержания холестерина, триглицеридов или обоих вместе, называют гиперлипопротеидемией (ГЛП). Все случаи ГЛП объединяются в 5 типов (Fredrickson, 1967). Эпидемиологическое обследование распространения ГЛП выявило их важное значение в качестве факторов риска и патогенетических звеньев ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы.

При старении увеличивается содержание атерогенных липопротеидов — липопротеиды очень низкой плотности и липопротеиды низкой плотности (Богацкая, Новикова, 1979), причем, если в 45—59 лет их суммарное содержание растет в основном за счет ЛПНП, переносящих ХМ, то в 60 лет и более — за счет ЛПОНП, основной транспортной формы триглицеридов. Этому соответствует увеличение у обследуемых лиц соотношения между содержанием триглицеридов и холестерина. Эти изменения характеризуются четкими половыми различиями (табл. 20) (Lindgren et al., 1975).

Таблица 20. Содержание различных классов липопротеидов (мг/л) в сыворотке крови мужчин и женщин разного возраста (Lingren et al., 1975; с изменениями)
Содержание различных классов липопротеидов (мг/л) в сыворотке крови мужчин и женщин разного возраста

У женщин во все возрастные периоды содержание ЛПВП, относящихся, согласно современным представлениям, к антиатерогенным липопротеидам, или антириск-факторам, выше, чем у мужчин. В результате нарастания атерогенных фракций ЛП с возрастом повышается отношение (ЛПОНП+ЛПНП)/ ЛПВП.

Увеличение концентрации липопротеидов очень низкой плотности может быть результатом их усиленного образования, пониженного выведения из организма, наконец, нарушения их трансформации в липопротеиды низкой плотности. В настоящее время еще трудно заключить, какой их этих процессов имеет решающее значение.

В старости, по-видимому, происходит понижение интенсивности обмена ЛПОНП и ЛПНП в крови и тканях. Этому способствует снижение при старении активности липопротеидлипаза, катализирующей первый этап катаболизма липопротеидов очень низкой плотности — их превращения в липопротеиды низкой плотности и липопротеидов высокой плотности.

Увеличение содержания холестерина в ЛПОНП и в несколько меньшей степени в ЛПНП может свидетельствовать о создании в старости условий, способствующих повышенному поступлению холестерина в ткани в составе этих липопротеидов. В то же время пониженное содержание ЛПВП и количества в них холестерина свидетельствует о замедлении процесса выведения холестерина из тканей.

Складывающиеся соотношения выражаются в повышении ряда коэффициентов, величина которых, по современным представлениям, определяет наличие и степень выраженности факторов риска к заболеванию атеросклерозом. В связи с гиперхолистеринемией, гипертриглицеридемией и со сдвигами в спектре липопротеидов при фенотипировании ГЛП обнаруживается изменение при старении частоты распределения различных типов ГЛП (Klemens, 1972; Klemens, Lowis, 1972).

Наиболее часто у пожилых и старых людей обнаруживается IV тип ГЛП (Богацкая, Новикова, 1979). Возрастные сдвиги в обмене липопротеидов, в котором интегрируются изменения, происходящие в других звеньях липидного обмена, несомненно создают фон для нарастания с возрастом частоты заболеваний атеросклерозом, ишемической болезнью сердца и другими заболеваниями сердечнососудистой системы (инфаркт и др.).

Различия в глубине и направленности возрастных изменений, свойственные разным видам или генетическим линиям одного и того же вида, вытекающие из данных, приведенных в настоящей главе, указывают на существование специфических черт метаболизма в разном возрасте, обусловленных биологическими особенностями вида или линии.

Н.И. Аринчин, И.А. Аршавский, Г.Д. Бердышев, Н.С. Верхратский, В.М. Дильман, А.И. Зотин, Н.Б. Маньковский, В.Н. Никитин, Б.В. Пугач, В.В. Фролькис, Д.Ф. Чеботарев, Н.М. Эмануэль
Похожие статьи
показать еще
Prev Next