Streszczenie
Mechanizmy zmian w starzejącym się organizmie Starzenie się to proces dynamiczny, którego początek trudno określić. O tym, jak niepełna jest nasza wiedza na temat tego, kiedy i dlaczego organizm zaczyna się starzeć, świadczy liczba stawianych hipotez dotyczących przyczyn tego procesu. Podstawowe koncepcje opierają się na przyczynach podstawowych (genetyczno-rozwojowych) i teoriach losowych odnoszących się do wtórnych procesów starzenia. Do najbardziej znanych koncepcji należy hipoteza zaprogramowanego starzenia się, której podstawą jest odkrycie Hayflicka mówiące o skończonej liczbie podziałów komórek, zależnej od skracania się telomerów będących częścią DNA, oraz teoria mutacji somatycznej stwierdzającej błędy w replikacji, które zwiększają się pod wpływem licznych szkodliwych czynników środowiskowych. W procesie starzenia się organizmu w wyniku normalnej działalności komórek powstają toksyczne produkty. Na ich rolę zwraca uwagę uzupełniająca koncepcja wolnych rodników i teoria gromadzenia się odpadków. Wolne rodniki powstają w wyniku prawidłowych procesów metabolicznych, ale również pod wpływem czynników zewnętrznych, takich jak: promieniowanie jonizujące, nadfioletowe, środki przeciwpasożytnicze (np. fosfoorganiczne, zawierające arsen, siarkę lub chlor), ozon i chemiczne czynniki toksyczne. Inicjują one procesy destrukcyjne, zaburzając równowagę enzymatycznych mechanizmów ochronnych, takich jak dysmutaza nadtlenkowa (SOD – superoxide dismutase), katalazy i peroksydazy. We wczesnych okresach życia organizmu przetrwanie i wzmacnianie mechanizmów reparacyjnych wymaga dużych ilości energii, która nie jest dostępna w okresie starzenia się z powodu zaburzenia równowagi sprawności energetycznej organizmu, spowodowanej m.in. narastaniem uszkodzeń i osłabieniem działania antyoksydacyjnego. Średnio nasilony stres odgrywa rolę pozytywną, intensyfikując możliwości reparacyjne organizmu (hormeza), dopóki nie zaczyna skutkować nieodwracalnymi zmianami. Hormeza w czasie starzenia się charakteryzuje się pozytywną odpowiedzią na stres (oksydacyjny,metaboliczny) poprzez fizjologiczną adaptację, czego skutkiem jest m.in. wydłużenie życia. Przewlekły, powtarzający się lub nasilony stres powoduje niekorzystne reakcje: zwiększa stężenie wolnych rodników, uruchamia kaskadę cytokin prozapalnych, a w efekcie potęguje wpływ cytotoksyczny, zwiększa uszkodzenia wewnątrzkomórkowe i obniża ogólną aktywność biochemiczną, prowadząc do martwicy komórek. Wpływ starzenia się na stan somatyczny Proces starzenia się wpływa na wszystkie narządy i układy organizmu. Utrata sprawności i wydolności jest charakterystyczna dla normalnego procesu starzenia się, a jej stopień zależy od wcześniejszego sposobu życia oraz kumulacji obciążeń i powstałych deficytów (np. chorób somatycznych, urazów, nałogów itp.). Zmiany zachodzące w tym procesie cechuje bardzo duża indywidualna zmienność. Starzenie się nie jest tylko prostą sumą narastających fizjologicznie zmian i obniżenia rezerwy organizmu. Z powodu zaburzonych funkcji przystosowawczych stanowi nową jakość, dla której organizmmusi stworzyć nowy rodzaj homeostazy. Drugą charakterystyczną cechą starości jest osłabienie układów obronnych. Przejawem zaburzeń odporności są częstsze infekcje, procesy nowotworowe i zaostrzenie dotychczasowych chorób (np. niewydolności serca lub układu oddechowego). Organizm funkcjonuje w warunkach kruchej równowagi, która może być zaburzona nawet przez niewielkie zmiany: odwodnienie, stan zapalny, upadek lub stosowanie leku w nieprawidłowej dawce. Zmiany w układach kostno-stawowym i mięśniowym Wskutek rozplemu tkanki łącznej skóra i mięśnie stają się mniej elastyczne. Zanik gruczołów potowych i łojowych powoduje nad- mierne złuszczanie się komórek naskórka, a w efekcie jego zanik. Włókna sprężyste skóry ulegają hialinizacji (szkliwieniu) z następowym rozpadem. Zanik mięśni szkieletowych rozpoczyna się już około 40. r.ż., a po 60. r.ż. się nasila. Mięśnie stają się odwodnione i następuje w nich wyraźna redukcja stężenia potasu i wapnia. U osób po 70. r.ż. masa mięśni jest zmniejszona nawet o 40%. Równolegle zmniejsza się masa kości – od 15% u mężczyzn do 40% u kobiet. Zanikowi mięśni i masy kostnej towarzyszą zmiany w obrębie stawów. Tkanka chrzęstna ulega atrofii, a zwężenie przestrzeni stawowej powoduje nadmierne tarcie pobudzające wytwarzanie chondrofitów i osteofitów. Zanik włókien elastycznych i rozwój tkanki łącznej ograniczają możliwość sprawnego ruchu, więzadła zaś ulegają zwyrodnieniu. Skutkiem tego jest mniejsza odporność na urazy stawów i zwiększona kruchość i łamliwość kości. Zmiany w układzie pokarmowym Wydolność układu pokarmowego w przyjmowaniu pożywienia jest mniejsza. Następuje zanik zwojów nerwowych zaopatrujących mięśnie gładkie przełyku, żołądka i jelit, co powoduje zaburzenia motoryki. W miejsce komórek mięśni gładkich rozrasta się tkanka łączna. Wskutek utraty sprężystości przełyk wydłuża się i rozszerza. Nabłonek błony śluzowej i jelit spłaszcza się, przez co zwiększa się możliwość wystąpienia metaplazji. U ponad 50% osób >60. r.ż. występuje angiodysplazja, z powodu której powstają naczyniaki lub przetoki tętniczo-żylne. Zwalnia się także czynność perystaltyczna jelit. Zmiany w układzie oddechowym Czynnościowa niewydolność oddechowa jest efektem licznych zmian zachodzących w układzie oddechowym. Klatka piersiowa zmienia ustawienie i ruchomość, co pogarsza utlenowanie krwi. Zmiany dotyczą głównie tętniczek przedwłosowatych i włośniczek. Jednocześnie zanik nabłonka rzęskowego oskrzeli osłabia wrażliwość śluzówki i odruch kaszlowy. Charakterystycznym objawem starości jest zanik miąższu płucnego i rozrost tkanki łącznej prowadzące do rozwoju ognisk zarówno rozedmy, jak i niedodmy. Zmiany w układzie krążenia W układzie krążenia zmniejsza się elastyczność tętnic, a wzrasta opór na obwodzie. Postępujący ubytek włókien elastycznych doprowadza do usztywnienia tętnic. Zwiększa to pracę serca, a konieczność przepompowania krwi przez stwardniałe i zwężone tętnice skutkuje przerostem włókien. Zmiany w naczyniach wieńcowych powodują, że odżywienie serca jest upośledzone, co prowadzi do zwłóknienia mięśnia. Z wiekiem wzrasta też ilość tłuszczu podosierdziowego, sztywnieją zastawki, a wsierdzie grubieje. To sprawia, że u 75-letniego człowieka wyrzut krwi stanowi 70% średniego wyrzutu krwi osoby 30-letniej. Zmiany w układzie moczowym Z powodu zaniku elementów miąższowych, zwłaszcza w korze, układ moczowy działa wolniej, a nerki mniej efektywnie wydalają toksyny. Kłębuszki nerkowe ulegają zwłóknieniu lub zwyrodnieniu szklistemu, zaś cewki poszerzają się. Często można stwierdzić stwardnienie drobnych tętniczek. W miarę starzenia się zdolność filtracji kłębuszkowej zmniejsza się nawet o 50%, przepływ krwi przez nerki o 53%, a wydolność miedniczek o 43,5%. Zaobserwowano także spadek klirensu kreatyniny, który jest jednym z czulszych wskaźników wydolności nerek. Siła skurczu mięśni pęcherza moczowego słabnie, co powoduje zaleganie moczu i zwiększa ryzyko infekcji. U około 70% mężczyzn po 80. r.ż. występuje przerost gruczołu krokowego, ale na dolegliwości kliniczne skarży się tylko około 20%. Oczywiście zmiany związane ze starzeniem się organizmu dotyczą wszystkich układów i narządów. Zmniejsza się masa wątroby, nerek, śledziony, trzustki, tarczycy, czemu towarzyszą zmiany ich wydolności. Niemniej nawet wyraźna dysfunkcja pojedynczych narządów lub układów nie pogarsza sprawności fizycznej i psychicznej, a dopiero suma dolegliwości daje poczucie dyskomfortu, niskiej samooceny i bycia starym. Zmiany anatomiczne, strukturalne i neurochemiczne w starzejącym się mózgu Mózg waży najwięcej u osób w wieku około 20 lat (średnio 1375 gramów), po czym stopniowo zmniejsza się do 90. r.ż. o około 10%. Opony miękkie ulegają ścieńczeniu, stają się nieprzejrzyste i coraz bardziej przylegające. Ponieważ zakręty mózgu się zwężają, a rowki poszerzają, zwiększają się przestrzenie płynowe pomiędzy oponami i powierzchnią kory. W badaniach z zastosowaniem technik obrazowych wykazano, że przestrzenie płynowe powiększają się 2-5-krotnie, zwłaszcza po 50. r.ż. W badaniach objętościowych stwierdzono zaś 2-4-krotne zwiększenie szerokości rowków po 60. r.ż. Za pomocą pomiarów miąższu mózgu wykazano zmniejszenie objętości istoty szarej o 15-25% i brak zmian objętości istoty białej. Zaniki zakrętów najbardziej widoczne są w okolicach czołowych i skroniowych. Wraz z wiekiem zmienia się także wielkość komór. Komory boczne i komora trzecia mogą się powiększyć aż 3-krotnie, chociaż można to zaobserwować dopiero po 60. r.ż. W badaniu rezonansu magnetycznego stwierdza się podkorowo w istocie białej i jądrach istoty szarej przejaśnienia (leukoarajoza) korelujące z wiekiemi obecnością naczyniowych czynników ryzyka. Podsumowując, zmiany związane z wiekiem widać w różnych okolicach mózgu. Obserwuje się zmniejszenie objętości jego półkul, ciała modzelowatego, płatów czołowych, skroniowych i zespołu jądro migdałowate-hipokamp. Redukcja liczby komórek piramidowych hipokampu wynosi 4-10% co 10 lat. Atrofia kory i poszerzenie komór mogą nie mieć znaczenia klinicznego. Dla zmian zachodzących w mózgu istotne są natomiast inne zmienne, np.: płeć, wykształcenie, obecność naczyniowych czynników ryzyka i innych czynników traumatycznych występujących w ciągu życia.