Триметиламиноксид – соединение, в которое превращается аминокислота L-карнитин, поступившая в организм с красным мясом, молочными продуктами и яйцами, под действием сначала микрофлоры кишечника, а затем окисления в печени. Триметиламиноксид блокирует захват макрофагами избыточных количеств холестерина в крови. Уровень триметиламиноксида в плазме крови, как и самого карнитина, является маркером процессов, приводящих к атеросклерозу, инфаркту и инсульту.
Различные физиологические параметры сердечно-сосудистой системы являются биомаркерами старения. Диастолическое артериальное давление[97] обычно постепенно увеличивается до 50 лет, затем выравнивается в течение десяти лет и может оставаться постоянным или даже снижаться в дальнейшей жизни в результате снижения эластичности стенки аорты[98]. По этой же причине в пожилом возрасте повышается скорость распространения пульсовой волны (рис. 4), измеряемой от плеча до лодыжки[99], увеличивается периферическое сосудистое сопротивление[100]. На эхокардиограмме[101] заметна диастолическая дисфункция левого желудочка миокарда[102], связанная с артериальной гипертензией. При старении происходит небольшое снижение частоты сердечных сокращений и значительное уменьшение в покое сердечного выброса (рис. 5), ударного объема[103], сердечного[104] и систолического[105] индексов даже при отсутствии диагностированных сердечно-сосудистых заболеваний. Наконец, в пожилом возрасте ослаблено сужение периферических сосудов кожи в ответ на холодовое воздействие.
Рис. 4. Возрастные нормы скорости распространения пульсовой волны по сосудам эластического и мышечного типов
Рис. 5. Уменьшение минутного объема сердца при старении.
Наблюдаются изменения и в венозной системе. Ухудшается венозный возврат крови в сердце. Из-за изменений гладкомышечной стенки и накопившихся сшивок белка эластина возникают варикозные расширения вен и геморрой. Воспалительные процессы в сосудистой стенке вен приводят к тромбозу и развитию тромбофлебита. В результате падения симпатического тонуса[106] и активности барорецепторов[107], а также приема некоторых лекарств развивается ортостатическая гипотензия, когда при резком изменении положения тела (вставании), при длительном стоянии недостаточен приток крови к головному мозгу вследствие снижения артериального давления. При этом возникает головокружение и темнеет в глазах.
Функции дыхательной системы
Легкие имеют две основные функции. Одна из них – подача кислорода из воздуха в тело, другая – удаление углекислого газа из организма. Вдыхаемый воздух через трахею и бронхи доходит до мельчайших разветвлений воздухоносных путей – бронхиол, которые оканчиваются микроскопическими эластичными воздушными мешочками – альвеолами. Альвеолы оплетены кровеносными капиллярами, благодаря которым обмениваются кислородом и углекислым газом с кровью.
Функциональные возможности легких начинают постепенно ухудшаться, начиная с 25 лет. Максимальный объем воздуха в легких уменьшается с возрастом (рис. 6). Одновременно снижаются жизненная емкость легких, пиковый экспираторный поток и объем форсированного выдоха.
Рис. 6. Максимальная легочная вентиляция (л/мин).
Дыхательная система с возрастом подвергается различным анатомическим, физиологическим и иммунологическим изменениям. Структурные изменения включают в себя деформацию грудной стенки и грудного отдела позвоночника, что ухудшает общее состояние дыхательной системы, ведет к увеличению нагрузки на нее. Сила дыхательных мышц (диафрагмы и межреберных мышц) уменьшается с возрастом, что приводит к ухудшению эффективности кашля, который имеет большое значение для очищения дыхательных путей. Мертвое пространство альвеол[108], напротив, увеличивается, снижая концентрацию артериального кислорода.
В то время как коллаген кожи сменяется в течение жизни 5,3 раза, коллаген хряща – на 80 %, эластичные волокна легких не претерпевают замены. Постепенно мягкая ткань легких теряет опору, что вызывает расширение воздушных пространств альвеол – старческую эмфизему. В результате накопления перекрестных сшивок в эластине эластичность стенки альвеол падает. Поэтому неудивительно, что динамическая податливость (растяжимость) легких, измеряемая при ритмичном дыхании, снижается с возрастом. Одновременно увеличивается сопротивление воздушного потока и уменьшается максимальное давление на вдохе. Рецепторы дыхательных путей претерпевают функциональные изменения с возрастом и менее восприимчивы к лекарствам, используемым для лечения расстройств дыхания. У пожилых людей снижена способность менять степень вентиляции легких в ответ на недостаток кислорода или избыток углекислого газа в крови. Это делает их более уязвимыми к дыхательной недостаточности во время повышенной потребности в активизации дыхательной функции (сердечная недостаточность, пневмония и т.д.) и обусловливает возможные неблагоприятные исходы.
Метаболизм
У людей в возрасте от 40 до 90 лет постепенно снижается уровень основного обмена[109] (рис. 7), который можно оценить по теплопродукции и поглощению кислорода.
Рис. 7. Изменение уровня основного обмена с возрастом. Сплошной – у мужчин; пунктирной – у женщин
В результате как у мужчин, так и у женщин снижается средняя температура тела примерно на 0,1 оС. Минимальная температура тела в течение дня сдвигается на более ранние часы. Амплитуда суточной температуры тела уменьшается.
Исследования, проведенные в промышленно развитых странах, показывают, что в зрелом возрасте существует тенденция к увеличению массы тела и индекса массы тела до 60–80 лет с последующим убыванием. Увеличение массы тела происходит за счет возрастания доли жировой ткани. Снижение массы тела в старости происходит, напротив, в основном из-за потери безжировой массы, в связи с саркопенией[110], остеопорозом и обезвоживанием тканей. В результате замедления метаболизма масса висцеральной жировой ткани увеличивается в течение всей жизни взрослого человека. Доля подкожного жира в пожилом возрасте имеет тенденцию к снижению. Процедуры похудения в возрасте от 70 до 80 лет приводят преимущественно к потере подкожной жировой клетчатки.
Изменяется водно-солевой баланс – систематическая потеря воды в тканях и общего калия в организме отмечается от 20 до 89 лет. Снижение количества функциональных митохондрий угнетает энергетический метаболизм. Нарушается метаболизм глюкозы, свободных жирных кислот, холестерина, что приводит к развитию метаболического синдрома – ожирения, сахарного диабета 2-го типа и гипертонии.
Скелетная мускулатура
При старении организма снижается сила скелетной мускулатуры, что создает трудности в выполнении физической нагрузки и повседневной деятельности (рис. 8).
Это изменение можно легко продемонстрировать, самостоятельно измерив силу кисти специальным прибором – динамометром (рис. 9).
Рис. 8. Абсолютная сила мышц по Кетле (кг). Сплошная линия – обеих рук; пунктирная линия – поясничных мышц
Рис. 9 Время удержания усилия (1/3 от максимального) при сжатии рукой динамометра.
Патологические процессы связаны с атрофией мышц и уменьшением доли сократительной мышечной ткани. При этом не происходит ухудшения способности к активации двигательных единиц мышечного волокна. Площадь поперечного сечения скелетной мышцы уменьшается с возрастом. Это явление называется саркопенией, являющейся результатом небольшого уменьшения размера мышечного волокна и в значительно большей степени количества самих волокон. Последнее происходит, потому что стволовые (сателлитные) клетки мышц утрачивают способность активизироваться при истощении мышцы и регенерировать ее. Сократительная ткань замещается соединительной и жировой.
Изменения кожных покровов
Проблемы кожи наряду с поседением волос являются, по-видимому, наиболее заметными признаками старения. При старении кожа истончается на 6 % за каждое десятилетие. Помимо уменьшения слоя эпидермиса происходит истончение подкожной жировой клетчатки. Это нарушает защитную функцию кожи, способствует переохлаждению в холодную погоду. Кроме того, высвобождаются накопленные в ней жирорастворимые токсины и лекарственные препараты. Наблюдается снижение плотности коллагена и эластина, образуются перекрестные сшивки между белками соединительной ткани и утрата их эластичности. Кожа становится менее упругой и гладкой, бледной, дряблой, прозрачной, появляются морщины, крупные пигментные пятна (на открытых солнцу участках кожи) и сухость. Количество содержащих пигмент клеток (меланоцитов) уменьшается. Оставшиеся меланоциты увеличиваются в размерах. Раны и порезы на коже с возрастом заживают медленнее.
