Начало >> Статьи >> Архивы >> Принципы оценки химического воздействия на пожилых людей

Изменения в сердечно-сосудистой системе при старении - Принципы оценки химического воздействия на пожилых людей

Оглавление
Принципы оценки химического воздействия на пожилых людей
Обзор проблемы
Воздействие химических веществ
Стареющая популяция
Теории старения
Изменения структуры и функции генов при старении
Изменения в тканях, органах и системах при старении
Изменения в органах чувств при старении
Изменения в эндокринной системе при старении
Изменения в репродуктивной системе при старении
Изменения в иммунной системе при старении
Изменения в сердечно-сосудистой системе при старении
Изменения в дыхательной системе при старении
Изменения в почках и распределении жидкостей при старении
Изменения в пищеварительной системе при старении
Изменения в костно-мышечной системе при старении
Изменения в коже при старении
Фармакокинетика изменения чувствительности
Фармакодинамика изменения чувствительности
Эндокринная система - фармакодинамика изменения чувствительности
Почки, иммунная система, другие - фармакодинамика изменения чувствительности
Модифицирующие факторы изменения чувствительности
Взаимодействие химических веществ и заболеваемости
Экспериментальные подходы  к изучению эффектов
Химическое воздействие - подходы  к изучению эффектов
Эпидемиологические и клинические подходы
Биомаркеры старения
Выводы и дальнейшие исследования
Литература

Частота сердечно-сосудистых заболеваний, которые являются главной причиной смерти в промышленных странах, увеличивается с возрастом. Такие болезни, как гипертония и атеросклероз, чаще всего встречаются у старых людей. Кроме того, дегенеративные изменения сердечно-сосудистой системы, включая миоциты миокарда и клетки проводящей системы, которые нарастают в процессе старения, приводят к нарушению сердечной функции и аритмии даже у людей без каких-либо клинических признаков гипертонии и болезни коронарных артерий. Недостаточность функции сердечно-сосудистой системы вызывает изменения периферических тканей и органов. Изменения периферических органов, приводящие к развитию гиперлипидемии, гиперхолестеринемии, а также гипо- и гипергликемии могут также воздействовать на сердечно-сосудистую систему в старости.

Сердце

Сердце можно рассматривать как орган, состоящий из двух частей: а) проводящей системы, ответственной за биоэлектрическую активность, определяющую ритм сердца и б) миокард, выполняющий сократительную функцию сердца и компонующий систему трабекул.
Биофизические и биохимические механизмы, которые руководят сердечной мышцей, с возрастом меняются, что приводит к характерным нарушениям функции мышцы (Lakatta, 1987а, b). При старении изменяются многие участки возбудительно-сократительной системы сердечной мышцы. При изометрическом сокращении трансмембранодействующий потенциал (ТАР) возбуждает клетку и сокращение, которое возникает, является более продолжительным. Степень пролонгирования ТАР в старой мышце возрастает (почти удваивается). Амплитуда потенциала действия также больше в старой, чем во взрослой молодой мышце в условиях как повышенного, так и пониженного содержания кальция. Частично эти недостатки старой мышцы могут быть объяснены снижением скорости подачи иона кальция саркоплазматическим ретикулумом. Продолжительность повышенного миоплазматического уровня кальция в старой мышце увеличена.
Sagiv и соавт, (1988) обнаружили, что сократимость левого желудочка у пожилых людей увеличивается в ответ на стимуляцию меньше, чем у более молодых индивидуумов. Хотя процессы старения ассоциируются с нормальной функцией расслабления мышцы, диастолические характеристики изменяются, приводя к уменьшению и замедлению раннего наполнения левого желудочка и усилению предсердного вклада в объём диастолы. Рабочий сердечный выброс поддерживается у здоровых старых людей, но он изменяется при увеличении частоты сердечных сокращений и уменьшении конечного систолического объема, что затрудняет использование механизма Франка-Старлинга для увеличения ударного объема. Эти возрастные различия в ответе сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, возможно, опосредуются через связанное с возрастом снижение чувствительности к бета-адренергической стимуляции.
В мышечной ткани стареющего сердца животных и человека наблюдаются некоторые морфологические изменения (Koobs et al., 1978; Speijers, 1983). К наиболее часто встречающимся изменениям стареющего сердца относится гипертрофия (Lakatta, 1985). Другие изменения выражаются в появлении незначительного очагового некроза и фиброза миокарда, амилоидоза (Finch & Hayflick, 1977) и липофусцина (Hendley et al., 1963; Koobs et al., 1978). С возрастом накапливаются необратимые перекисные повреждения в миокарде (Koobs et al., 1978).

Кровеносные сосуды

В сосудистой системе, особенно в малых и крупных артериях; наблюдаются как физиологические, так и морфологические изменения. Морфологические изменения в артериях, которые можно видеть у стариков, значительно варьируют как по проявлениям, так и по локализации (Goyal, 1982; Hazzard, 1985). С возрастом значительно увеличивается толщина стенки аорты, а количество ядер в клетках средней оболочки артерий снижается как у человека, так и у мышей. Большинство этих изменений у человека относят к атеросклерозу. Они могут прогрессировать и приводить к развитию коронарного атеросклероза и ишемической болезни сердца, но другие факторы также способны вызвать определенные клинические проявления, в частности стенокардию, спазмы артерий и инфаркты миокарда (Specijers, 1989а).
Морфологические изменения вен менее выражены, чем в артериях.
Физиологические изменения, наблюдаемые при старении, часто являются результатом изменений функции сердца и артерий. Такие изменения отражаются на гемодинамических параметрах, в частности на увеличении диастолического и систолического кровяного давления, среднего артериального кровяного давления и резистентности сосудов, а также на снижении реактивности, сокращении и расслаблении (Lakatta, 1986; 1987b; Duckies, 1987; Mazzeo, Horvath, 1987; Zemel, Sowers, 1988; Malley et al., 1988; Cleroux et al., 1988).
Старение сопровождается увеличением частоты случаев гипертонии. Старческая гипертония обычно характеризуется чувствительностью к солям (Saltsensitive nature) с диспропорциональной частотой изолированной систолической гипертензии. Связанное с возрастом увеличение чувствительности к соли объясняется снижением функции почек (Zemel & Sowers, 1988) и нарушением регуляции сосудистого тонуса. Возрастное снижение активности мембранной Na/K
АТФ-азы также может способствовать старческой гипертонии, потому что оно приводит к увеличению внутриклеточной нагрузки натрием, вызывающей снижение Na/Ca обмена и, таким образом, увеличивает концентрацию внутриклеточного кальция и резистентность сосудов.
Общепринято, что атеросклеротические изменения происходят в той или иной степени у каждого человека. Множество факторов определяют степень и скорость развития атеросклеротического процесса (Hazzard, 1985). Частота заболеваний с клинически наблюдаемыми атеросклеротическими проявлениями выше у стариков, чем у более молодых индивидуумов. Атеросклеротические повреждения приводят к нарушению функции сердечно-сосудистой системы.
Атеросклероз определяется как многофакторное заболевание с разнообразными изменениями внутренней оболочки артерий с последующими изменениями средней оболочки. Эти изменения заключаются в очаговом накоплении липидов, пролиферации гладких мышечных клеток и накоплении сложных углеводородов (а именно гликозаминогликанов, протеогликанов), крови и веществ, содержащихся в крови, коллагена и соединений кальция (Campbell & Chamley- Campbell, 1981; Velican, 1981; Spejers, 1989a). В конечном итоге изменения стенки артерий могут привести к следующему: эрозия стенки с последующим уменьшением резистентности к давлению крови, разрыв и геморрагия, прогрессивное утолщение стенки из-за реактивной пролиферации тканей с последующим уменьшением тока крови, свертывание крови в месте повреждения сосудистой стенки с последующей внезапной закупоркой. По-видимому, базис повреждений закладывается в первой декаде жизни (Lee, 1981).
В этиологии повреждения следует принимать во внимание два кофактора местного характера: кровоснабжение артериальной стенки и турбулентность кровяного потока, поскольку повреждение чаще обнаруживается вокруг устья артериальных ветвей или на местах их разветвления (Patel & Vaishnaw, 1980). Гипертония, диабет, аутоиммунность и стресс также являются факторами риска, вносящими свой вклад в развитие атеросклероза.

Характеристика атеросклеротических поражений

Первое проявление формирования повреждения до настоящего времени остается предметом обсуждения. В качестве главных инициаторов этого феномена предложено считать как начальную толщину интимы, зависящую от накопления аморфного материала крови (липиды, белковые и сульфатирование протеогликаны), так и пролиферацию мышечных клеток (причины которой еще не установлены) с последующей дегенерацией и накоплением реактивных макрофагов и соединительной ткани (Benditt, 1977; Ross, 1981). В следующей фазе развития повреждений включается механизм репарации, который приводит к дальнейшему увеличению толщины внутренней оболочки артерий. Вслед за этим происходит увеличение уровня липидов как в клетках, так и в экстрацеллюлярном пространстве. Накопление липидов прогрессирует, приводя к увеличению количества пенистых (липид-содержащих ) клеток, которые дезинтегрируют и образуют кашицеобразную субстанцию, обусловливающую название повреждения — атерома. Накопление такого материала действует как раздражитель, вызывая пролиферативную реакцию (инкапсуляция), которая в свою очередь приводит к развитию бляшки. Далее следует кальцификация, способствующая увеличению ригидности артериальной стенки. Возможен и другой вариант развития атеросклеротического повреждения: в случае, если капсула разрывается, может образоваться изъязвление, ведущее к дефекту ткани артериальной стенки, образованию кровяных сгустков, геморрагии с последующим тромбозом и/или разрывом артериальной стенки.

Теории атеросклероза

Атеросклероз, несомненно, является полиэтиологическим заболеванием, что отражается во множестве предложенных теорий его развития (Baker & Rogul, 1987). Теория аккумуляции липидов базируется на феномене прогрессивного накопления окисленных липидов (главным образом липопротеинов низкой плотности) не только в гладких мышечных клетках, но также в маргинальных моноцитах (Avogaro et al., 1983). Связь между отложением липидов и последующими повреждениями остается неясной (McCaffrey et al., 1988).
Теории моноклональной пролиферации гладких мышечных клеток основаны на признании мутагенеза в этих клетках, вызванного физико-химическими и вирусными воздействиями (Benditt, 1977; McCaffrey et al., 1988), способствующими образованию некоего подобия доброкачественной опухоли. Тромбогенная теория базируется на факте раннего прилипания кровяных пластинок (тромбоцитов) к маленьким повреждениям в эндотелии, что приводит к тромбообразованию и высвобождению тромбоцитами факторов роста, вызывающих пролиферацию гладких мышечных клеток (Ross, 1981; Bang et al., 1982). Другие факторы риска, которые следует принимать во внимание, — это гипертония, курение табака, увеличение массы тела, высокие уровни мочевой кислоты в сыворотке и потребление насыщенных жиров.
В старости ослабляется иммунная система, следовательно, повышается чувствительность к хроническим инфекциям, аутоиммунность и увеличивается концентрация циркулирующих иммунных комплексонов. Новые данные свидетельствуют, что поражение клеток сердца и артерий и последующее воспаление бывают вызваны некоторыми вирусами. Следовательно, вирусы и поврежденные иммунные клетки могут объединяться и играть роль в накоплении липидов в артериальной стенке, возможно, действующих как инициирующие факторы атеросклероза (Butenko, 1985).



 
« Принципы организации биологических систем   Принципы терапии шока и терминальных состояний »