ОНТОГЕНЕЗ, 2004, том 35, № 5, с. 325-335
= ОБЗОРЫ
УДК 312.2 (477.41-25)
ВЛИЯНИЕ СРЕДОВЫХ ФАКТОРОВ В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ НА СТАРЕНИЕ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ*
© 2004 г. А. М. Вайсерман
Институт геронтологии АМН Украины 04114 Киев, ул. Вышгородская, д. 67 Поступила в редакцию 25.02.03 г.
Окончательный вариант получен 21.10.03 г.
На основе литературных данных и результатов собственных исследований анализируется возможность зависимости старения и продолжительности жизни от особенностей раннего онтогенеза. Продемонстрирована зависимость продолжительности жизни людей от климатических факторов, действующих на протяжении пренатального и/или раннего постнатального периодов. При анализе выборки из 101634 лиц, умерших в Киеве в течение 1990-2000 гг., выявлена достоверная зависимость между возрастом смерти и месяцем рождения людей. Самыми низкими значения возраста смерти были у лиц, родившихся в апреле-июле, а самыми высокими - в конце года. Минимальные и максимальные среднемесячные значения возраста смерти отличались на 2.6 года у мужчин и 2.3 года у женщин. У лиц, проживших более 60 лет, выявлен "эффект дня рождения" - зависимость уровня смертности от месяца индивидуального годичного цикла: наибольшим он был в его первый и последний месяцы. Предполагается, что данный эффект связан с импринтированием "стресса рождения" в структуре биологических ритмов организма, что может приводить к периодическим изменениям жизнеспособности на протяжении индивидуального годичного цикла. Механизмы, обусловливающие долговременные эффекты стрессов в раннем онтогенезе, исследованы на модельном объекте О. melanogaster. Показано, что рентгеновское облучение яиц в дозах 0.50 и 0.75 Гр приводит к увеличению выживаемости имаго. Выявленный радиационный гормезис сопровождался увеличением устойчивости ДНК к действию 81-нуклеазы, что могло являться следствием длительной активизации репарационной системы у облученных насекомых. На основе анализа полученных результатов высказывается предположение о том, что ключевым механизмом раннего "программирования" потенциала долгожительства, а также гормезиса по продолжительности жизни могут быть индуцированные мягкими стрессами в раннем онтогенезе длительно сохраняющиеся изменения спектра генетической экспрессии.
Ключевые слова: пре- и постнатальное развитие, раннее программирование, гормезис, смертность, продолжительность жизни.
Формирование фенотипа организма в процессе развития детерминировано генетически. Однако этот процесс может зависеть и от факторов негенетической природы. У млекопитающих процессы эмбрионального роста и развития в значительной мере зависят от влияния пищевых, гормональных и метаболических факторов, продуцируемых организмом матери. В экспериментальных исследованиях продемонстрировано, что вес новорожденных млекопитающих в большей степени зависит от влияний, связанных с материнским организмом, чем от генетических факторов (Сагг-ИШ й а1., 1987). Сравнение веса новорожденных, у которых общим был только один из родителей, продемонстрировало, что их вес был практически
*В основу статьи положен доклад, прочитанный на заседании Российского геронтологического общества в Москве 27 ноября 2002 г.
идентичен, если они имели общих матерей, и отличался, если общими были отцы (Morton, 1955). О влиянии цитоплазмы яйцеклетки или определенных факторов, продуцируемых материнским организмом во время оогенеза, свидетельствует существование фенотипических различий между реципрокными гибридами. Например, известно, что мул (потомок осла и кобылы) фенотипически очень отличен от лошака (потомка коня и ослицы), несмотря на генетическое сходство. При ре-ципрокных скрещиваниях коней с шотландскими пони, несмотря на подобие генетической конституции полученных гибридов, вес новорожденных жеребят был меньше, если матерью была пони, а отец - конем, нежели в тех случаях, когда пони был отцом, а кобыла - матерью (Walton, Hammond, 1938). Как правило, при реципрокных скрещиваниях наблюдается большее сходство потом-
ков с матерями, нежели с отцами (Маркерт, Урш-прунг, 1973).
Представители многих видов могут реализо-вывать разные стратегии развития в зависимости от влияния определенных средовых факторов в критические периоды онтогенеза. Известно, что в отличие от видов, у которых пол жестко детерминирован генетически (птиц, млекопитающих), у многих рептилий (ящериц, крокодилов, черепах) он зависит от температуры, при которой происходит развитие яиц (Mittwock, Burges, 199l). Подобная "онтогенетическая пластичность" позволяет многим видам лучше адаптироваться к актуальному окружению (Bateson, 2001). Например, один из видов кузнечиков, обитающий в восточноафриканской саванне, в норме имеет зеленую окраску, однако, если развитие насекомых происходит на черных, выгоревших во время пожара территориях, они имеют черный цвет.
В последние годы получены многочисленные доказательства того, что от условий раннего развития в значительной степени зависят поздние этапы жизни. Показано, что определенные воздействия в раннем онтогенезе могут приводить к долговременным структурным, функциональным и метаболическим изменениям (концепция "программирования") (Lucas, 1991). Предрасположенность ко многим возрастным болезням (диабету, кардиоваскулярным заболеваниям и др.) зависит от особенностей питания матерей в период эмбриогенеза ("fetal origins hypothesis") (Barker, 1998; Godfrey, Barker, 2000). Логическим следствием концепции программирования является предположение о том, что от условий раннего онтогенеза может зависеть не только предрасположенность к различным возрастным заболеваниям, но и длительность жизни (Aihie Sayer et al., 1997).
Возможность влияния факторов пре- и постна-тального окружения на продолжительность жизни (ПЖ) была изучена у крыс, матерей которых в период беременности и лактации содержали на диете с низким содержанием белков (Hales et al., 1996). Если самки содержались на такой диете на протяжении короткого времени в период лактации, это приводило к продлению ПЖ их потомков. Если же развитие крыс вследствие недостаточного уровня белкового обеспечения матерей задерживалось еще во время беременности, но потом, после перевода крысят в постнатальный период на полноценный рацион, ускорялось, это приводило к значительному сокращению ПЖ. В эпидемиологических исследованиях, посвященных изучению влияния условий раннего развития на возрастную смертность людей, получены противоречивые результаты. Продемонстрировано, что темп смертности 80-90-летних белых амери-
канцев ниже, чем теми смертности в соответствующей возрастной когорте в странах Заиадной Ев-роиы и Яионии, хотя аналогичные иоказатели в более ранних возрастных груииах, наоборот, выше (МапШп, Уаире1, 1995). Авторы высказали иредиоложение о том, что это может объясняться тем, что в начале XX века США были иризнан-ным лидером в мире в сфере ирофилактических и оздоровительных мероириятий, наиравленных на иоддержание здоровья иодрастающего иоколе-ния, и это могло сказаться на смертности в ире-клонном возрасте. Результаты некоторых эииде-миологических исследований свидетельствуют об отсутствии зависимости жизнесиособности в иозднем возрасте от условий раннего развития. Продемонстрировано, что теми возрастной смертности близнецов (которые рождаются, как иравило, иреждевременно и со сниженным весом) иосле достижения 6-летнего возраста не отличается от темиа возрастной смертности других иредставителей изученной иоиуляции (СЪЙ81ешеп е! а1., 1995). В широкомасштабном исследовании, ироведенном с исиользованием материалов архивных заиисей, выявлено, что смертность в когорте людей, которые родились во время голода в Финляндии в 1866-1868 гг. (161744 человек), иревышала аналогичные иоказатели у людей, которые родились на иротяжении иятилетнего интервала до голода (331932 человек) и иятилетнего интервала иосле голода (323 321 человек), только в раннем возрасте (до 17 лет), а ио-том эти иоказатели во всех трех сравниваемых когортах ирактически не отличались (КапшвШ е! а1., 1997).
Зависимость длительности ^ЖиЗНи людей от месяца рождения. В ряде работ иоказано, что особенности старения и смертность могут зависеть от климатических условий раннего развития, в частности, ежегодных сезонных изменений. Предиолагается, что на формирование адаитационного иотенциала и жизнесиособности организма влияют такие факторы, действующие на организм матери и ребенка на ранних этаиах онтогенеза, как вариации темиературы воздуха, длина светового дня, количество аллергенов в окружающей среде и иище, достуиность витаминов, инфекции и др. (Чичиленко, Барба-раш, 2001).
Обнаружено, что склонность к оиределенным заболеваниям различается у людей, рожденных в разные месяцы года. Обзор, иосвященный изучению влияния месяца рождения на склонность к заболеванию шизофренией, насчитывает 250 иубликаций (Тоггеу е! а1., 1997). В этих работах иродемонстрировано, что иовышенный риск заболевания шизофренией в Северном иолуша-рии свойствен людям, рожденным весной, а в Южном иолушарии - осенью. Для людей, рожденных весной, иоказана большая вероятность
заболевания болезнью Альцгеймера (Vezina et al., 1996). В Швеции и Великобритании люди, рожденные весной, имеют повышенный риск развития инсулинзависимого диабета (Samuelsson et al., 1999). Продемонстрирована зависимость от сезона рождения вероятности возникновения некоторых видов рака, в частности рака легких (Nakao et al., 1987; Yuen et al., 1994). Так, в Швеции женщины, рожденные в июне, имеют более высокий риск развития рака легких, чем рожденные в декабре (Yuen et al., 1994). В Японии при изучении большой выборки показано, что люди, рожденные летом, имеют повышенный риск смерти от цереброваскулярных заболеваний (Nonaka, Imai-zumi, 2000). Широкомасштабное исследование, проведенное на популяциях Дании и Австрии, показало, что возраст смерти (ВС) от всех основных возрастных заболеваний был значительно большим у лиц, рожденных в IV квартале года, чем во II (Doblhammer, 1999; Doblhammer, Vaupel, 2001).
В последние годы получены доказательства ассоциаций между факторами
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.