Текст книги "Старение и антиэйджинг: медико-биологические подходы к увеличению продолжительности жизни и активному долголетию"

Моно– и олигоклональный гемопоэз формирует второй информационный эшелон старения. Первично формируется клональный гемопоэз с неопределенным потенциалом (англ. CHIP – clonal hematopoesis with indifferential potential). CHIP является системным явлением, запускающим многоуровневые морфофункциональные процессы старения в различных органах и системах организма человека и высших млекопитающих. С одной стороны, CHIP приводит к формированию малозаметных микроизменений в органах и тканях организма. А с другой стороны, со временем количественные микроизменения накапливаются и количество переходит в качество в виде накопления патоморфологических дефектов, нарушающих функции органов и тканей. К микроизменениям CHIP относятся интраганглионарные повреждения в автономной (вегетативной) нервной системе, которые нарушают ускоренную передачу информации между органами и тканями человека путем формирования сбоев информации и нарушений передачи пакетов импульсов электрического тока в периферическом нерве, осуществляющем передачу их по периферическим нервам между органами, с последующей трансляцией в центральную нервную систему и ее дальнейшим микроструктурным повреждением. Очевидно, что накопление повреждений ЦНС в течение времени и нарастание сосудистых нарушений в ЦНС и других системах организма постепенно формируют третий и четвертый информационные эшелоны старения организма человека и высших млекопитающих. Таким образом, формирование CHIP запускает целый каскад необратимых старческих изменений во всех органах и системах. Длительное существование и расширение CHIP в циркулирующей крови объясняет почти все феномены старения, описанные в научной литературе. Однако в этой книге мы не будем останавливаться на тонкостях работы этих информационных систем, а отошлем любознательных читателей к нашей монографии: Брюховецкий А. С. Проблемы теоретической неврологии. Информационно-коммутативное устройство и принципы работы мозга человека. М.: Полиграф-Плюс, 2014. 396 с.

Но вернемся после небольшого отступления к непосредственной тематике данной главы. Таким образом, возрастзависимое геномное и постгеномное заболевание кроветворных стволовых клеток и гемопоэтических предшественников является системообразующим феноменом единого системного процесса, который запускает многоуровневые информационные процессы старения. Каким образом информация, это удивительное «системообразующее начало» всего живого, способна противопоставить себя жизненной динамике неуклонного роста, развития, самосовершенствования молодого растущего организма человека? Как информация способна остановить эти процессы в определенной точке? Почему в итоге информация способна подавить и разрушить столь сильные, генетически детерминированные регуляторные и саногенетические механизмы и инструменты молекулярной самосанации, гемопоэза, иммунопоэза и гомеостаза, существующие в организме каждого млекопитающего и человека от момента его зачатия?

На самом деле ответ на этот вопрос лежит в самом содержании понятия «информация». Информация может быть как позитивной, так и негативной. Позитивная информация позволяет создавать и восстанавливать информационно-сотовое пространство, а негативная информация позволяет разрушать и ломать созданное ранее информационно-сотовое пространство. То есть, с информационных позиций процесс старения – это всего лишь изменение знака информации с плюса на минус или наоборот, а также усиление или уменьшение потока и объема информации. Поэтому и остановка процесса старения, и запуск процесса ревитализации могут быть решены путем смены знака информации с плюса на минус, и не более того. Это может быть реализовано путем увеличения или уменьшения объема и биологического содержания поступающей к управляемому или регулируемому объекту управления информации. Вопрос о том, как это сделать на практике, и должен стать предметом фундаментальных исследований человечества.

Попытаемся на аналогии показать возможности управления и регуляции этой информации. Если представить информационный поток в виде русла реки, а дно реки и ее берега станут носителями этой информации, то изменение русла реки и перенаправление ее в новое (другое) русло могут привести к большому наводнению и затоплению ближайшей местности и нанести ей большой урон. Или, наоборот, перекрытие русла реки может привести к осушению прежнего русла, в котором река текла годами, к наступлению засухи и обезвоживанию данной территории. Даже небольшое изменение русла реки может привести к необратимым изменениям экологии и нарушению социально-экономического функционирования данной местности. Так и с информацией, переносимой различными клеточными носителями. Изменение молекулярно-биологической структуры клетки как информационного носителя меняет информационную емкость и функциональную значимость этой клетки. А образование доминирующего клона клеток в крови формирует в организме определенные информационные потоки с отрицательным знаком, которые и создают основной негативный информационный вектор развития и воздействия этих клонов на ткани и органы. Очевидно, что значимую роль в этом сложном процессе имеют системообразующие носители информации, и в первую очередь кроветворная стволовая клетка. Она является главным информационным носителем жизнеобеспечения информационного выживания организма, родоначальницей большинства циркулирующих в крови клеток иммунной системы. Поэтому различные нарушения и изменения молекулярно-биологической структуры информационного носителя подобной информации приводят к изменению знака информации, изменению динамики информационных процессов, трансформации информационно-сотового пространства, формируемого данным клоном (клонами) ГСК. Учитывая, что в костном мозге взрослого человека имеется, по разным данным, от 50 до 200 тыс. ГСК, которые полностью обеспечивают поликлональность гемопоэза (существование большого разнообразия различных клонов ГСК, участвующих в кроветворении и регуляции иммунитета), трансформация или повреждение одной или даже сотен ГСК не являются критичными для выживания организма. Но возникновение, формирование и расширение одного или нескольких патологических клонов ГСК, в которых нарушена иммунная функция контроля и надзора за количеством опухолевых клеток, инфекционных бактериальных и вирусных агентов или патологических антигенов, становятся крайне опасными для человека или млекопитающих из-за возможности запуска патогенеза различных болезней цивилизации.

Для объяснения происходящих информационных изменений в ГСК и формировании патологической клональности нужно попытаться понять основную локацию, динамику и теоретические временные пределы формирования знаковых информационных процессов старения в организме человека. Где и когда клональный гемопоэз начинает осуществлять глобальный информационный фазовый переход и перелом жизненного цикла каждого человека от позитивной динамики биохимических и биофизических процессов развивающегося и растущего организма к негативной динамике увядания, разрушения, приводящей к смерти организма? Когда впервые наступает саморазрушительный процесс дегенерации ткани, атрофии клеток и смерти организма? Почему в целом ряде случаев детской онкологии и наследственных болезней столь совершенная система саморегуляции и обновления клеток организма, заложенная нашим Создателем, дает сбой у одних пациентов в очень раннем возрасте, а другим дает время дожить до 120 лет? Если теоретически считать, что процесс старения начинается из-за накопления дополнительных соматических мутаций в ГСК, накопления патологических белков и изменения молекулярно-биологической структуры ГСК, приводящей к клональности кроветворения, то как в процесс старения пошагово вовлекаются все остальные клетки и ткани организма? С чего и как морфологически формируется информационный процесс старости, и где он локализуется территориально в организме человека в первую очередь? В настоящее время с позиций доказательной медицины на эти фундаментальные вопросы науки ответов пока нет.

Итак, в организме млекопитающих и человека существует системообразующий информационный фактор старения в виде патоспецифического клонального гемопоэза, который формирует и поддерживает последовательный системный разновекторный (разнонаправленный) информационный стимул и временные ориентиры для запуска и начала формирования процесса старения человека в тканях и органах. Системообразующими факторами старения с этих информационных позиций являются как нарушение процессов передачи (трансфера) между носителями информации внутри клетки, так и ее блокирование на любом из информационных уровней органов и тканей и информационных этапов организма. Причиной этому могут быть самые различные этиопатогенетические факторы внешней среды и внутреннего постоянства систем организма, приводящие к информационной блокаде на любом из уровней. Если это информационное повреждение наступает медленно и значительно растянуто во времени на клеточном уровне, постепенно вовлекает все новые и новые клетки и новые информационные уровни и платформы, то мы расцениваем этот процесс как физиологическое старение. Возникновение негативной информации, запускающей начало генерализованного процесса старения организма человека, обусловлено невозможностью выполнения клеткой (клетками) физиологического алгоритма передачи информации между клеточными информационными уровнями как вследствие локальных молекулярно-биологических повреждений информационных носителей (ДНК, РНК, белков, углеводов, жиров, гормонов, ферментов, факторов роста и т.д.), так и в результате повреждения системных отношений клеток, тканей и органов в связи повреждением ЦНС, АНС или магистральных или микроциркуляторных сосудов.

Если этот процесс информационного блокирования развития протекает очень быстро и приводит к нарушению информационного проведения на уровне информационных этапов, то это состояние информационного блока, как правило, манифестирует острыми сердечно-сосудистыми или острыми неврологическими заболеваниями (инфаркт миокарда, кардиомиопатии, все виды инсультов, сосудистые энцефалопатии и т.д.). Сегодня этот факт абсолютно подтвержден наличием клонального гемопоэза. Если блок проведения информации обусловлен формированием опухоли, то в зависимости от локализации в органе и степени ее злокачественности мы получаем различные онкологические заболевания и рак. Клональность гемопоэза также обнаружена при многих онкогематологических болезнях, о чем мы будем говорить ниже. Если нарушения проведения информации обусловлены аутоиммунными процессами в тканях, то блоки информации могут как быть кратковременными, так и приводить к смертельному исходу. Клональность гемопоэза также установлена при системных аутоиммунных заболеваниях. Эта новая теория не может быть обозначена как информационная теория старения, т.к. нами использована исключительно методология информационного подхода, а сама теория должна быть основана на абсолютно доказуемых и проверяемых феноменах изменения информации на разных уровнях ее представленности в организме.

Итак, главным фундаментальным началом, обеспечивающим внутриорганную и общеорганизменную коммутацию и взаимодействие всех структурных компонентов (клеток, тканей, органов и систем жизнеобеспечения) тела человека, является информация. Под информацией, как мы отмечали ранее, мы понимаем исключительно физические процессы и электромагнитные физические явления (волны, частоты, резонансы, осцилляции и т.д.), возникающие в организме человека под воздействием окружающей среды и под воздействием эндогенных физиологических процессов, которые осуществляют взаимодействия, взаимовлияния и коммутацию различных систем организма в одно целое и регуляцию и управление всех процессов в организме человека и млекопитающего. Кстати, уже существует информационная теория старения, которая отводит информации в этом процессе главную роль, но мы не будем на ней останавливаться и предложим читателю самому ознакомиться с ней на досуге. Для нас информация в организме – это основное связующее и системообразующее звено, обеспечивающее слаженную синхронную и очень системную работу всех компонентов и биологических систем человеческого организма. Известно, что соматосенсорная изоляция человека от информации на длительное время способна привести к тяжелым заболеваниям и даже к смерти. Но, по-видимому, в процессе старости речь идет не о повреждении самой информации, а о повреждении и сокращении количества ее биологических носителей и механизмах их поломки и повреждения. Весь этот процесс носит название клонального кроветворения (гемопоэза). В следующей главе мы к этому еще вернемся и детально обсудим эти положения.

Наиболее очевидной общебиологической информационной шиной этих сложных процессов являются кровь и ее компоненты. Именно в периферической крови разыгрывается основной сценарий «полицейского разворота» (полного разворота для движения в противоположную сторону) позитивного созидательного процесса молекулярно-биологического строительства организма на его медленные и пролонгированные демонтаж и разрушение, приводящие со временем к смерти этого человека или млекопитающего. В биологической основе этого поворота на 180 градусов лежат, на наш взгляд, формирование и расширение моно-и олигоклонального гемопоэза, который имеет определенную патоспецичность (нейроспецифичность, онкоспецифичность, кардиоспецифичность и т.д.).

С теоретических позиций практически невозможно представить, чтобы этот биологический поворот к старению происходил запрограммированно тогда, когда прожита лишь ¼ часть естественной жизни человека и его генетическая программа клеток солидных и эндокринных органов работает на созидание, рост и конструирование его органов и систем до определенного фенотипического стандарта. Все остальные периоды (потенциальные ¾ продолжительности жизни) экспрессия этих генов пролиферации и дифференцировки находится в подавленном (супрессивном) состоянии. В большинстве случаев патологические состояния организма человека могут создать сверхэкспрессию этих подавленных генов, и тогда возникают рак или другие злокачественные опухоли. Возможно и наоборот: они могут усилить подавление (ингибирование) этих генов и вызвать дегенеративный процесс и атрофию высокодифференцированных специализированных клеток. Кровь – главная информационная шина организма млекопитающих, способная взаимодействовать со всеми соматическими и эндокринными клетками и тканями организма. Поэтому первично именно через кровь должно формироваться «системообразующее информационное начало», запускающее системный процесс старения. Кровь составляет примерно 8% от всей массы тела человека, в кровеносных сосудах циркулирует 5—8 л крови; в этом количестве содержится 25—40 млрд эритроцитов и 25—50 млрд лейкоцитов. Этого количества информационных «дискет» вполне достаточно для создания требуемого информационного «шторма», запускающего процесс, обратный росту и развитию, в органах – мишенях организма.

Однако какие же клеточные системы организма человека и как конкретно страдают при формировании процесса старения? Мы считаем, что «системообразующим началом» и «мотором» патологического информационного процесса старения и причиной смерти организма млекопитающего и человека является геномное и постгеномное повреждение собственной ГСК, приводящее к клональному гемопоэзу. Следует вспомнить о том, что ГСК – это самая центровая и важнейшая клетка всех процессов гемопоэза, иммунопоэза и регуляторных процессов у млекопитающих и человека. Одна ГСК способна дать человеку при трансплантации костного мозга весь спектр необходимых (до 36 млрд) клеток его крови и обеспечить полное излечение при целом ряде фатальных заболеваний (гемобластозах, лимфомах, рассеянном склерозе, системной красной волчанке, ревматоидном артрите и еще более чем 250 нозологиях), а 3 ГСК способны подавить деятельность любой РСК самой злокачественной опухоли (Брюховецкий И. С., 2017; Брюховецкий, Хотимченко, 2018).

Другими словами, наличие дополнительных соматических мутаций в ГСК и формирование генетического дефекта этих прогениторных клеток при старении и у пациента с возрастзависимыми БЦ не являются приговором прогрессирования его болезни и преждевременной смерти, т.к. геномы его клеток достаточно стабильны и устойчивы даже несмотря на наличие наследуемых и приобретенных мутаций. Причинами прогрессирования старения и возникновения БЦ являются возрастзависимое критическое накопление ДСМ и формирование генетической и постгеномной почвы для фатальных осложнений, в первую очередь в ГСК. Этой почвой, несомненно, является клональный гемопоэз! Что же тогда лежит в биологической основе фатальных осложнений БЦ? Именно формирование неустойчивости геномов высокодифференцированных тканеспецифических клеток органов и тканей и есть фундаментальная патогенетическая и биологическая основа старения и смертельных осложнений у этого контингента больных. Вот лишь несколько примеров этого феномена.

Неустойчивость, или нестабильность, генома тканеспецифических опухолевых клеток – это доказанная фундаментальная причина возникновения большинства онкологических болезней (Бовери, 1901), обусловленная формированием опухолевых стволовых клеток из тканеспецифических (нейральных, гемопоэтических, мезенхимальных стромальных и др.) клеточных предшественников пациента с БЦ путем присоединения к их геному ДСМ.

Нестабильность генома нейронов головного мозга – фундаментальная причина возникновения большинства нейродегенеративных проявлений и атрофии нервных клеток при наследственных нервных болезнях, которая формируется в результате появления в них ДСМ и возникновения неустойчивости генома высокодифференцированных специализированных нервных клеток (нейронов различной локализации) в результате септического или асептического воспаления, последующего аутоиммунного процесса и как следствие аутоагрессии иммунокомпетентных клеток к нейронам, приводящая к их дегенерации (Брюховецкий А. С., 2003, 2016).

В результате появления неустойчивости, или нестабильности, генома собственных соматических клеток разных органов и желез секреции, имеющих фенотипические мутации, при присоединении дополнительных соматических мутаций развиваются аутоиммунные и сердечно-сосудистые заболевания, а также классический процесс старения.

Очевидно, что из-за неустойчивости геномов высокодифференцированных клеток организма при старении и формировании молекулярно-генетической и постгеномной основы осложнений возрастзависимых БЦ вылечить данные болезни невозможно, т.к. они обусловлены наследуемым из поколения в поколение генетическим дефектом генома и постгеномными изменениями высокодифференцированных тканеспецифичных клеток организма. В результате этих процессов жизнь людей резко ограничена возможной декомпенсацией их соматического состояния, в результате которой у них развиваются фатальные осложнения, приводящие к смертельному исходу. Однако если нельзя вылечить болезнь, то можно попробовать компенсировать соматическое состояние организма стареющего человека. Мы можем предпринять попытку предотвратить развитие рецидива болезни и фатальных осложнений, приводящих к смерти, и увеличить продолжительность его жизни.

Проведенный нами сравнительный анализ большинства известных мировых научных фактов и опубликованных экспериментальных данных о биологии процесса старения и о патогенезе возрастзависимых болезней цивилизации, обобщение существующих научных теорий и концепций старения, изложенных в предыдущей главе, и почти 35-летний личный опыт в изучении и применении различных типов клеточной терапии у человека, позволяют нам прийти к достаточно неожиданному выводу. Его можно сформулировать следующим образом: фундаментальным молекулярно-биологическим «системообразующим началом» и главным биологическим «двигателем» патологического процесса старения и формирования возрастзависимых болезней цивилизации является геномно-постгеномное (эпигеномное, транскриптомное, протеомное и др.) заболевание собственных гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток человека и млекопитающих, приводящее к формированию и расширению патоспецифических клонов аутологичных гемопоэтических стволовых клеток и гемопоэтических клеток – предшественников костного мозга. Мутационные изменения генома и молекулярные повреждения протеома ГСК и ГПК, накапливаемые в процессе жизни человека и животных, приводят к формированию системных прогредиентных патологических процессов биологии старения в виде клонального гемопоэза с неопределенным потенциалом, который со временем трансформируется в определенный (онкоспецифический, нейроспецифический, кардиовазоспецифический и т.д.) доминирующий тип клонального кроветворения. Клональность кроветворения формирует многогранность фенотипических проявлений старения.

Как мы уже отмечали, ГСК как самые долгоживущие клетки организма, накопившие в процессе жизни драматическое количество ДСМ, есть главные системообразующие и главные регуляторные клеточные системы крови человека и млекопитающих, ответственные за старение и приводящие к смерти организма. Именно они являются родоначальниками всех функционально недостаточных иммунокомпетентных клеток иммунной системы организма млекопитающих и человека, а также формируют патоспецифический клональный гемопоэз, который отвечает за процессы возникновения возрастзависимых болезней в организме эукариот, и являются причиной внезапной смерти людей!