ПРИОНЫ КАК ВОЗМОЖНАЯ ПРИЧИНА СТАРЕНИЯ У ВЫСШИХ ЖИВОТНЫХ

Старение - эндогенный процесс, увеличивающий вероятность смерти организма. Различают два типа старения: 1. Генетически детерминированное стохастическое; 2. Собственно стохастическое. Генетически детерминированное стохастическое старение (ГДСС) имеет ведущее значение у видов с высокоразвитой ЦНС - это обусловлено тем, что увеличивается отношение неделящихся клеток к делящимся, а неделящиеся клетки хуже удаляют накопившиеся ошибки. Значение ГДСС заключается в выравнивании шансов на выживание и продолжение рода между старыми, более опытными и молодыми, но менее опытными животными. Предполагается, что главной причиной ГДСС являются прионы - нейрофиламенты, ассоциированные с мембранами, которые вызывают у человека, приматов и одомашненных животных подострые губкообразные энцефалопатии, относящиеся к группе медленных вирусных инфекций. Прионы обнаружены преимущественно в ЦНС. На наш взгляд, существует два вида взаимодействия прионов с организмом: 1. Инфекционный процесс; 2. Генетически детерминированное стохастическое старение.

Предполагается, что прионы - эндогенные клеточные образования, которые, выделяясь во внеклеточную среду в комплексе с мембранами, могут вызывать у восприимчивых организмов инфекционный процесс, они образуются в организме случайно, но эта "случайность" генетически запрограммирована наподобие генератора случайных чисел. Этот "генератор", возможно, находится в сателлитной ДНК. Механизмы эндогенного образования прионов следующие: 1. Ошибки биосинтеза белка, обусловленные: а) мутациями генов, кодирующих нейрофиламенты и иммуноглобулины; б) ошибками трансляции; в) процессами протеолиза. В результате этих механизмов случайно возникают пептиды или дефектные белки, способные вызвать либо самоиндукцию синтеза, либо саморепликацию и последующую ассоциацию с биологическими мембранами - это и есть прионы.

Накопление прионов в клетке может приводить к так называемой "катастрофе ошибок". Появление прионов в клетке, на наш взгляд, приводит к образованию не только нейрофибриллярных сплетений (НФС), но также амилоида и липофусцина. Косвенно об этом говорят следующие факты: 1.И НФС и амилоидные бляшки появляются в ЦНС при медленных вирусных инфекциях; 2. Белок, связанный со скрейпи (медленной инфекцией овец), отлагающийся в виде НФС, склонен агрегировать с образованием фибрилл, которые и по структуре и по характеру окрашивания напоминают амилоид. Высказана гипотеза, что амилоидные волокна и парные спиральные филаменты связанные со скрейпи являются различной конфигурацией одного и того же макромолекулярного комплекса нейрофиламентов; 3. Липофусцины содержат различные, химически измененные компоненты мембран в комплексе с протеинами, которые пока что не идентифицированы как НФС. Их можно рассматривать не только как эквивалентные прионам белково-мембранные образования, но и как продукт деградации НФС.

При ГДСС происходит следующее: 1. Накопление липофусцина в неделящихся клетках организма. В нервных клетках липофусцин может занимать до 80% их объема. Такие клетки сморщены, содержат много вакуолей, что напоминает патоморфологические изменения при губкообразных энцефалопатиях и апоптозе; 2. Накопление амилоида в нейронах и внеклеточно с образованием амилоидных бляшек.

Сопоставление этих фактов косвенно подтверждает гипотезу о прионовой причине стохастического старения, которое по преимуществу является старением ЦНС. Причины, по которым прионы в одних случаях вызывают губкообразные энцефалопатии, а в других - стохастическое старение, неизвестны. На наш взгляд, старение - основной вид взаимодействия прионов с организмами животных, особенно тех, у которых цефализация продвинулась далеко, в то время как инфекционный процесс - исключение, встречающееся в естественных условиях только у человека и одомашненных животных (норок, оленей, лосей).

Наша гипотеза, перекликаясь с известной теорией "катастроф ошибок" Оргелла, обязательно предполагает, что точность переноса генетической информации неабсолютна, более того - в нервной системе эта неточность может быть генетически детерминирована. Не будь ошибок, не было бы не только эволюции, но и естественного старения.

Предполагается, что применение в гериатрической практике препаратов тормозящих образование НФС приведет к замедлению процессов старения и увеличению продолжительности жизни.