Немонотонность роста организма, старение и смертность людей в пожилом возрасте: возможные приложения к программированию развития и старения

XXII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

НЕМОНОТОННОСТЬ РОСТА ОРГАНИЗМА, СТАРЕНИЕ И СМЕРТНОСТЬ ЛЮДЕЙ В ПОЖИЛОМ ВОЗРАСТЕ: ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ К ПРОГРАММИРОВАНИЮ РАЗВИТИЯ И СТАРЕНИЯ

В.И. Гудошников2, Л.Ю. Прохоров1

1 Совет международного общества DOHaD, г. Санта-Мария, штат Рио-Гоанди-ду-Сул, Бразилия, 2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Представлено описание линеаризации графиков соматического роста у человека, которое позволяет выявить три стадии постнатального онтогенеза и два перехода между ними: ювенильный и пубертатный. Обсуждается влияние закономерностей роста организма на здоровье в пожилом возрасте, а также соответствие стадий онтогенеза и главного перехода от развития к старению, гормональные механизмы ювенильного и пубертатного переходов, в том числе и в рамках парадигмы DOHaD, с целью возможного объяснения явлений импринтинга/программирования в развитии и при старении.

Ключевые слова: онтогенез, соматический рост, импринтинг, программирование

THE RELATIONSHIP OF NON-MONOTONICITY OF THE BODY'S GROWTH, AGING AND MORTALITY IN OLDER AGE: POSSIBLE APPLICATIONS TO THE PROGRAMMING OF DEVELOPMENT AND AGING

V.I. Goudochnikov2, L.Yu. Prokhorov1

1 Council of International Society for DOHaD, Santa Maria - RS, Brazil 2 Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow

The description is presented for linearization of the plots of somatic growth in humans, what allows us to identify three phases of postnatal ontogeny and two transitions between them: the juvenile and pubertal one. This work discusses also the impact of patterns of growth of the organism in health in old age, and correspond to the stages of ontogenesis and the main transition from development to aging, as well as hormonal mechanisms of juvenile and pubertal transitions, especially in the framework of DOHaD paradigm, in order to obtain a possible explanation of the phenomena of imprinting / programming in development and aging.

Key words: ontogeny, somatic growth, imprinting, programming

Целью исследования является объяснение явлений импринтинга/программирования в развитии и при старении, а также роли различных гормонов в этих процессах.

Материал и методы: динамика роста человека и животных изучалась многими авторами с разными целями [1,2]. В статье рассмотрены полученные нами графики соматического роста человека [3-5], которые демонстрируют главный тезис о важном значении принятия за должное немонотонности кривых роста.

Результаты и обсуждение: исследования показывают, что кривые роста у человека позволяют провести линеаризацию, если применить логарифмическую шкалу по одной или двум координатам, и весь период роста и развития следует разделить на три стадии, отделенные друг от друга двумя переходами: ювенильным и пубертатным. Сходные результаты были получены ранее на крысах [6]. Пубертатный переход имеет место в различных возрастах у мужского и женского пола, а ювенильный переход совпадает по возрасту у обоих полов. Мы интерпретировали три наблюдаемые стадии в соответствии с хорошо известными фазами соматического роста: 1) преимущественная гиперплазия; 2) сочетание гиперплазии и гипертрофии; 3) преимущественная гипертрофия.

По возрасту ювенильный и пубертатный переходы совпадают с ювенильным и пубертатным пиком роста. Кроме того, инверсия хода кривой смертности у человека происходит в возрасте примерно 10 лет, т.е. в промежутке между ювенильным и пубертатным пиком роста, следовательно, оба этих пика могут учитываться при описании общего перехода от развития к старению и смертности в пожилом возрасте. Похоже, что ювенильный пик роста совпадает с максимальной активностью щитовидной железы, тогда как пубертатный пик соответствует максимальной активности оси СТГ - ИРФ-I [7]. Возможно, имеет смысл учитывать также схему коммитирования и диффе-ренцировки клеток в гипофизе [8]:

АКТГ ^ ТТГ ^ ФСГ/ЛГ ^ СТГ/ПРЛ.

АКТГ - адренокортикотропный гормон; ИРФ-I - инсулиноподобный ростовой фактор типа I; ЛГ - лютеинизирующий гормон; ПРЛ - про-лактин; СТГ - соматотропный гормон; ТТГ - тиреотропный гормон; ФСГ - фолликуло-стимулирующий гормон; DOHaD - Developmental Origins of Health and Disease.

Согласно этой схеме, функции АКТГ и ТТГ включаются раньше, чем ФСГ/ЛГ и СТГ/ПРЛ, что в целом соответствует ювенильному переходу с адренархе и пубертатному переходу с менархе (у женского пола). Как кортикостероиды, так и тиреоидные гормоны участвуют в биорегуляции метаболизма и метаморфоза, тогда как половые стероидные гормоны и ИРФ-I ответственны за половое и соматическое созревание организма. Таким образом, общий переход от развития к старению запрограммирован последовательностью гормональных событий как в центральной (гипофиз), так и периферических эндокринных железах. Наши предварительные данные на человеке показали наличие еще одного, так называемого инфантильного перехода в возрасте 1-2 лет [9].

Заключение: большинство работ, выполненных в рамках парадигмы DOHaD, прослеживает явления импринтинга/программирования от перинатального периода и только до взрослого состояния, тогда как исследования до старческого периода пока еще редки. Мы надеемся, что будет исследоваться и такой вопрос, как программирование старения [10].

ЛИТЕРАТУРА

1. Шмальгаузен И.И. Определение основных понятий и методика исследований роста. В кн.: Рост животных. Под ред. С.Я. Капланского, Б.П. Токи -на, И.И. Шмальгаузена, М.Л. Биомедгиз, 1935. С. 8-60.

2. Малыгин А.Г. Ступенчатое изменение продолжительности жизни мышей в онтогенезе. Онтогенез. 2013; 44 (1): 57-65.

3. Goudochnikov V.I., Prokhorov L.Yu. Gender differences in linearized plots of human growth that can be explained by different contribution of cellular proliferation to triphasic scheme of postnatal development. In: 3. Encontro Internacional para Estudos da Crian@ca. Santa Maria, 1997. P. 30 (in Portuguese).

4. Goudochnikov V.I., Prokhorov L.Yu. The analysis of critical periods of postnatal ontogeny, considering the relations of body growth and cellular proliferation, in order to reveal the transition from development to aging]. In: 11. Congresso Brasileiro de Geriatria e Gerontologia. Rio de Janeiro, 1997. P. 134 (in Portuguese).

5. Goudochnikov V.I., Prokhorov L.Yu. The phases related to somatic growth in postnatal ontogenesis, as referred to transition between development and aging. In: 1st European Congress of Biogerontology. Helsingor, 1998. P. 80.

6. Goudochnikov V.I., Rocha M.I.U.M., Vaccari S.F., Dalmora S.L. [Linearization of growth curves in rats treated with glucocorticoids]. In: 5. Congresso Mineiro de Endocrinologia e Metabologia. Belo Horizonte, 1996. P. 41 (in Portuguese).

7. Goudochnikov V.I. Possible interrelationship between juvenile and pubertal growth spurts, adenohypophyseal inhibitor and phenomenon of aging retardation. Advances in Gerontology (St. Petersburg). 2000. 5: 49.

8. Goudochnikov V.I. Cytodifferentiation in anterior pituitary gland and the phases of postnatal development. Folia Endocrinologica Japonica. 1998: 74: 424.

КЛИНИЧЕСКАЯ ГЕРОНТОЛОГИЯ, 9-10, 2017

9. Souza M.D.V., Goudochnikov V.I. Evaluation of infantile growth, using the protocol of linear measurements of human body, based on acupuncture

system. In: 13. Jornada Academica Integrada da UFSM. Santa Maria, 1999. P. 742 (in Portuguese). 10. Прохоров Л.Ю., Гудошников В.И. Программирование старения: гипотезы и механизмы. Клиническая геронтология. 2014; 20 (9-10): 98.

REFERENCES

1. Malygin A.G. a Step change in the lifespan of mice in ontogenesis. Ontogeny. 2013; 44 (1): 57-65.

2. Goudochnikov V.I., Prokhorov L.Yu. Gender differences in linearized plots of human growth that can be explained by different contribution of cellular proliferation to triphasic scheme of postnatal development. In: 3. Encontro Internacional para Estudos da Crian@ca. Santa Maria, 1997. P. 30 (in Portuguese).

3. Goudochnikov V.I., Prokhorov L.Yu. The analysis of critical periods of postnatal ontogeny, considering the relations of body growth and cellular proliferation, in order to reveal the transition from development to aging]. In: 11. Congresso Brasileiro de Geriatria e Gerontologia. Rio de Janeiro, 1997. P. 134 (in Portuguese).

4. Goudochnikov V.I., Prokhorov L.Yu. The phases related to somatic growth in postnatal ontogenesis, as referred to transition between development and aging. In: 1st European Congress of Biogerontology. Helsingor, 1998. P. 80.

5. Goudochnikov V.I., Rocha M.I.U.M., Vaccari S.F., Dalmora S.L. [Linearization of growth curves in rats treated with glucocorticoids]. In: 5. Congresso Mineiro de Endocrinologia e Metabologia. Belo Horizonte, 1996. P. 41 (in Portuguese).

6. Goudochnikov V.I. Possible interrelationship between juvenile and pubertal growth spurts, adenohypophyseal inhibitor and phenomenon of aging retardation. Advances in Gerontology (St. Petersburg). 2000. 5: 49.

7. Goudochnikov V.I. Cytodifferentiation in anterior pituitary gland and the phases of postnatal development. Folia Endocrinologica Japonica. 1998: 74: 424.

8. Souza M.D.V., Goudochnikov V.I. Evaluation of infantile growth, using the protocol of linear measurements of human body, based on acupuncture system. In: 13. Jornada Academica Integrada da UFSM. Santa Maria, 1999. P. 742 (in Portuguese).

9. Prokhorov L. Yu., V.I. Gudoshnikov Programming of aging: hypotheses and mechanisms. Clinical gerontology. 2014; 20 (9-10): 98.

Сведения об авторах:

Гудошников Виктор Иванович, кандидат биологических наук, member of the Council of International Society for DOHaD, Santa Maria - RS, Brazil. Тел.: +555530273270. E-mail: viktorig@inbox.ru

Прохоров Леонид Юрьевич, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, кандидат биологических наук, научный сотрудник. Почтовый адрес: 119992. Москва, Воробьевы горы, д.1, корп. 12. Биологический факультет. Тел.: 8-916-904-34-31. E-mail: prokhorovlyu@mail.ru

About the authors:

Gudoshnikov Viktor Ivanovich - candidate of biological Sciences, member of the Council of International Society for DOHaD, Santa Maria - RS, Brazil. Tel: +555530281270. E-mail: viktorig@inbox.ru

Prokhorov, Leonid Yurievich - candidate of biological Sciences, researcher of the biological faculty of M. V. Lomonosov Moscow state University. 119992, Moscow, Vorob'evy Gory, d. 1, korp. 12. Tel: 8-916-904-34-31. E-mail: prokhorovlyu@mail.ru

СЕЗОННЫЕ БИОРИТМЫ ОБЩЕЙ СМЕРТНОСТИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПОЖИЛЫХ БОЛЬНЫХ В ТРЕХ ШТАТАХ ЮЖНОГО РЕГИОНА БРАЗИЛИИ: ЗНАЧИМОСТЬ ДЛЯ БИОГЕРОНТОЛОГИИ

В.И. Гудошников1, Л.Ю. Прохоров2

1 Совет международного общества DOHaD, г. Санта-Мария, штат Рио-Гранди-ду-Сул, Бразилия, 2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

Выявлены сезонные биоритмы общей смертности в основном пожилых больных в трех штатах южного региона Бразилии и в трех хронологических периодах, с максимальной смертностью в зимнем сезоне и с некоторым преобладанием женского пола в избыточной зимней смертности.

Ключевые слова: смертность, биоритмы, зимний сезон

SEASONAL BIORHYTHMS OF TOTAL MORTALITY IN PREDOMINANTLY ELDERLY PATIENTS IN THREE BRAZILIAN STATES OF SOUTHERN REGION: THE IMPORTANCE FOR BIOGERONTOLOGY

V.I. Goudochnikov1, L.Yu. Prokhorov2

1 Council of International Society for DOHaD, Santa Maria - RS, Brazil,

2 Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow

Seasonal biorhythms were revealed for total mortality of mainly elderly patients in three brazilian states of Southern region and in three chronological periods, with maxima of mortality in winter season, with some female predominance in excess winter mortality.

Key words: mortality, biorhythms, winter season

В настоящее время в мировой литературе имеется немного сведений о сезонных биоритмах заболеваемости и смертности. Недавно нами было показано наличие сезонных ритмов заболеваемости, вызванной респираторными (но не кардиометаболическими или невро-психиатрическими) расстройствами в штате Рио-Гранди-ду-Сул южного региона Бразилии в хронологическом периоде 2001-2004 годы [1]. В представленной работе были исследованы сезонные биоритмы общей смертности в трех хронологических периодах и в трех штатах южного региона Бразилии.

Материал и методы: сведения по общей смертности были получены из национальной бразильской базы эпидемиологических данных и сгруппированы в соответствии с кварталом года и полом, в трех штатах южного региона (Рио-Гранди-ду-Сул, Санта-Катарина и Паранй) и в трех хронологических периодах: 1998-2000, 2001-2004 и 2005-2007 годы.

Результаты и обсуждение: нами было обнаружено наличие четких сезонных ритмов общей смертности, с максимумом в 3-м квартале, соответствующем зимнему сезону. Этот результат повторился во всех трех исследованных штатах и в трех изученных хронологических периодах, что свидетельствует об относительной стабильности этих ритмов, как с географической, так и с хронологической точки зрения. Наблюдалась также тенденция к несколько большей фракции женского пола в общей смертности в зимнем сезоне.

В отличие от предыдущей работы [1], в настоящем исследовании нами не была изучена возрастная динамика смертности, вызванной различными заболеваниями. Тем не менее, в работах других авторов было обнаружено, что в Англии и Дании избыточная смертность зимой наиболее выражена в старших возрастных группах и особенно у женщин [2], что отчасти подтверждается нашим настоящим исследованием.