CC BY
39
УДК 612.826.5:573.7.017.6 ББК 28.903
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ХВОСТАТОМ ЯДРЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ СТАРЕНИИ
А.В. АЛИЛУЕВ, ГБОУ ВПО ЮУГМУМинздрава России, г. Челябинск, Россия
e-mail: semena74@mail.ru
Аннотация
Изучены нейро-глиальные взаимоотношения в хвостатом ядре человека на поздних этапах постнатального онтогенеза в сопоставлении с возрастной динамикой активности моноаминоксидазы (МАО) и устойчивости нервной ткани к оксидативному стрессу (ОС). Результаты проведенного исследования показали, что при старении в хвостатом ядре человека происходит значительное уменьшение количества нервных клеток, сопровождающееся диффузным глиозом и, как следствие этого, увеличением глиального индекса. Морфологическим изменениям сопутствует снижение устойчивости липидов к свободнорадикальному окислению и возрастание активности МАО в изученной мозговой структуре.
Ключевые слова: хвостатое ядро, нейроны, глиоциты, моноаминоксидаза, устойчивость к оксидативному стрессу.
Актуальность. Хвостатое ядро является одним из базальных ядер конечного мозга и входит в состав полосатого тела. В последнее время появляется все больше сведений о том, что функции базальных ядер не ограничиваются лишь регуляцией моторики. Corpus caudatum интегрирует эфферентные импульсы, начинающиеся на уровне коры полушарий большого мозга и несущие информацию о программах целостных поведенческих актов [1]. Также оно регулирует афферентный поток информации,
начинающийся в висцеральных системах и заканчивающийся на субкортикальном уровне. В хвостатом ядре есть различные зоны, имеющие отношение к организации пищевого поведения, к механизмам мотивации и памяти, к сложным формам поведения. В связи с этим, данной мозговой структуре отводиться важная роль в патогенезе ряда заболеваний центральной нервной системы (ЦНС).
Одной из ведущих клеточных теорий старения является свободнорадикальная концепция, которая основывается на окислении фосфолипидов мембран, что приводит к нарушению их структуры и ионной проницаемости [6]. Моноаминоксидаза (МАО) является одним из основных ферментов нейромедиаторного обмена в нервной системе, которая играет важную роль в контроле эмоций и поведения [3]. Вне зависимости от характера окисляемого субстрата одним из продуктов
опосредуемых МАО реакций является перекись водорода - мощный индуктор свободнорадикального (перекисного)
окисления липидов (ПОЛ).
Процессы ПОЛ играют важную роль как в "нормальном" старении нервной ткани, так и в развитии нейродегенеративных заболеваний. Кроме того известно, что при старении наблюдаются сдвиги в поведенческих и эмоциональных реакциях, нарушение памяти, снижение умственной и физической работоспособности, двигательной активности, возрастные изменения психики и т.д. [8, 9]. Нарушение регуляции процессов ПОЛ в ЦНС является важным звеном развития патологически усиленного возбуждения в хвостатом ядре [5], что приводит к гибели дофаминэргических нейронов при болезни Паркинсона. Вместе с тем, имеются все основания полагать, что морфологические и биохимические основы нейродегенеративных заболеваний, как возрастной патологии, закладываются значительно раньше, чем развивается клиническая картина заболеваний. Однако большинство работ, посвященные данной тематике, выполнены на лабораторных животных, а данные, приводимые в них, часто противоречивы.
Целью исследования, исходя из вышеизложенного, явилось изучение нейро-глиальных взаимоотношений в хвостатом ядре человека на поздних этапах постнатального
онтогенеза в сопоставлении с возрастной динамикой активности МАО и устойчивости нервной ткани к оксидативному стрессу (ОС).
Материалы и методы исследования. Препараты хвостатого ядра были получены при аутопсии 43 трупов людей (мужчин и женщин), погибших в возрасте 22 - 92 лет от травм или заболеваний, не связанных с непосредственным поражением нервной и сердечно-сосудистой систем. Материал для исследования получали не позднее 12 часов с момента наступления смерти. Были выделены четыре возрастные группы: 1-зрелый возраст (21-35 лет для женщин и 22-35 лет для мужчин); 2-зрелый возраст (36-55 лет для женщин и 36-60 лет для мужчин); пожилой возраст (56-74 лет для женщин и 61 -74 лет для мужчин); старческий возраст (75 лет и старше). Количество нейроцитов, глиоцитов и глиальный индекс определяли в срезах нервной ткани, окрашенной гематоксилином и эозином и по Нисслю [7]. Активность МАО определяли в гомогенатах ткани головки хвостатого ядра спектрофотометрическим методом с использованием солянокислого бензиламина в качестве субстрата [2]. Для изучения устойчивости липидов к
свободнорадикальному окислению оценивали накопление ТБК-реактивных веществ в гомогенатах мозговой ткани, инкубируемых в атмосфере при 370С. Интегральный показатель интенсивности ПОЛ (показатель окисляемости) выражали в процентах прироста содержания ТБК-реактивных веществ по отношению к исходному уровню [2]. Цифровой материал обработан методом пакета стандартных прикладных статистических программ "Statistica 5 for Windows".
Результаты исследования и их обсуждение. Результаты проведенного исследования показали, что на поздних этапах онтогенеза количество нервных клеток в хвостатом ядре достоверно уменьшается уже в период 2-го зрелого возраста. У людей старше 75 лет описанный процесс достигает максимальной интенсивности. В этой возрастной группе количество нейронов статистически значимо ниже по сравнению со
всеми предшествующими возрастными периодами. Не разграничивая по видам глиальные клетки, была проведена их обобщенная количественная оценка в единице объема нервной ткани в процессе старения. В хвостатом ядре наблюдается существенное увеличение числа глиоцитов с возрастом. Это проявляется в достоверном клеточном приросте глии уже во 2-м зрелом возрасте с последующей некоторой стабилизацией показателей в пожилом возрасте. Кроме этого, в изучаемой церебральной структуре при старении отмечается поэтапное повышение глиального индекса. Вполне вероятно, что именно возрастная пролиферация глиальных клеткок является одной из причин увеличения активности МАО в хвостатом ядре, которая, по нашим данным, у людей старше 75 лет превышает аналогичный показатель в зрелом возрасте в 3,5 раза. Считается, что именно на долю глиоцитов приходиться основная часть МАО в ЦНС [4]. Важно добавить, что возрастное увеличение активности МАО сопровождается параллельным нарастанием чувствительности липидов хвостатого ядра к свободнорадикальной атаке. Это проявляется тем, что у пожилых людей отмечено почти 3 -хкратное повышение окисляемости липидов по сравнению с 1-ой группой зрелого возраста.
Выводы. При старении в хвостатом ядре человека происходит значительное уменьшение количества нервных клеток,
сопровождающееся диффузным глиозом и, как следствие этого, увеличением глиального индекса. Морфологическим изменениям сопутствует снижение устойчивости липидов к свободнорадикальному окислению, что может быть связано с возрастанием на поздних этапах онтогенеза активности МАО в изученной мозговой структуре. Повышение с возрастом МАО-активности может рассматривать как один из факторов активации процессов ПОЛ, что является одной из главных причин гибели нервных клеток хвостатого ядра. Выявленные онтогенетические изменения вносят
существенный вклад в инволюцию нервной ткани, которая приводит к развитию нейродегенеративных заболеваний.
Список литература
1. Адрианов О.С., Молодкина Л.И., Ямщикова Н.Г. Ассоциативные системы мозга и экстраполяционное поведение. -М.: Медицина, 1987. - 192с.
2. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л., Цейликман В.Э. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2000. 167 с.
3. Горкин В.З. Аминоксидазы и их значение в медицине. - М.: Медицина, 1981.-336с.
4. Кнолл Дж. История депренила - первого селективного ингибитора моноаминоксидазы типа Б // Вопр. мед. химии. - 1997. - № 6. - С. 482 -493.
5. Кучеряну В.Г., Атаджанов М.А., Никушкин Е.В. и др. Перекисное окисление липидов в хвостатых ядрах при экспериментальном паркинсоническом синдроме //Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 1989. - № 1.- С. 39-41.
6. Меньшикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и др Окислительный стресс прооксиданты и антиоксиданты. - М.: Слово, 2006. - 553 с.
7. Сапожников А.Г., Доросевич А.Е. Гистологическая и микроскопическая техника.- Смоленск : Изд-во САУ, 2000. -476 с.
8. Фролькис, В.В. Старение мозга. - Л.: Наука, 1991. - 277 с.
9. Martin W.R., Ye F.Q., Allen P.S. Increasing striatal iron content associated with normal againg //Mov. Disord. - 1998. -Vol. 13, № 2. - Р. 281-286.
AGERELATED CHANGES IN HUMAN CAUDATE NUCLEUS UPON AGING
A.V. ALILUEV, SUSMU, Chelyabinsk, Russia
Abstract
Were studied neuroglial relationships in human caudate nucleus on the latest stages of postnatal ontogenesis in comparison with age dynamics activity of monoamineoxidase (МАО) and nerve tissue stability to oxidative stress (OS). Conducted research results showed that in human caudate nucleus takes place a significant reduction of the nerve cells upon aging accompanied by diffuse gliosis and as a consequence glial index increasing. Morphological changes are accompanied decrease of lipid resistance to free radical oxidation and MAO activity increase in the studied brain structure.
Keywords: caudate nucleus, neurons, gliocytes, monoamineoxidase, resistance to oxidative stress.
