WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Динамика морфобиохимических показателей системы “нейрон-глия-капилляр” и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении

На правах рукописи

Григорьев Олег Глебович

Динамика морфобиохимических показателей системы “нейрон-глия-капилляр” и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении

14.00.02 – анатомия человека

03.00.04 – биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва 2006.

Работа выполнена в Челябинской государственной медицинской академии.

Научные руководители:

Заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор

Турыгин Виктор Васильевич

доктор медицинских наук

Шемяков Сергей Евгеньевич

доктор медицинских наук, профессор

Волчегорский Илья Анатольевич

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Лысов Павел Константинрвич

Доктор медицинских наук, профессор Ивков Николай Николаевич

Ведущая организация:

Московский государственный медико-стоматологический университет

Защита состоится «____»__________2006г. в ____часов на заседании диссертационного совета Д.208.040.01. в Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова по адресу: 119992, Москва, ул. Трубецкая, д.8, стр.2.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова по адресу: 117998, Москва, Нахимовский пр. д. 49.

Автореферат разослан «__» ________2006г.

Ученый секретарь Владимир

диссертационного совета Анатольевич

Доктор медицинских наук, профессор Варшавский

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Мост головного мозга человека играет важнейшую роль в качестве центрального аппарата как двигательной, так и чувствительной сферы (А.В. Триумфов, 1999). Являясь сложно устроенным отделом мозгового ствола, мост участвует в регуляции функционирования целого ряда систем, таких как статокинетическая, слуховая, вегетативная, жевательно-речевой аппарат и др. Возрастные изменения, развивающиеся в структурах моста на поздних этапах онтогенеза, во многом определяют как старение организма в целом, так и развитие в нем патологических процессов.

Проблема “нормального” старения головного мозга человека остается в настоящее время недостаточно изученной (Н.Н. Боголепов и соавт., 1999) и привлекает повышенное внимание исследователей в сфере как теоретической, так и практической медицины.

Структурно-функциональной микроединицей ЦНС является нейрон с его ближайшим капиллярным и глиальным окружением (П.А. Мотавкин и соавт.,1983). Исключительная роль нейроглиальных элементов в обеспечении нормального функционирования нервной системы, в т. ч. и при старении определяет интерес исследователей к их изучению в онтогенетическом аспекте (С.М. Блинков, 1963; О.С. Адрианов, 1976; А.И. Ройтбак, 1977; П.А. Мотавкин и соавт, 1983 и др.). Плотность расположения глиальных и нервных клеток, а также их соотношение (глиальный индекс) характеризуют динамику развития мозга и являются морфологическими признаками физиологических и патологических изменений в ЦНС (С.М. Блинков, 1963). В связи с этим возникает необходимость в подробной морфометрической характеристике нейроглиальных взаимоотношений в структурах моста на стадиях онтогенеза.

Третьим элементом структурно-функциональной микроединицы ЦНС являются капилляры. Гистохимические методики определения активности ферментов капиллярной стенки позволяют судить как о микроангиоархитектонике церебральных структур, так и об интенсивности в них метаболических процессов (П.А. Мотавкин и соавт., 1983). Состояние микрососудистого русла ЦНС в различных физиологических и патологических условиях, а также онтогенетическая динамика его параметров являются объектом изучения многих исследователей (В.В Куприянов, 1983; П.А. Мотавкин и соавт,. 1983; В.В. Турыгин, 1985, 1988; С.Е. Шемяков, 1991; И.И. Шворак, 1992; Т.М. Бабик, 1999; Е.В. Михайлова 2000). Капиллярное русло моста головного мозга человека, соотношение его параметров с нейроглиальными элементами на этапах онтогенеза служат как показателями возрастной инволюции его структур, так и проявлениями сосудистой патологии в вертебро-базилярном бассейне. Данные обстоятельства предопределяют актуальность и перспективность подробного изучения системы “нейрон-глия-капилляр” в структурах моста на этапах онтогенеза.

Морфологические изменения, происходящие в структурах ЦНС на поздних этапах онтогенеза, сопровождаются сдвигами биохимических процессов в нервной ткани (С.Е. Шемяков, 2003). Одной из ведущих теорий старения в настоящее время является свободно-радикальная концепция (D. Harman, 1981; М.В. Биленко, 1989; В.З. Ланкин и соавт., 2000). Известно, что ЦНС обладает как системами генерации активных форм кислорода (ОФК), так и системой антиоксидантной защиты (АОЗ) (Т.И. Мжельская, 2000). Оксидативное повреждение нервной ткани приводит к дезорганизации клеточных мембран, изменению активности мембраносвязанных ферментов и, в конечном итоге, к апоптозу и гибели клеток (В.М. Дильман, 1987). В связи с этим, приобретает большое значение исследование возрастных изменений системы “ПОЛ – АОЗ” и активности мембраносвязанных ферментов во взаимосвязи с морфометрическими параметрами системы “нейрон – глия – капилляр”.

Исходя из вышеизложенного, были определены цель и задачи настоящего исследования.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Установить возрастные изменения в системе “нейрон-глия-капилляр” и охарактеризовать их связь с процессами липопероксидации и активностью ферментов антиоксидантной защиты в структурах моста головного мозга человека при старении.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

  1. Изучить нейро-глиальные взаимоотношения в структурах моста человека при старении.
  2. Исследовать морфометрические параметры капиллярного русла различных отделов моста и их возрастные изменения.
  3. Сопоставить онтогенетические морфологические изменения в системе “нейрон – глия - капилляр” с активностью тканевых дегидрогеназ и моноаминоксидазы.
  4. Исследовать содержание продуктов ПОЛ в структурах моста у лиц старших возрастных групп.
  5. Исследовать возрастные сдвиги в системе антиоксидантной защиты при старении различных отделов моста головного мозга человека.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ состоит в том, что впервые дана количественная характеристика нейроглиальным соотношениям в структурах моста головного мозга человека на поздних этапах онтогенеза и установлено снижение числа нейронов в период с I зрелого до старческого возраста на 20 – 40%, сопровождающееся заместительным глиозом и возрастанием глиального индекса на 80 – 150%. Впервые установлено, что максимальный прирост глиального индекса характерен для вестибулярных ядер моста. Впервые с помощью комплекса морфологических и гистохимических методов прослежена динамика морфометрических параметров капиллярного русла моста головного мозга при старении, выявлена возрастная редукция микроциркуляторного русла, проявляющаяся в уменьшении суммарной длины капилляров на 15 – 30% с компенсаторным возрастанием его емкостных характеристик. Впервые описаны возрастные изменения активности ферментов тканевого дыхания в структурах моста человека, при этом выявлен различный темп снижения СДГ- и НАД-Н-дегидрогеназной активности. Впервые с помощью биохимических методов исследования комплексно изучена возрастная динамика активности МАО-Б и ферментов антиоксидантной защиты в белом и сером веществе моста. Установлено, что при старении нарастание активности МАО-Б в 2 – 3 раза сопровождается дисбалансом в системе АОЗ, что приводит к активации процессов липопероксидации. Впервые осуществлено сопоставление морфологических, гистохимических и биохимических сдвигов в структурах моста головного мозга человека на поздних этапах постнатального онтогенеза.

ПРАКТИЧЕСКАЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Результаты данного исследования, касающиеся возрастных особенностей структурно-функциональной единицы ЦНС в различных компартментах моста человека, расширяют представления о структурной организации этого отдела мозгового ствола. Полученные данные могут быть использованы при подготовке студентов медицинских ВУЗов на кафедре нормальной анатомии, гистологии и биохимии. Сведения о взаимосвязи морфологических и биохимических сдвигов в структурах моста при старении позволяют определить новые подходы к профилактике и терапии сосудистых и нейродегенеративных заболеваний в неврологической и геронтологической практике.

АПРОБАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ. Основные положения диссертации доложены на научной конференции «Современные лабораторные технологии в биологии и медицине», посвященной 20-летию ЦНИЛ ЧелГМА (Челябинск, 2000 год); на 3-ей итоговой конференции молодых ученых ЧелГМА (Челябинск, 2003 год); на региональной научной конференции «Современные технологии в оториноларингологии» (Екатеринбург, 2005 год); на расширенном заседании кафедры анатомии человека ММА им. И.М. Сеченова (Москва, 2006); на VIII конгрессе Международной ассоциации морфологов (Орел, 2006).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 8 статей в местной и региональной печати.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

  1. Изменения морфометрических параметров системы “нейрон – глия – капилляр” в структурах моста головного мозга человека на поздних этапах онтогенеза носят стереотипный характер при ряде топологических особенностей.
  2. Морфологические сдвиги в структурной микроединице ЦНС сопровождаются снижением активности дегидрогеназ тканевого дыхания.

3. Возрастное нарастание активности МАО-Б сопровождается падением активности СОД и компенсаторным приростом активности каталазы и содержания церулоплазмина.

4. При старении в структурах моста развивается дисбаланс в системе ПОЛ - АОЗ, сопровождаемый повышением чувствительности церебральных липидов к свободно-радикальной атаке и накоплением продуктов ПОЛ в тканях моста.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 149 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 26 таблицами и 18 фотографиями. Список литературы содержит 227 источников, в том числе 84 зарубежных.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объектом исследования послужили препараты моста головного мозга, полученные при аутопсии 151 трупа людей обоего пола, в возрасте от21 года до 92 лет, смерть которых не была напрямую связана с заболеваниями центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Забор материала производился не позднее 24 часов с момента констатации смерти. Были исследованы вестибулярные ядра, ядро лицевого нерва, ядра трапециевидного тела, ядра моста и белое вещество – корково-спинномозговые волокна. При разделении материала по возрастным группам использовалась периодизация, принятая на 7-й Всероссийской научной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии (М., изд. АПН СССР, 1965).

Для выявления изменений количественных параметров нервных и глиальных клеток фронтальные срезы моста, фиксированные в 10% нейтральном формалине окрашивались гематоксилин-эозином. В окрашенных срезах производился подсчет нейронов и глиоцитов под микроскопом (увеличение объектива 40х) с использованием квадратно-сетчатой окулярной вставки (Г.Г. Автандилов, 1990). На каждом срезе определялось число клеток в 10 соседних участках ткани. Затем производился перерасчет количества клеток в 0,01 мм3 ткани с учетом толщины среза. После этого рассчитывался глиальный индекс – соотношение между числом глиальных и нервных клеток в единице объема ткани (С.М. Блинков, 1963).

Для изучения капиллярного русла моста применялся метод маркировки функционально активных капилляров щелочной фосфатазой по M.S. Burstone (1962). Специфичность гистохимической реакции контролировали добавлением в инкубационную среду 0,01М L – цистеина (З. Ллойда и соавт., 1982). На окрашенных фронтальных срезах определяли следующие параметры капиллярного русла: 1) суммарная длина капилляров в 1 мм3 ткани (L); 2) диаметр капилляров (d); 3) площадь обменной поверхности капилляров в 1 мм3 ткани (S=dL); 4) объем крови в капиллярах в 1 мм3 ткани (V=(d2/4)L); 5) количество крови, приходящейся на единицу поверхности капилляра (V1=V/S). Суммарная длина капилляров вычислялась по методике С.М. Блинкова и Г.Д. Моисеева (1961) с использованием формулы для неравномерного распределения капилляров в мозговой ткани. Диаметр капилляров измеряли при помощи винтового окулярмикрометра МОВ 1-15х на микроскопе “Биолам” при увеличении объектива 40х.

Для выявления особенностей окислительно-восстановительных процессов в нервной ткани моста на этапах онтогенеза была изучена динамика активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) (К.Ф. 1. 3. 99. 1.) и НАД-Н2-дегидрогеназы (НАД-д) (К.Ф. 1. 3. 99. 3.). Активность СДГ определяли по методу Нахласа (Х. Луппа, 1980). НАД-д выявляли с использованием -никотинамид-динуклеотида восстановленной динатриевой соли (НАД-Н) и НСТ. Инкубационная среда готовилась на трис-буфере с рН=7,4 (Э. Пирс, 1962). Для количественной оценки активности СДГ и НАД-д в клетках структур моста использовался микроскоп «ЛЮМАМ – ИЗ» с фотометрической насадкой «ФМЭЛ – 1А» и с фотоумножителем ФЭУ – 79. Активность энзимов выражалась в условных оптических единицах. Съемка гистологических и гистохимических микропреператов производилась цифровой камерой «AGFA».

Активность моноаминоксидазы [МАО; амин: кислород оксидоредуктаза (дезаминирующая), (содержащая флавин); К.Ф. 1. 4. 3. 4.] в структурах моста головного мозга определялась по методике И.А. Волчегорского и соавт. (1991, 2000). Метод основан на принципе семикарбазонообразования, где в качестве субстрата использовали солянокислый бензиламин, который является специфическим субстратом МАО-Б (Lewinsohn R. Et al., 1980). Активность МАО-Б выражали в нМоль бензальдегида / мг ткани мозга / мин.

Содержание изопропанол- и гептан-растворимых первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ оценивали спектрофотометрически в липидном экстракте мозговой ткани (И.А. Волчегорский и соавт., 1989; 2000). Результат выражали в виде индексов окисления, рассчитывая соотношения Е232 / Е220, Е278 / Е220, Е400 / Е220. Дополнительно рассчитывали показатель Е220/ мг ткани, отражающий удельное содержание полиненасыщенных липидов в изучаемых структурах (И.А. Волчегорский и соавт., 1989; 2000). Параллельно проводилось колориметрическое определение продуктов ПОЛ, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) (И.А. Волчегорский и соавт., 1991; 2000). Для изучения устойчивости липидов к свободнорадикальному окислению оценивали накопление ТБК-реактивных веществ в 2,5% гомогенатах мозговой ткани, инкубируемых 1 час in vitro при температуре 37о С (И.А. Волчегорский и соавт., 2000). Показатель окисляемости выражался в процентах прироста содержания ТБК-реактивных веществ по отношению к исходному уровню.

Активность супероксиддисмутазы (СОД) [супероксид: супероксидоксидоредуктаза К.Ф. 1. 15. 1. 1.] определяли по методу С. Чевари и соавт. (1985). Для расчета активности СОД определяли процент торможения восстановительной реакции НСТ в опыте за 1мин и считали, что 50% ингибирования соответствует одной условной единице активности СОД (Е.Е. Дубинина и соавт., 1983). Результат выражали в ЕД / мг ткани / мин. Активность каталазы [перекись водорода: перекись водорода оксидоредуктаза К.Ф. 1. 16. 3. 1. ] определяли по методике М.А. Королюк и соавт. (1988). Активность каталазы выражали в нмоль / сек / 1грамм ткани. Содержание ферментноактивного церулоплазмина [ферро: О2-оксидоредуктаза К.Ф. 1. 16. 3. 1.] в тканях моста определяли с помощью модифицированной методики Ревина (В.Г. Колб, В.С. Камышников; 1975) с увеличением времени инкубации до 180 мин. Результат выражали мг ферментноактивного ЦП / 10 грамм ткани мозга.

Полученные данные обработаны дискриптивными методами и представлены в виде средней арифметической (М) и ее стандартной ошибки (m). Проверка статистических гипотез осуществлялась при критическом уровне значимости р = 0,05. Статистическая обработка результатов проводилась при помощи программы «Microsoft Excel».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

В настоящей работе приводятся результаты, полученные при морфологическом, гистохимическом и биохимическом исследовании ряда структур моста головного мозга человека, связанных с функционированием двигательного, статокинетического, слухового анализаторов.

В ходе исследования морфометрических параметров структур моста головного мозга нами установлено непрерывное снижение плотности нейронов с развитием заместительного глиоза, что сопровождалось нарастанием глиального индекса, наиболее выраженным в вестибулярных ядрах (табл. № 1). Плотность расположения нейроцитов, по нашим данным, была наивысшей в ядрах моста, что согласуется с мнением ряда авторов (В.В. Турыгин, 1990; Н.В. Малиновская, 2002; С.Е. Шемяков, 2003) о более высокой нейрональной плотности в филогенетически «молодых» структурах головного мозга.

Снижение нейрональной плотности на 25-40% сопровождается нарастанием числа глиоцитов на 30-40%, которое, по нашим данным, наиболее выражено в пожилом возрасте (табл. № 1). Нарастание плотности глиоцитов в старших возрастных группах носит не только заместительный, но и компенсаторно-приспособительный характер. Мы разделяем мнение П.А. Мотавкина и соавт. (1983) о повышении роли глиоцитов в трофике нервной ткани и выведении продуктов метаболизма нейронов в условиях возрастной редукции микроциркуляторного русла.

Наше исследование показало незначительное снижение плотности глиоцитов во II зрелом возрасте в ядрах, связанных со слуховым и статокинетическим анализаторами. Е.В. Михайлова (2000) при изучении подкорковых центров ряда анализаторов, локализующихся на уровне среднего и промежуточного мозга, отметила повышение в них глиальной плотности уже со II зрелого возраста.

Снижение нейрональной плотности на 20-40% в сочетании с заместительным глиозом на поздних этапах онтогенеза приводит к повышению глиального индекса в 1,5 – 2,5 раза, что может рассматриваться как показатель возрастной инволюции нервной ткани. По нашим данным, максимальные значения глиального индекса характерны для филогенетически более «древних» структур моста – ядер вестибулярного нерва. В этих же структурах отмечается и наибольший относительный прирост показателя на протяжении поздних этапов онтогенеза (табл. № 1). Это, отчасти, может служить объяснением факта преобладания вестибулярных симптомов по сравнению с двигательными и слуховыми расстройствами при сосудистой патологии заднего мозга, начиная со II зрелого возраста до развития клинических и морфологических проявлений атеросклероза (Г.М. Григорьев, 1975; И.Я. Калиновская, 1973; G. Perani, A. Bergomi, 1967).

Таблица №1. Количественная характеристика нейро-глиальных взаимоотношений в структурах моста при старении.

ПОКАЗА-ТЕЛИ СТРУК-ТУРЫ МОСТА ВОЗРАСТ
1-й зрелый 2-й зрелый Пожилой Старческий
Количество нейронов в 0,01мм3 ткани ВЯ ЛН ТТ СЯ 107,2 ±25,99 73,6±3,924 96,0±11,03 105,6±13,717 83,2±9,33 92,8±6,50* 73,6±7,756 100,8±13,048 95,2±9,667 94,4±12,496 75,2±5,427 94,4±10,851 60,8±6,974 74,2±5,427** 62,4±6,881* 81,6±10,245
Количество глиоцитов в 0,01 мм3 ткани ВЯ ЛН ТТ СЯ 451,2±40,84 457,6±51,69 414,4±30,08 486,4±91,02 444,2±32,90 411,2±30,42 459,2±51,20 459,2±46,4 654,4±31,23* 636,8±41,15*,** 638,4±17,60*,** 630,4±39,16** 662,4±23,92*,** 670,4±44,71*,** 640,0±39,59*,** 680,0±50,91**
Глиальный индекс ВЯ ЛН ТТ СЯ 4,78±0,637 5,73±76,09 4,548±0,5669 4,568±0,3233 5,434±0,4159 4,52±0,4806 6,36±0,7068* 5,24±0,3795 7,22±0,7685*,** 7,07±1,2365 8,76±0,5012*,** 6,94±0,6845* 11,65±1,754*,**,*** 9,0±0,5831**,*** 10,48±0,6599*,**,*** 8,68±0,8602**,***

Примечание: 1. ВЯ – вестибулярные ядра; ЛН – ядро лицевого нерва; ТТ – ядра трапециевидного тела; СЯ –ядра моста. 2. Достоверные различия (p<0,05): * - с 1м зрелым возрастом; ** - со 2м зрелым возрастом; *** - с пожилым возрастом.

Морфометрические параметры функционально-активного капиллярного русла и их возрастная динамика достаточно точно отражают уровень метаболизма ткани головного мозга на различных этапах постнатального онтогенеза. В связи с этим, большое значение приобретает изучение капиллярного русла, маркированного щелочной фосфатазой – ферментом, определяющим транспортные свойства эндотелия и проявляющим высокую активность лишь в функционально-активных капиллярах, а не во всех микрососудах (П.А. Мотавкин и соавт., 1983).

При исследовании функционально-активного капиллярного русла нами выявлены значительно более низкие показатели морфометрических параметров капилляров белого вещества моста по сравнению с серым, что совпадает с мнением О.В. Савинова (1988) и Т.М. Бабика (1999) о большей интенсивности обменных процессов в ядрах серого вещества и, следовательно, о более высоком уровне их капилляризации по сравнению с белым веществом. С.М. Блинков и И.И. Глезер (1964) также указывают на то, что объем, занимаемый капиллярами в сером веществе на 200 – 300 % больше, чем в белом веществе.

Данные настоящего исследования подтверждают общепринятые представления о более высоких морфометрических характеристиках функционально-активного капиллярного русла в филогенетически «молодых» структурах головного мозга. Нами выявлены максимальные показатели плотности функционально-активных капилляров в ядре лицевого нерва и ядрах моста (табл. № 2). Высокие цифры данного параметра характерны для неоталамических ядер промежуточного мозга (С.Е. Шемяков, 1988) и структур neostriatum конечного мозга (Н.В. Малиновская, 2002). Мы разделяем мнение авторов в том, что данный феномен объясняется большей функциональной активностью филогенетически «молодых» структур.

По нашим данным, в старших возрастных группах происходит уменьшение суммарной длины капилляров в единице объема мозговой ткани на 12-25% во всех исследованных структурах. При этом в некоторых структурах моста (вестибулярные ядра, ядро лицевого нерва) нами выявлено достоверное увеличение плотности функционально-активных капилляров во II зрелом возрасте относительно I зрелого. Снижение показателей капилляризации нервной ткани в старших возрастных группах может быть вызвано следующими причинами: во-первых, редукцией части микрососудов, во-вторых, падением активности щелочной фосфатазы в эндотелии капилляров (П.А. Мотавкин и соавт., 1983), в-третьих, уменьшением числа функционирующих капилляров (Д.Г. Барамидзе, 1980).

Одновременно нами была выявлена тенденция к неуклонному увеличению диаметра функционально-активных капилляров с возрастом (табл. № 2). Данное явление следует рассматривать как компенсаторно-приспособительную реакцию, направленную на предотвращение ишемии, связанной с редукцией микрососудистого русла (В.М. Черток, Н.В. Мирошниченко, 1987). Авторы отмечают, что значения диаметра капилляров находятся в обратно пропорциональной зависимости к их плотности. Исследования Т.М. Бабика (1999), Е.В, Михайловой (2000), Н.В. Малиновской (2002) показывают максимальные значения диаметра капилляров при минимальных цифрах их плотности в пожилой и старческой возрастных группах в структурах продолговатого, среднего, промежуточного и конечного мозга человека.

Площадь обменной поверхности капилляров, по нашим данным, минимальна в белом веществе моста. Значительно более высокие показатели данного параметра характерны для серого вещества ядра лицевого нерва и ядер моста. В этих же структурах отмечены и более высокие цифры объема крови в капиллярном русле мозговой ткани (табл. № 2). Можно предположить, что высокая функциональная активность филогенетически «молодых» ядер, связанных с двигательным анализатором, предопределяет более высокий уровень тканевого метаболизма и, соответственно, интенсивную регионарную гемодинамику в данных структурах (табл. № 2).

Показатель объема капиллярного русла в 1мм3 мозговой ткани во всех исследованных структурах моста достигал своих максимальных значений во II зрелом возрасте. Для пожилого возраста нами отмечена тенденция к снижению данного параметра в белом веществе, которая сохраняется и в старческом возрасте, подобно ядрам продолговатого мозга (Т.М. Бабик, 1999). Противоположная динамика (повышение значений данного показателя после 74 лет) выявлена С.Е. Шемяковым (1991), И.И. Швораком (1992) и Е.В. Михайловой (2000) в структурах промежуточного и среднего мозга.

Таблица №2. Количественная характеристика капиллярного русла структур моста при старении.

ПОКАЗА-ТЕЛИ СТРУК- ТУРЫ МОСТА ВОЗРАСТ
1-й зрелый 2-й зрелый Пожилой Старческий
Суммарная длина капилляров в 1мм3 ткани (мм) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 225,0±6,71 262,1±8,69 254,85±8,05 261,0±7,34 201,0±7,53 254,0±7,0* 303,6±8,34* 252,3±6,37 293,0±15,3 195,34±14,27 217,56±3,02*,** 246,72±6,45*,** 222,64±4,36*,** 233,74±6,78*,** 169,4±14,99* 193,04±8,12*,**,*** 223,24±3,82*,**,*** 214,8±4,61*,** 222,42±3,39*,** 137,0±10,02*,**
Диаметр капилляров (мкм) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 5,176±0,469 5,372±0,670 4,876±0,543 5,268±0,250 4,940±0,758 5,890±0,430 5,930±0,370 5,990±0,450 5,780±0,330 5,860±0,460 6,170±0,194* 6,710±0,265 6,740±0,372* 6,420±0,075* 6,000±0,105 6,280±0,182* 6,590±0,11 6,340±0,163* 6,420±0,138* 6,400±0,097***
Площадь обменной поверхности капилляров в 1мм3 ткани (мм2) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 3,657±0,098 4,421±0,181 3,902±0,039 4,317±0,058 3,118±0,181 4,698±0,094* 5,653±0,097* 4,745±0,090* 5,318±0,150* 3,594±0,20 4,215±0,018*,** 5,198±0,054*,** 4,712±0,051* 4,712±0,016*,** 3,191±0,049** 3,806±0,046**,*** 4,619±0,013**,*** 4,276±0,035*,**,*** 4,483±0,015*,**,*** 2,753±0,031*,**
Объем капиллярного русла в 1 мм3 ткани (мм3х10-3) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 3,49±0,195 5,31±0,729 4,23±0,16 4,75±0,49 3,10±0,28 5,94±0,97* 6,50±0,95 6,52±1,04 6,24±0,85 5,96±1,21* 6,24±0,26* 8,82±0,84* 8,15±1,24* 7,83±0,135* 4,93±0,59* 5,88±0,428 7,75±0,268* 6,76±0,497* 9,95±0,70*,** 4,70±0,47*
Количество крови на единицу поверхности капилляра (мм3/мм2х10-3) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,99± 0,081 1,2± 0,166 1,08± 0,042 1,09± 0,114 0,99± 0,09 1,26± 0,208 1,16± 0,17 1,37± 0,218 1,17± 0,162 1,60± 0,34 1,57± 0,10 1,69± 0,16* 1,74± 0,263* 1,66± 0,028* 1,56± 0,169* 1,54± 0,113 1,68± 0,058*,** 1,57± 0,115* 2,22± 0,157*,**,*** 1,71± 0,173*

Примечание: 1. ВЯ – вестибулярные ядра; ЛН – ядро лицевого нерва; ТТ – ядро трапециевидного тела; СЯ –ядра моста; ПП – корково-спинномозговые волокна. 2. Достоверные различия (p<0,05): * - с 1м зрелым возрастом; ** - со 2м зрелым возрастом; *** - с пожилым возрастом.

Некоторое повышение емкостных показателей у лиц II зрелого и пожилого возраста следует рассматривать как компенсаторную реакцию на возрастное уменьшение линейных параметров капиллярного русла.

В ядрах моста показатель количества крови на ед. поверхности капилляра нарастает в пожилом и старческом возрасте. Данное наблюдение согласуется с общепринятым представлением о более высокой онтогенетической пластичности филогенетически «молодых» структур головного мозга. Что касается более «древних» отделов моста, то для них характерны меньшие деструктивные изменения, сопровождающиеся менее выраженными морфологическими признаками компенсации.

Возрастная редукция капиллярного русла несомненно ведет к нарастающей ишемии и гипоксии нервной ткани; морфологическим проявлением данных процессов является снижение числа нейронов с развитием заместительного глиоза, который принято рассматривать как следствие хронической гипоксии ЦНС (П.А. Мотавкин и соавт., 1983). В свою очередь, морфологические сдвиги в системе «нейрон-глия-капилляр» могут отражать нарушения тканевого метаболизма, проявляющимся, прежде всего в изменении активности ферментных систем митохондриального матрикса, регулирующих процессы биологического окисления. Возрастное снижение активности в нейронах моста одного из ключевых ферментов тканевого дыхания – сукцинатдегидрогеназы – указывает на то, что на поздних этапах онтогенеза к циркуляторному компоненту гипоксии присоединяется тканевой. Наше исследование показало топологическую универсальность динамики СДГ-активности во всех изученных структурах (табл. № 3). Возрастное падение активности СДГ прямо соотносится со снижением нейрональной плотности и уменьшением линейных параметров капиллярного русла. Данные нашего исследования подтверждают мнение о том, что одним из механизмов нейродегенерации в старости является ингибирование СДГ, приводящее к нарушению энергетического метаболизма нейронов и их гибели (R.T.Matthews et al., 1988). Следует отметить, что схожую динамику СДГ-активности в церебральных компартментах наблюдали Е.В. Михайлова (2000) и Н.В. Малиновская (2002).

Нами также выявлено снижение активности НАД-Н2-дегидрогеназы, значимо (р < 0,05) проявлявшееся в пожилом и старческом возрасте (табл. № 3). В то же время обращает на себя внимание тенденция к возрастанию данного показателя во II зрелом возрасте в ядре лицевого нерва и корково-спинномозговых волокнах моста. Подобную закономерность выявил С.Е. Шемяков (2003) в базальных ядрах и таламусе головного мозга человека. Мы разделяем мнение автора в том, что данный феномен следует рассматривать как компенсаторную реакцию, направленную на смягчение последствий ингибирования ключевых дегидрогеназ цикла Кребса. Е.В. Михайлова выявила повышение активности НАД-Н2-дегидрогеназы в коре поля Е крючка у лиц старших возрастных групп. При этом в филогенетически «молодых» отделах коры (поля 17 и 41) автор отмечает снижение активности энзима на поздних этапах онтогенеза.

По-видимому, снижение активности мембраносвязанных дегидрогеназ в нейронах стареющего мозга связано не столько со снижением нейрональной плотности, сколько является результатом свободнорадикальной деструкции липопротеидов внутриклеточных мембран.

К мембраносвязанным ферментам митохондрий относится также моноаминоксидаза, регулирующая уровень катехоламинов в нервной ткани и влияющая на активность ряда ферментов тканевого дыхания (В.З. Горкин, 1981). Основной формой моноаминоксидазы в головном мозге человека является МАО-Б, на долю которой приходится 80 – 90 % церебральной активности фермента (R.N. Kalaria et al. 1988).

Результаты настоящего исследования позволяют констатировать, что возрастные изменения активности МАО-Б в структурах моста стереотипны и не зависят от их функционального значения и филогенетического возраста (табл. № 3). Относительно низкий уровень активности фермента у лиц I-II зрелого возраста сменяет выраженное повышение активности МАО-Б во всех структурах моста у лиц пожилого возраста на 80-120%. У лиц старше 74 лет наблюдается дальнейший прирост МАО-активности.

МАО-зависимая генерация свободных радикалов считается важным фактором оксидативного повреждения и развития возрастной инволюции нервной ткани (И.А. Волчегорский и соавт., 2001). Нарастание церебральной МАО-активности в старших возрастных группах отмечено в работах И.А. Волчегорского и соавт. (2001; 2003), П.В. Малиновской (2002), С.Е. Шемякова (2003). Авторы объясняют данное явление развитием глиоза в процессе возрастной инволюции нервной ткани. Возрастная пролиферация глиоцитов, на долю которых приходится основная часть МАО-активности в ЦНС, приводит к нарастанию экспрессии фермента у лиц старших возрастных групп (В.З. Горкин. 1981; В.Дж. Кнолл, 1997). С.Е. Шемяковым (2003) выявлена прямая корреляционная зависимость между числом глиоцитов в мозговых компартментах и показателями в них МАО-активности. По мнению автора, нарастание активности МАО-Б является не только производным увеличением числа глиоцитов, но и результатом усиления экспрессии энзима глиальными клетками в старческой возрастной группе. Причиной усиленной экспрессии МАО-Б может являться возрастная гипертрофия пучковой зоны коры надпочечников, сопровождающаяся повышением уровня глюкокортикоидов в крови (В.М. Дильман, 1987). Известно, что глюкокортикоидные гормоны усиливают экспрессию МАО-Б астроцитами (P. Carlo et al., 1996).

Возрастное нарастание МАО-активности в ткани мозга рассматривается как один из факторов, ведущих к истощению антиоксидантных резервов и накоплению продуктов липопероксидации (И.А. Волчегорский и соавт., 2001; 2003). Индуктором ПОЛ может служить перекись водорода – субстратнезависимый продукт МАО-катализируемой реакции окислительного дезаминирования катехоламинов (В.З. Горкин, 1981; И.А. Волчегорский и соавт., 2000). С.Е. Шемяков (2003) связывает снижение устойчивости церебральных липидов к свободно-радикальному окислению с возрастанием активности МАО-Б на поздних этапах онтогенеза. Накоплению продуктов ПОЛ может способствовать также и подавление активности супероксиддисмутазы в результате усиленного МАО-зависимого образования перекиси водорода в мозговой ткани (Ю.А. Владимиров, 1999; Е.Е. Дубинина, 2001).

Таблица №3. Возрастная динамика активности мембраносвязанных ферментов в структурах моста.

ФЕРМЕ- НТЫ./ Ед. измере-ния СТРУК- ТУРЫ МОС- ТА ВОЗРАСТ
1-й зрелый 2-й зрелый Пожилой Старческий
МАО-Б НМоль/ мг/мин ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,0121±0,0027 0,0099±0,0021 0,0112±0,0029 0,0115±0,0026 0,0114±0,0022 0,0123±0,0047 0,0126±0,0046 0,0111±0,0017 0,0143±0,0048 0,0112±0,0015 0,0214±0,0029* 0,0253±0,0025*,** 0,0211±0,0007*,** 0,0221±0,0038* 0,0218±0,0037*,** 0,0351±0,0022*,**,*** 0,0361±0,0028*,**,*** 0,0343±0,0017*,**,*** 0,0369±0,0015*,*** 0,0371±0,0016*,***
СДГ Усл. опт. ед. ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 8,28±0,19 8,40±0,18 8,34±0,25 8,33±0,12 7,75±0,27 8,39±0,12 7,96±0,09* 8,32±0,19 8,09±0,08* 7,71±0,52 6,52±0,11*,** 5,78±0,12*,** 6,65±0,115*,** 5,77±0,18*,** 5,88±0,009*,** 5,01±0,08*,**,*** 5,47±0,08*,** 5,69±0,15*,**,*** 5,25±0,07*,** 4,76±0,11*,**,***
НАД-д Усл. опт. ед. ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 4,91±0,09 5,12±0,09 5,52±0,15 5,99±0,10 5,34±0,06 5,11±0,08 6,00±0,12* 5,27±0,09 5,62±0,16 5,58±0,10 4,42±0,11** 4,66±0,07** 4,31±0,12*,** 4,95±0,10*,** 5,03±0,06 3,49±0,08*,**,*** 4,15±0,09*,**,*** 3,53±0,09*,**,*** 3,87±0,11*,**,*** 4,42±0,08*,**,***

Примечание: 1. ВЯ – вестибулярные ядра; ЛН – ядро лицевого нерва; ТТ – трапециевидное тело; СЯ – собственные ядра; ПП – корково-спинномозговые волокна. 2. Достоверные различия (p<0,05): * - с 1м зрелым возрастом; ** - со 2м зрелым возрастом; *** - с пожилым возрастом.

При исследовании содержания первичных продуктов перекисного окисления липидов нами выявлены максимальные значения данного показателя в филогенетически «молодых» ядрах моста в обеих фазах липидного экстракта (табл. №4). По данным И.А. Волчегорского и соавт. (2003; 2005) и С.Е. Шемякова (2003), самое высокое содержание изопропанол- и гептанрастворимых первичных липопероксидов отмечается в неокортексе и коре мозжечка. Мы разделяем предположение автора о том, что высокий уровень переокисленных липидов в филогенетически «молодых» структурах обусловлен наибольшей интенсивностью в них митохондриального окисления. Следует отметить, что «утечка» электронов из дыхательных цепей митохондрий считается существенным фактором индукции ПОЛ in vivo (Ю.А. Владимиров, 2000; В.З. Ланкин и соавт., 2000; М.В. Биленко,1989).

Результаты настоящего исследования показали возрастное накопление первичных (диеновые коньюгаты ацилгидроперекисей) продуктов ПОЛ как в гептановой, так и в изопропанольной фазе липидного экстракта (табл. № 4). Отмечено так же нарастание содержания с возрастом изопропанолрастворимых вторичных продуктов ПОЛ (кетодиенов и сопряженных триенов).

Обращает на себя внимание онтогенетическая динамика содержания вторичных гептанофильных и конечных продуктов ПОЛ (шиффовых оснований) (табл. №4). Нами выявлено достоверное (р<0,05) снижение уровня изопропанолрастворимых шиффовых оснований у лиц пожилого возраста. Снижение содержания гептанрастворимых вторичных и конечных продуктов ПОЛ на поздних этапах онтогенеза было менее выражено (р>0,05). Схожую онтогенетическую динамику выявил С.Е. Шемяков (2003). Мы разделяем его предположение о том, что усиленное образование «пигмента старения» - липофусцина, сопровождающееся потреблением карбонильных липопероксидов, является причиной возрастного снижения этих интермедиатов ПОЛ в церебральных структурах. Известно, что карбонильные вторичные продукты ПОЛ способны к взаимодействию с аминогруппами азотистых оснований фосфолипидов и -аминогруппами лизина с последующим образованием липофусцина, который по своей химической природе является производным шиффовых оснований (Е.И. Львовская и соавт., 1991). Следует отметить, что разнонаправленность онтогенетической динамики накопления гептан- и изопропанолрастворимых вторичных и конечных продуктов ПОЛ связана с глубокой деградацией мембранных липидов в процессе возрастной инволюции нервной ткани. По мнению И.А. Волчегорского и соавт. (2003; 2005), переокисленные ацилы фосфолипидов, экстрагируемые изопропанолом, «вырезаются» фосфолипазой А-2, трансформируются в неэтерифицированные жирные кислоты и приобретают свойства гептанрастворимости. Именно гептанрастворимые продукты фосфолиполиза являются основными метаболическими предшественниками шиффовых оснований, накапливающихся в тканях моста головного мозга в процессе возрастной инволюции.

И.А. Волчегорский и соавт., (2001; 2003) провели сравнительный анализ содержания продуктов ПОЛ и активности МАО-Б в структурах головного и спинного мозга на поздних этапах онтогенеза. Авторами зарегистрировано наибольшее содержание переокисленных липидов и наименьшая МАО-активность в коре больших полушарий и мозжечке. В процессе старения во всех мозговых компартментах наблюдалось параллельное нарастание активности МАО-Б, увеличение чувствительности липидов к оксидативному стрессу и накопление продуктов ПОЛ. Мы разделяем мнение авторов о причастности возрастного повышения церебральной МАО-активности к онтогенетической интенсификации процессов ПОЛ в ткани стареющего мозга.

Одним из факторов, ведущих к истощению антиоксидантных резервов нервной ткани в старших возрастных группах, может служить нарастание церебральной активности МАО-Б (С.Е. Шемяков, 2003).

Таблица №4. Возрастные изменения содержания первичных (Е232 / Е220), вторичных (Е278 / Е220), и конечных (Е400 / Е220) продуктов ПОЛ в структурах моста в гептановой и изопропанольной фазе липидного экстракта.

ПОКАЗА- ТЕЛИ СТРУ- КТУ- РЫ МОСТА 1й зрелый возраст 2й зрелый возраст Пожилой возраст Старческий Возраст
Первичные продукты ПОЛ (гептан- раствори-мые) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,245±0,0318 0,279±0,065 0,170±0,0186 0,403±0,081 0,238±0,0286 0,303±0,0276 0,313±0,0602 0,280±0,0257* 0,314±0,0463 0,244±0,0462 0,302±0,0429 0,318±0,028 0,356±0,0608* 0,356±0,0485 0,305±0,0458 0,221±0,025 0,226±0,0189*** 0,180±0,0261**,*** 0,218±0,0354 0,255±0,0719
Первичные продукты ПОЛ (изопро-панол-раствори-мые) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,383±0,0504 0,495±0,0274 0,505±0,0298 0,529±0,043 0,489±0,0402 0,567±0,027* 0,575±0,0185* 0,575±0,0185 0,505±0,0374 0,543±0,0272 0,497±0,0555 0,559±0,0174 0,527±0,03 0,539±0,0236 0,522±0,0322 0,554±0,0351* 0,562±0,0157* 0,555±0,0349 0,606±0,0549 0,543±0,0399
Вторичные продукты ПОЛ (гептан- раствори-мые) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,0797±0,0217 0,099±0,05 0,0757±0,037 0,087±0,0412 0,046±0,0217 0,113±0,0342 0,0537±0,0187 0,096±0,0201 0,0386±0,0157 0,0916±0,0118 0,0406±0,0098** 0,079±0,0218 0,0807±0,008 0,082±0,026 0,0632±0,0073 0,047±0,0149 0,0399±0,0121 0,043±0,006**,*** 0,0613±0,0216 0,0445±0,0025**
Вторичные продукты ПОЛ (изопро-панол-раствори-мые) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,148±0,0118 0,15±0,0051 0,157±0,0133 0,161±0,0065 0,157±0,0127 0,162±0,0054 0,16±0,0101 0,146±0,0086 0,162±0,007 0,165±0,0151 0,154±0,0192 0,185±0,0136** 0,161±0,0146 0,16±0,0101 0,154±0,0144 0,171±0,0148 0,169±0,0134 0,176±0,0078* 0,173±0,017 0,159±0,0136
Конечные продукты ПОЛ (гептан- раствори-мые) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,0061±0,0038 _ _ _ _ 0,0238±0,0079 0,032±0,0102 0,0225±0,0052 0,028±0,0133 0,0392±0,0201 0,0058±0,00 0,0029±0,00 0,0028±0,00 0,065±0,00 _ _ _ _ 0,0037±0,00 _
Конечные продукты ПОЛ (изопро-панол-раствори-мые) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,0197±0,0072 0,0307±0,00256 0,0157±0,0077 0,0181±0,0061 0,017±0,0034 0,0172±0,0056 0,0438±0,0085 0,0225±0,0051 0,0325±0,0011* 0,0527±0,017 0,0146±0,0033 0,0222±0,0049** 0,0317±0,00419 0,0164±0,0037** 0,0192±0,0065 0,00199±0,0041 0,023±0,0033** 0,0171±0,00218 0,0359±0,00117 0,0135±0,0012**

Примечание: 1. ВЯ – вестибулярное ядра; ЛН – ядро лицевого нерва; ТТ – ядро трапециевидного тела; СЯ –ядра моста; ПП – – корково-спинномозговые волокна. 2. Достоверные различия (p<0,05): * - с 1м зрелым возрастом; ** - со 2м зрелым возрастом; *** - с пожилым возрастом.

Показатель окисляемости липидов, по нашим данным, отличается наиболее высокими цифрами в структурах, относящихся к статокинетическому (вестибулярные ядра) и слуховому (трапециевидное тело) анализаторам (табл. №5).

Таблица №5. Возрастные изменения содержания ТБК-реактивных веществ, окисляемости и ненасыщенности липидов в структурах моста.

ПОКАЗА- ТЕЛИ СТРУК- ТУРЫ МОСТА ВОЗРАСТ
1-й зрелый 2-й зрелый Пожилой Старческий
Содержание ТБК-реактив- ных веществ (Е532 х 10-3 / мг ткани) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 1,762±0,0245 1,674±0,0402 1,556±0,0442 1,634±0,082 1,856±0,0254 1,684±0,0258 1,728±0,0368 1,538±0,038 1,396±0,0416* 1,396±0,0416* 1,04±0,03*,** 1,172±0,0247*,** 0,962±0,0235*,** 1,164±0,0436*,** 1,274±0,0203*,** 1,384±0,0107*,**,*** 1,34±0,0145*,**,*** 0,858±0,0188*,** 1,342±0,0185*,*** 1,202±0,0142*,**,***
Окисляе-мость липидов (%) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 88,4±10,01 67,0±6,12 93,4±8,9 60,0±9,56 72,4±9,60 93,6±7,27 83,8±7,79 81,0±6,52 61,2±9,73 78,4±5,55 127,8±9,15* 117,4±12,07*,** 123,8±10,57*,** 93,2±10,69* 109,2±8,61*,** 185,0±8,80*,**,*** 154,0±13,07*,**,*** 188,0±8,75*,**,*** 113,2±7,66*,**,*** 119,8±10,70*,***
Ненасы-щенность липидов (Е220 / мг ткани, гептановая фаза) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,97±0,21 0,87±0,17 1,10±0,21 0,97±0,23 1,07±0,26 1,12±0,23 1,14±0,23 0,91±0,22 0,99±0,23 0,97±0,19 1,5±0,05* 1,41±0,04* 1,34±0,08 1,33±0,19 1,49±0,09** 1,53±0,09* 1,27±0,08 1,44±0,08 1,22±0,15 1,35±0,23
Ненасы-щенность липидов (Е220 / мг ткани, (изопропа- нольная фаза) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 3,13±0,19 3,11±0,075 3,12±0,63 3,14±0,104 2,28±0,14 2,99±0,21 2,89±0,26 2,84±0,29 2,41±0,24 2,85±0,35 3,23±0,13 3,44±0,25 3,35±0,11 3,16±0,23 3,18±0,09 3,26±0,17 2,93±0,205 3,37±0,17 3,17±0,22** 3,33±0,13

Примечание: 1. ВЯ – вестибулярные ядра; ЛН – ядро лицевого нерва; ТТ – ядра трапециевидного тела; СЯ –ядра моста; ПП – – корково-спинномозговые волокна. 2. Достоверные различия (p<0,05): * - с 1м зрелым возрастом; ** - со 2м зрелым возрастом; *** - с пожилым возрастом.

Наше исследование выявило прямо противоположную динамику накопления в ткани моста ТБК-реактивных веществ и устойчивости церебральных липидов к свободно-радикальной атаке in vitro. Показатель окисляемости липидов в структурах моста нарастает на всех последующих этапах онтогенеза, при этом наблюдается неуклонное снижение содержания в них ТБК-реактивных веществ. Подобная динамика отмечена в работах Н.В. Малиновской (2002) и С.Е. Шемякова (2003). Последним была установлена прямая зависимость между увеличением чувствительности липидов нервной ткани к оксидативному стрессу и нарастанием активности моноаминоксидазы в стволовых структурах мозга. Б-форма данного фермента считается более устойчивой к возрастной стимуляции ПОЛ по сравнению с МАО-А (И.А. Волчегорский и соавт., 1991). Возрастное нарастание активности МАО-Б, в свою очередь, может рассматриваться в качестве важнейшего прооксидантного фактора на заключительных этапах онтогенеза (И.А. Волчегорский и соавт., 2003; С.Е. Шемяков, 2003). Выявленное нами возрастное снижение содержания ТБК-реактивных веществ в ряде структур моста может быть обусловлено усиленным расходом данных интермедиатов липопероксидации в реакциях образования шиффовых оснований (И.А. Волчегорский и соавт., 2003, 2005; С.Е. Шемяков, 2003).

Дополнительным фактором, способствующим снижению устойчивости липидов мозговой ткани к свободно-радикальному окислению, может служить возрастание показателя ненасыщенности липидов в старших возрастных группах.

Результаты нашего исследования показали явную тенденцию к повышению данного параметра в гептановой фазе липидного экстракта у лиц 61 – 74 лет во всех исследованных структурах моста (табл. № 5). Усиленный расход полиненасыщенных субстратов липопероксидации возможно компенсируется интенсификацией синтеза последних de novo, что может быть обусловлено возрастной пролиферацией нейроглии.

Накопление продуктов ПОЛ обусловливает нарушение активности ферментов цикла трикарбоновых кислот и способствует инволюции капиллярного русла (Е.В. Михайлова, 2000; С.Е. Шемяков и соавт., 2002). Авторы подчеркивают, что нарастающая на поздних этапах онтогенеза циркуляторная и тканевая гипоксия приводит к гибели части нейронов и сопутствующему компенсаторному глиозу.

Важным фактором интенсификации перекисных процессов и нарастания чувствительности тканей к оксидативному стрессу является дисбаланс в системе антиоксидантной защиты (АОЗ). Особенно важная роль отводится снижению активности ферментов превентивной антиоксидантной защиты (супероксиддисмутаза, каталаза), которые препятствуют накоплению активных кислородных метаболитов (В.З. Ланкин и соавт., 2000). Немаловажна также и компенсаторная роль ферментно-активного церулоплазмина (ЦП), обладающим СОД-подобным действием (О.Л, Санина. Н.К. Бердинских, 1986) и экспрессируемым также как и МАО-Б глиоцитами (Т.И. Мжельская. 2000).

Cu2+,-Zn2+-зависимая супероксиддисмутаза является одним из ключевых факторов системы АОЗ и наиболее эффективно осуществляет свою функцию в кооперации с Н2О2-разрушающим ферментом каталазой (Ю.А. Александровский и соавт., 1991). Одним из факторов, ведущих к истощению антиоксидантных резервов нервной ткани в старших возрастных группах, может служить нарастание церебральной активности МАО-Б (С.Е. Шемяков, 2003). Наши данные, свидетельствующие о нарастании МАО-активности, сопровождающимся снижением активности СОД в структурах моста при старении, совпадают с результатами исследований Н.В. Малиновской (2002) и С.Е. Шемякова (2003). Вероятной причиной возрастного подавления активности СОД в церебральных структурах является усиленное выделение перекиси водорода, которая является субстратнезависимым продуктом МАО-реакции (И.А. Волчегорский и соавт., 2000) и обладает СОД-инактивирующим действием (Ю.А. Владимиров, 2000; Е.Е. Дубинина, 2001).Нами установлены возрастной прирост активности каталазы и тенденция к увеличению содержания ферментно-активного церулоплазмина в структурах моста человека с возрастом (табл. № 6). Схожая динамика данных биохимических показателей наблюдалась С.Е. Шемяковым (2003) в структурах среднего мозга и в гипоталамусе и Н.В. Малиновской (2002) в базальных ядрах полушарий. Мы разделяем мнение авторов в том, что данные сдвиги следует рассматривать как компенсаторную реакцию, направленную на элиминацию избытка Н2О2 за счет роста каталазной активности и накопления церулоплазмина, обладающего СОД-подобным действием (О.Л. Санина, Н.К. Бердинских, 1986). Данную компенсацию нельзя признать удовлетворительной, так как сдвиги активности каталазы и содержания ЦП в количественном отношении уступают возрастным изменениям МАО- и СОД-активностей (табл. №№ 3; 6).

Таблица №6. Возрастные изменения активности ферментов превентивной антиоксидантной защиты в структурах моста.

ПОКА-ЗАТЕ- ЛИ СТРУКТУ-РЫ МОС-ТА ВОЗРАСТ
1-й зрелый 2-й зрелый Пожилой Старческий
Актив-ность СОД (Ед/мг ткани/ мин) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 0,0497±0,0033 0,0588±0,0038 0,0503±0,0036 0,0558±0,0028 0,0435±0,0051 0,0491±0,0020 0,0483±0,0032 0,0535±0,0034 0,0499±0,0043 0,0499±0,0050 0,0357±0,0039** 0,0408±0,0022* 0,0355±0,0028*,** 0,0341±0,0056* 0,0347±0,0036** 0,0322±0,0053*,** 0,0292±0,0026*,**,*** 0,0353±0,0067*,** 0,0358±0,0033* 0,0329±0,0060
Актив-ность КТ (нМоль/ сек х 1гр.) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 1,55±0,143 1,52±0,08 2,04±0,311 1,77±0,115 1,47±0,14 1,69±0,359 2,47±0,554 2,69±0,705 2,48±0,60 2,21±0,648 3,06±0,403*,** 3,77±0,371* 3,09±0,585 3,27±0,148* 2,87±0,788 2,42±0,39 2,75±0,444 2,13±0,191 2,78±0,37* 2,12±0,25
Содержа-ние ЦП(мг/ 10 гр. ткани) ВЯ ЛН ТТ СЯ ПП 2,25±1,078 4,72±1,285 5,57±0,895 5,20±1,334 4,65±1,036 5,22±1,415 5,30±1,386 5,86±1,075 6,22±1,222 6,40±1,20 6,73±1,338* 5,61±0,412 5,59±0,636 3,83±0,408 4,77±1,03 6,09±1,166* 6,07±0,821 6,78±0,702 5,90±1,101 6,95±0,935

Примечание: 1. ВЯ – вестибулярные ядра; ЛН – ядро лицевого нерва; ТТ – ядра трапециевидного тела; СЯ –ядра моста; ПП – – корково-спинномозговые волокна. 2. Достоверные различия (р<0,05): * - с 1м зрелым возрастом; ** - со 2м зрелым возрастом; *** - с пожилым возрастом. 3. СОД – супероксиддисмутаза; КТ – каталаза; ЦП – ферментноактивный церулоплазмин.

Полученные нами данные позволяют констатировать, что возрастное нарастание активности МАО-Б, сопровождающееся снижением СОД-активности, ведет к усиленному образованию активных форм кислорода (Н2О2 и О2.-). Последние являются инициирующими факторами цепной реакции ПОЛ в мозговой ткани, развивающейся на фоне возрастного ослабления системы АОЗ.

В процессе исследования морфо-, гисто- и биохимических показателей структур моста головного мозга нами обнаружен ряд топологических особенностей при сравнении динамики данных параметров в белом и сером веществе, двигательных и чувствительных ядрах, в более «древних» и более «молодых» в филогенетическом отношении структурах. Но в целом возрастная динамика изученных нами параметров носит стереотипный характер во всех рассмотренных отделах моста. Морфологически возрастная инволюция мозговой ткани проявляется снижением нейрональной плотности, пролиферацией глии с нарастанием глиального индекса и редукцией капиллярного русла, которая частично компенсируется увеличением его емкостных характеристик. Результатом возрастного глиоза является усиленная экспрессия МАО-Б, ведущая к повышению концентрации в мозговой ткани перекиси водорода. Последняя индуцирует перекисные процессы и ингибирует суперооксиддисмутазу (Е.Е. Дубинина, 2001). Развивается дисбаланс в системе «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита», который лишь отчасти компенсируется приростом активности каталазы и содержания церулоплазмина. Увеличение показателя ненасыщенности церебральных липидов служит дополнительным факторам развития оксидативного стресса в нервной ткани при старении. Мишенью свободнорадикальных атак служат липопротеиды клеточных мембран. Дезорганизация последних приводит к снижению активности мембраносвязанных дегидрогеназ и нарушению окислительного метаболизма нейронов. Таким образом, полученные результаты иллюстрируют существование «порочного круга» морфо-, гисто- и биохимических взаимодействий в ядрах моста стареющего человека. Эскалация инволютивных сдвигов по механизму этого «порочного круга» может составлять важный механизм нарушения функционального состояния ядер слуховой и статокинетической систем, локализующихся на уровне моста.

ВЫВОДЫ.

1. В структурах моста головного мозга человека старение нервной ткани проявляются снижением нейрональной плотности на 20 – 40%, пролиферацией глии с возрастанием глиального индекса на 40 – 150%.

2. Максимальный прирост глиального индекса (в 2,5 раза) наблюдается в филогенетически «древних» структурах моста – вестибулярных ядрах, а минимальный (в 1,4 раза) в ядре лицевого нерва.

3. У людей в период с 21 до 94 лет в структурах моста происходит снижение плотности функционально активных капилляров на 8 – 15% с компенсаторным увеличением его емкостных показателей: прирост диаметра капилляров составляет 10 – 28%, объем функционально активного капиллярного русла - 40 -50%.

4. Параллельно возрастному снижению числа нейронов и редукции капиллярного русла в структурах моста происходит падение активности сукцинатдегидрогеназы и НАД.Н2-дегидрогеназы на 20 – 39%.

5. Возрастное увеличение количества глиальных клеток в структурах моста прямо соотносится с приростом активности МАО-Б в 2,9 -3,5 раза.

6. В мосту человека с возрастом происходит снижение активности Cu, Zn -зависимой супероксиддисмутазы в 1,4 -1,7 раза, с одновременным приростом активности каталазы в 1,5 – 2,5 раза и увеличением содержания ферментноактивного церулоплазмина, выраженное в вестибулярных ядрах.

7. Повышение показателя ненасыщенности и снижение устойчивости липидов структур моста к индукции ПОЛ в старших возрастных группах является дополнительным фактором, способствующим развитию оксидативного стресса в нервной ткани моста головного мозга на завершающих этапах постнатального онтогенеза, проявляющимся в накоплении изопропанол-растворимых первичных и вторичных продуктов липопероксидации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

  1. Григорьев О.Г. Капиллярное русло моста головного мозга человека на поздних этапах постнатального онтогенеза / О.Г. Григорьев // Современные лабораторные технологии в биологии и медицине: Материалы конференции, посвященной 20-летию ЦНИЛ ЧелГМА. – Челябинск, 2000. – с.24 – 26.
  2. Хуторян Б.М. Взаимосвязь статомоторного развития с морфофункциональными изменениями капиллярного русла зубчатого ядра мозжечка человека на этапах постнатального развития / Б.М. Хуторян, С.Е. Шемяков, О.Г. Григорьев // Современные лабораторные технологии в биологии и медицине: Материалы конференции, посвященной 20-летию ЦНИЛ ЧелГМА. – Челябинск, 2000. – с. 89 – 91.
  3. Турыгин В.В. Морфометрическая характеристика системы «нейрон-глия-капилляр» головного мозга человека при старении / В.В. Турыгин, С.Е. Шемяков, Т.М. Бабик, И.Б. Телешева, Н.В. Малиновская, О.Г. Григорьев, Б.М. Хуторян, Е.В. Михайлова // Актуальные вопросы клинической медицины. – Челябинск, 2001.- с. 139 – 141.
  4. Григорьев О.Г. Система «нейрон-глия» и активность моноаминоксидазы-Б в ядрах моста головного мозга человека при старении / С.Е. Шемяков, О.Г. Григорьев // Актуальные проблемы морфологии: Сб. науч.трудов. – Красноярск, 2003. – с. 111 – 112.
  5. Бабик Т.М. Морфометрическая характеристика функционально активного капиллярного русла головного мозга человека / Т.М. Бабик, В.В. Турыгин, О.Г. Григорьев, Б.М. Хуторян // Актуальные проблемы морфологии: Сб. науч. трудов. – Красноярск, 2004. – с. 32 – 34.
  6. Григорьев О.Г. Система «нейрон-глия» и активность ряда ферментов в ядрах моста головного мозга при старении / О.Г. Григорьев // Материалы 3-ей итоговой конференции молодых ученых ЧелГМА. – Челябинск, 2005. – с. 46 – 49.
  7. Григорьев О.Г. Возрастная динамика морфогистохимических показателей в ядрах моста головного мозга человека / О.Г. Григорьев // Материалы региональной науч. конференции «Современные технологии в оториноларингологии». – Екатеринбург, 2005. – с. 30 – 31.
  8. Григорьев О.Г. О возрастной динамике морфогистохимических показателей в кохлеарных и вестибулярных структурах головного мозга человека / О.Г. Григорьев // Материалы XVII съезда оториноларингологов РФ. – Санкт-Петербург. – 2006. – с. 16 – 17.
  9. Григорьев О.Г. Возрастные изменения капиллярного русла моста головного мозга / С.Е. Шемяков, О.Г. Григорьев // Морфология. – 2006. – т. 129, №4. – с. 141.

ММА им И.М. Сеченова

Подписано в печать _________2006г.

Тираж 100 экз.



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.