WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Оксидативный стресс и морфогенез в спинном мозге на этапах старения человека

На правах рукописи

ТЕЛЕШЕВА ИРАИДА БОРИСОВНА

ОКСИДАТИВНЫЙ СТРЕСС И МОРФОГЕНЕЗ

В СПИННОМ МОЗГЕ

НА ЭТАПАХ СТАРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

03.00.04 – биохимия

14.00.02 – анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Челябинск 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава» на кафедре анатомии человека

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, Волчегорский Илья Анатольевич

профессор

доктор медицинских наук Шемяков Сергей Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

профессор Высокогорский Валерий Евгеньевич

доктор медицинских наук,

профессор Терёхина Наталья Александровна

доктор медицинских наук,

профессор Жвавый Николай Фёдорович

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов»

Защита состоится «8» апреля 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.208.117.02 в ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава» по адресу: (454092, г. Челябинск, ул. Воровского, д. 64)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинской государственной медицинской академии по адресу: (454092, г. Челябинск, ул. Воровского, д. 64)

Автореферат разослан « »______________2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Л.В. Кривохижина

Актуальность темы

Оксидативный стресс играет важную роль в развитии нейродегенеративных заболеваний и возрастной инволюции ЦНС. Этот процесс связан с оксидативным повреждением клеток нейроэктодермального происхождения при таких заболеваниях, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз, болезнь Гантингтона (Rao A.V., Balachandran B., 2002; Mariani E. et al., 2005; Szeto H.H., 2006; Сalabrese V. et al., 2005, 2006; Favier A., 2006), а также при «нормальном» старении ЦНС (Волчегорский И.А. и др., 2001, 2003; Шемяков С.Е., 2003).

Немаловажную роль в возрастной эскалации оксидативного стресса играет онтогенетическая динамика активности моноаминоксидазы (МАО). Старение человека сопровождается нарастанием этого фермента в различных церебральных регионах (Волчегорский И.А. и др., 2001, 2003; Шемяков С.Е., 2003; Fowler С.J. et al, 1980a; Leung T.K. et al., 1981). Известно 2 основные формы фермента – МАО-А и МАО-Б, различающихся между собой по субстратной специфичности и чувствительности к ингибиторам (Горкин В.З., 1981; Медведев А.Е., Типтон К.Ф., 1995; Johnston J.P., 1968; Youdim M.B., 1980; Fowler C.J. et al., 1980, б; Fowler J.S. et al., 2002; Nagatsu T., 2004). Преобладающей формой МАО в головном мозге человека является МАО-Б, на долю которой приходится 80-90 % церебральной МАО-активности (Kalaria R.N. et al., 1988).

Важное значение МАО в развитии церебрального оксидативного стресса связано с тем, что одним из субстрат-независимых продуктов МАО-реакции является H2O2. H2O2 легко диффундирует через биологические мембраны (Меньщикова Е.Б., 2006) и является мощным индуктором свободнорадикального повреждения липидов, белков и нуклеиновых кислот.

Значительный вклад в возрастное прогрессирование церебрального оксидативного стресса вносит также непрерывная аккумуляция некоторых металлов, характеризующихся высокой прооксидантной активностью. Накопление металлов переменной валентности в различных церебральных регионах играет существенную роль в их оксидативном повреждении и развитии нейродегенеративных процессов (Aruoma O.I. et al., 1991; Stohs S.J., Bagchi D., 1995; Shukla A., 1996; LeVine S.M., 1997; Sayre L.M. et al., 1999, 2000, 2005; Samson F.E., Nelson S.R., 2000; Stohs S.J. et al., 2000, 2001; Honda K. et al., 2004; Olanow C.W., 2004; Gaeta A., Hider R.C., 2005; Valko M., 2005; Berg D., Bolin C.M. et al., 2006; Youdim M.B., 2006)

Наименее изученным отделом ЦНС в отношении возрастной динамики оксидативного стресса является спинной мозг. Оксидативный стресс на спинальном уровне достаточно подробно изучался лишь при отдельных патологических состояниях. Это касается экспериментальной травмы спинного мозга (Anderson D.K., Hall E.D., 1993; Malecki A. et al., 2000), а также такого фатального нейродегенеративного заболевания, как боковой амиотрофический склероз (Fiszman M.L. et al., 1999; Niebroj-Dobosz I. et al., 2004; Lin Т., Beal M.F., 2006).

Вопрос о вовлеченности оксидативного стресса в механизм «нормального» старения спинного мозга остается открытым. Вместе с тем, этот отдел ЦНС играет общеизвестную роль в контроле вегетативного статуса и двигательной активности человека. Поэтому несомненную актуальность представляет изучение возрастной динамики оксидативного стресса в сопоставлении с микроанатомическими изменениями спинного мозга.

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

Цель исследования

Установить закономерности динамики показателей оксидативного стресса в сопоставлении с характеристиками функционального статуса нейрональных митохондрий, состояния капиллярного русла и клеточного состава спинного мозга человека в процессе старения.

Задачи исследования

1. Изучить динамику содержания металлов-прооксидантов (кадмия, меди, железа) и активности моноаминоксидазы-Б в спинном мозге человека на протяжении возрастного периода с 21 до 95 лет.

2. Исследовать активность ферментов превентивной антиоксидантной защиты (Cu,Zn-зависимой супероксиддисмутазы, каталазы, церулоплазмина) в спинном мозге у людей зрелого, пожилого и старческого возрастов.

3. Изучить возрастную динамику устойчивости различных отделов спинного мозга к оксидативному стрессу in vitro в процессе старения.

4. Исследовать динамику содержания продуктов липидной пероксидации и окислительной модификации белков в различных отделах спинного мозга человека на протяжении возрастного периода с 21 до 95 лет.

5. Выполнить гистохимическую оценку изменений функционального состояния митохондрий по показателям НАД-диафоразной и сукцинатдегидрогеназной активностей в спинальных нейронах различных отделов спинного мозга в процессе старения.

6. Охарактеризовать динамику клеточного состава и гистохимических характеристик капиллярного русла в различных отделах спинного мозга человека в возрастной период с 21 до 95 лет.

7. Оценить взаимосвязь между изменениями биохимических показателей оксидативного стресса, гистохимических характеристик функций нейрональных митохондрий, показателей состояния капиллярного русла и клеточного состава спинного мозга в динамике старения человека.

Научная новизна

Впервые проведено комплексное биохимико-морфологическое исследование динамики инволютивных процессов в спинном мозге человека на протяжении зрелого, пожилого и старческого возрастов. Впервые установлена роль оксидативного стресса как фактора, контролирующего возрастную инволюцию в ростральных отделах спинного мозга (шейное утолщение и грудной отдел) и компенсаторную активацию пластических процессов в пояснично-крестцовом утолщении этого отдела центральной нервной системы. Впервые продемонстрировано, что ведущим фактором в возрастной эскалации оксидативного стресса в шейном утолщении спинного мозга является аккумуляция кадмия и железа, а в грудном отделе – увеличение активности МАО-Б. Впервые охарактеризована возрастная динамика содержания продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и окислительной модификации белков в различных отделах спинного мозга. Впервые проведено комплексное сопоставление возрастной динамики биохимических показателей оксидативного стресса в спинном мозге с гистохимическими параметрами функционального состояния митохондрий спинальных нейронов, характеристиками капиллярного русла спинного мозга и его клеточного состава. Впервые продемонстрировано, что возрастная инволюция спинного мозга связана с постепенным снижением содержания нейроцитов, клеток астроглии и олигодендроцитов в задних рогах ростральных отделах спинного мозга (шейном утолщении и грудном отделе), а также в боковых рогах грудного отдела спинного мозга. Впервые показано, что по мере увеличения возраста стареющего человека в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга не только не происходит снижения содержания клеток нейроэктодермального происхождения, но наоборот отмечается гипертрофия нейронов и транзиторное увеличение содержания клеток астроглии и олигодентроцитов в возрастном периоде от 36 до 60 лет. Впервые обосновано положение о роли оксидативного стресса в процессе возрастного морфогенеза спинного мозга при «нормальном» старении человека.

Теоретическая и практическая ценность работы

Работа носит фундаментально-теоретический характер.

На основании комплексного биохимико-морфологического исследования вскрыты фундаментальные закономерности морфогенетической роли оксидативного стресса в спинном мозге при «нормальном» старении человека.

Результаты проведенного биохимико-морфологического исследования значительно дополняют и расширяют систему существующих представлений о роли оксидативного стресса в регуляции морфологии и функции центральной нервной системы и могут быть использованы в учебном процессе на кафедрах биохимии, анатомии, гистологии, физиологии и неврологии.

Углубленные сведения о механизмах и принципах старения спинного мозга можно использовать при подготовке студентов на кафедрах медико-биологического профиля и врачей-курсантов в системе постдипломного и дополнительного медицинского образования.

Выявленные взаимосвязи содержания металлов-прооксидантов, активности МАО-Б, процессов липопероксидации и окислительной модификации белков с морфологическими изменениями в спинном мозге при старении могут быть использованы как теоретическая база для разработки новых подходов к профилактике и терапии нейродегенеративных поражений спинального уровня.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Спинной мозг стареющего человека характеризуется возрастным накоплением металлов-прооксидантов (в шейном и пояснично-крестцовом утолщениях) и увеличением активности МАО-Б в грудном отделе. Одновременно развивается онтогенетическое снижение активности Cu,Zn-зависимой супероксиддисмутазы в ростральных отделах спинного мозга с компенсаторным нарастанием активности каталазы и содержания церулоплазмина.

2. Поздний онтогенетический дисбаланс между прооксидантными факторами и антиоксидантной защитой в спинного мозга человека обусловливает возрастное снижение устойчивости спинного мозга к оксидативному стрессу и сопутствующее накопление продуктов липидной пероксидации и окислительной модификации белков.

3. Возрастная эскалация оксидативного стресса в спинном мозге стареющего человека связана с нарастающим снижением активности НАД-диафоразы и сукцинатдегидрогеназы, с параллельной редукцией капиллярного русла и компенсаторным увеличением его емкостных характеристик.

4. Возрастная эскалация оксидативного стресса, сопровождающаяся морфологическими признаками митохондриальной дисфункции спинальных нейронов и редукцией капиллярного русла, обусловливает развитие морфологических признаков инволюции в ростральных отделах спинного мозга и компенсаторную активацию пластических процессов в его пояснично-крестцовом утолщении.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 17 научных работ.

Апробация работы

Основные положения работы доложены, обсуждены и опубликованы в материалах научно-практической конференции с международным участием «Морфологическое состояние тканей и органов в норме и при моделировании патологических процессов» (Тернополь, 2006); Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 10-летию медицинского факультета и кафедры анатомии и гистологии БелГУ (Белгород, 2006); научно-практической конференции «Актуальные проблемы геронтологии и гериатрии» (Санкт-Петербург, 2006); межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы внутренних болезней: традиционные и психосоматические подходы» (Челябинск, 2006); конференции, посвященной 25-летию ЦНИЛ ЧелГМА (Челябинск, 2006); третъей Всероссийской научно-практической конференции «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (Новосибирск, 2007); совместного совещания кафедр биохимии, фармакологии и анатомии человека в рамках расширенного заседания областного отделения Всероссийского научного общества АГЭ (Челябинск, 2007).

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 284 страницах, содержит 57 таблиц и 100 рисунков; состоит из введения, обзора литературы, 10 разделов собственных исследований, заключения и выводов. Список литературы включает 459 источников (111 отечественных и 348 зарубежных).

Материал и методы исследования

Объектом исследования послужили препараты спинного мозга, полученные при аутопсии 112 трупов людей обоего пола, в возрасте от 21 до 95 лет.

Материал для исследования получали в Челябинском областном бюро судебно-медицинской экспертизы. Причинами смерти явились: острая сердечная недостаточность (15 случаев), декомпенсация хронической сердечной недостаточности (36 случаев), отравление этиловым алкоголем и опиатами (13 случаев), травмы (20 случаев), острая дыхательная недостаточность (12 случаев), странгуляционная асфиксия (12 случаев), отравление угарным газом (4 случая), панкреонекроз (1 случай). Забор секционного материала производился не позднее 12 часов с момента наступления смерти для биохимического и гистохимического разделов работы и не позднее 18 часов – для гистологических методов исследования и атомно-абсорбционного метода определения металлов. Исследование было проведено на трех отделах спинного мозга: грудном отделе, шейном и пояснично-крестцовом утолщениях.

Для распределения материала по возрастным группам использовалась схема, рекомендованная Международным симпозиумом по возрастным особенностям (Автандилов Г.Г., 1990). Исследовались четыре возрастные группы: 1-й зрелый возраст (от 22 до 35 лет – мужчины, от 21 до 35 лет – женщины); 2-й зрелый возраст (от 36 до 60 лет – мужчины, от 36 до 55 лет – женщины); пожилой возраст (от 61 до 74 лет – мужчины, от 56 до 74 лет – женщины); страческий возраст (75 лет и старше).

Биохимические методы исследования

Данный раздел исследования включает определение активности МАО-Б; содержания кадмия, железа, меди атомно-абсорбционным методом, активности ферментов антиоксидантной защиты, содержания первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ, чувствительности липидов ткани спинного мозга к свободнорадикальному окис­лению in vitro, содержания продуктов окислительной модификации белков.

Активность моноамиоксидазы [МАО; амин: кислород оксиредуктаза (дезаминирующая), (содержащая флавин); КФ 1. 4. 3. 4.] в спинном мозге определялась по методике Волчегорского И.А. и др. (1991, 2000). Данный метод основан на принципе семикарбазонобразования, с использованием специфичного субстрата МАО-Б – солянокислого бензиламина.

Активность моноаминоксидазы выражали в нМоль бензальдегида / мг ткани моз­га / мин. Такой расчет активности моноаминоксидазы является предпочтительным, т. к. тканевые гомогенаты и даже суспензии митохондрий, в которых сосредоточена большая часть активности моноаминоксидазы, содержат значительное количество балластных белков (Волчегорский И.А. и др., 2000).

Атомно-абсорбционный метод определения железа, кадмия, меди (Пешкова В.М., Громова М.И., 1976) основан на минерализации биоматериала в муфельной печи, переведение элементов в солянокислый раствор с последующей атомизацией раствора золы в пламени ацетилен-воздух и определением содержания металлов по величине абсорбции света, испускаемого селективной лампой с полым катодом с длиной волны 248,3 нм для железа; 228,8 нм для кадмия и 324,7 нм для меди.

Активность Cu-Zn-зависимой супероксиддисмутазы (Cu,Zn-зависимая СОД) [супероксид: супероксидооксидоредуктаза КФ 1.15.1.1] определяли по методу Чевари С. и др. (1985), адаптированному для работы с нервной тканью человека. Результат выражали в ЕД / мг ткани / мин.

Активность каталазы [перекись водорода: перекись водорода-оксидоредуктаза КФ 1.11.1.6.] определяли по методике Королюк М.А. и др. (1988), адаптированной для работы с нервной тканью. Показатель активности каталазы выражали в нМоль / сек / 1 г ткани.

Содержание ферментноактивного церулоплазмина [ферро: О2-оксиредуктаза КФ 16.3.1.] в спинном мозге определяли с помощью мо­дифицированной методики Ревина (Колб В.Г., Камышников В.С., 1976), адаптированной для работы с нервной тканью. Суть изменения заключалась в увеличении времени инкубации до 180 минут (И.А. Волчегорский и др., 2001). Результат выражали в мг ферментноактивного церулоплазмина / 10 г ткани мозга.

Содержание первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ изучали экстракционно-спектрофотометрическим методом с раздельной регистрацией липопероксидов в гептановой и изопропанольной фазах липидного экстракта нервной тка­ни (Волчегорский И.А. и др., 1989, 2000). Измерение оптической плотно­сти каждой фазы производилось против оптического контроля при 220 нм, 232 нм и 278 нм, при толщине оптического слоя 1 см. Соот­ветствующие величины экстинции отражают поглощение изолирован­ных двойных связей, диеновых коньюгатов ацилгидроперекисей, кетодиенов и сопряжённых триенов. Результаты выражали в единицах индексов окисления – Е232/Е 220 (относительное содержание диеновых коньюгатов; ДК) и Е278/Е220 (уровень кетодиенов и сопряженных триенов; КД и СТ).

Конечные продукты ПОЛ опреде­ляли путем дополнительного замера оптической плотности экстракта при 400 нм (Львовская Е.И. и др. 1991). Уровень конечных продуктов перекисного окисления липидов – шиффовых оснований (ШО) в обеих фазах липидного экстракта оценивали по соотношению Е400/Е220.

Чувствительность липидов нервной ткани к свободнорадикальной атаке in vitro оценивали по степени накопления веществ, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) в гомогенатах спинного мозга, инкубируемых на воздухе в теченипе 60 минут при 37 ° (Волчегорский И. А. и др., 1991, 2000). Показатель окисляемости выражали в процентах прироста содержания ТБК-реактивных веществ по отношению к исходному уровню. Исходные значения оптической плотности по ТБК-тесту использовали для расчета удельного содержания ТБК-реактивных продуктов перекисного окисления липидов в тка­ни мозга и выражали как Е532 х 10-3/мг ткани.

Продукты окислительной модификации белков определяли по показателю карбонилирования белков. Содержание карбонильных групп в структуре белка определяли в реакции с 2,4-динитрофенилгидразином (2,4 ДФГ) и выражали в Ммоль белковосвязанных 2,4-динитрофенилгидразонов. Данный аналитический раздел выполнялся с помощью метода Reznick A.Z., Parker L. (1994) в модификации Дубининой Е.Е. и др. (1995). Содержание продуктов окислительной модификаци белков выражали в мМоль / г ткани.

Гистологические методы исследования

Нейроны выявляли по методу Ниссля (Сапожников А.Г., Доросевич А.Е., 2000); олигодендроциты и микроглиоциты – по методике Мийагавы в модификации Александровской, астроциты – по методике Снесарева (Саркисов Д.С., Перов Ю.П., 1996).

Морфометрическую оценку клеточного состава и характеристик капиллярного русла осуще­ствляли в трех отделах спинного мозга: шейном, пояснично-крестцовом утолщениях и грудном отделе.

Подсчет количества и площадей поперечного сечения всех попавших в срез нервных и глиальных клеток производился на микроскопе Leica DMRXA c помощью компьютерной программы анализа изображения Диа Морф Cito W (Москва). На каждом срезе определялось количество клеток в 10 полях зрения. С учетом толщины среза производился пересчет количества клеток в 0,01 мм3 ткани (Блинков С.М., Глезер И.И., 1964). Глиальный индекс вычислялся как отношение общего числа глиоцитов к количеству нейронов в единице объема нервной ткани (Блинков С. М., 1963).

Гистохимические методы исследования

Капилляры спинного мозга выявляли гистохимической реакцией на щелочную фосфатазу (КФ З.1.З.1.) методом одновременного азосочетания по Вuгstопе (Лойда 3. и др., 1983). Данный фермент яв­ляется маркером проницаемости капилляров (Нunziker О. et. аl., 1974), характеризует трансэндотелиальный обмен и выявляется только в функционально активных капиллярах (Мотавкин П. А. и др., 1983). Специфич­ность гистохимической реакции оценивали добавлением в инкубационную среду контрольных срезов 0,01М L-цистеина, который является ингибитором щелочной фосфатазы капилляров (Лойда 3. и др., 1983).

Наиболее лабильными показателями капиллярного русла являют­ся диаметр микрососудов и плотность функционально активных капилляров. От этих двух параметров зависит главная гемодинамическая характеристика микроциркуляторного русла – его пропускная способность (Козлов В.И., 1983).

Исходя из этого, на препаратах, окрашенных на щелочную фосфатазу, определяли следующие параметры капиллярного русла: суммарную длину капилляров в 1 мм3 ткани (L); диаметр капилляров (d); обменную поверхность капилляров в 1 мм3 нервной ткани (S=dL); объем капиллярного русла в 1 мм3 нервной ткани (V=; объем крови, приходящейся на единицу поверхности ка­пилляра (V1=)

Диаметр микрососудов измеря­ли при помощи винтового окуляр-микрометра МОВ - 1-15х на мик­роскопе «Биолам» при увеличении объектива 40х. Длину капилляров рассчитывали по методике Блинкова С.М. и Моисеева Г.Д. (1961) с использованием формулы для неравномерного рас­пределения капилляров в ткани мозга.

Для оценки состояния митохондриального дыхания спинальных нейронов на поздних этапах онтогенеза изучали активность сукцинатдегидрогеназы и НАД-диафоразы. Сукцинатдегидрогеназа является мембраносвязанным, маркерным ферментом митохондрий и играет важную роль в процессах тканевого дыхания при гипоксии (Биленко М.В., 1989). НАД-диафораза является показателем суммарной активности НАД.Н2 окисляющих митохондриальных ферментов (Буйкис И.М., 1975).

Сукцинатдегидрогеназу (КФ 1.3.99.1) выявляли по методу Nachlass (Пирс Э., 1962). В качестве акцептора электронов иаспользовался p-нитратетразолий синий.

НАД-диафоразу (КФ 1.6.99.3.) выявляли по методу Lojda (Лойда 3. и др., 1982) с помощью -никотинамиддинуклеотида восстановленной (НАД.Н) динатриевой соли и p-нитратетразолия синего.

В обеих методиках для исключения вклада эндогенных субстратов в восстановление p-нитратетразолия синего, проводилась инкубация контрольных срезов в растворах без добавления субстрата (Лойда 3. и др., 1982).

Для количественной оценки активности сукцинатдегидрогеназы и НАД-диафоразы в нервных клетках использовали фотометрическую насадку «ФМЭЛ–1А» на микроскопе «ЛЮМАМ-ИЗ». Фотометрию производили в монохромати­ческом свете с длиной волны 515 нм, при увеличении объектива 40х, окуляра 10х. Напряжение фотоумножителя (ФЭУ–79) – 2000 В. Диаметр зонда 0,1. Активность фермента, выраженную в условных оптических едини­цах, расчитывали как разницу между показателями фона и светопоглощением нейронов, маркированных сукцинатдегидрогеназой и НАД-диафоразой.

Фотосъемка микропрепаратов осуществлялась на микроскопе Leica DMRXA.

Статистическая обработка результатов

Статистическая обработка проведена при помощи стандартного пакета прикладного программного обеспечения «Statistica 5 for Windows». Полученные данные обработаны дескриптивными методами и представлены в виде средней арифметической и её стандартной ошибки (M±m). О достоверности межгрупповых различий судили по t-критерию Стьюдента и критериям непараметрической статистики (Манна-Уитни, Вальда-Вольфовица и Колмогорова-Смирнова). Для исследования статистической связи между изучаемыми параметрами рассчитывали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (rS) и коэффициент линейной корреляции Пирсона (r). Проверку статистических гипотез осуществляли при критическом уровне значимости P=0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенного исследования было установлено возрастное нарастание проявлений оксидативного стресса во всех изученных отделах спинного мозга человека. Прежде всего это касается содержания общепризнанных маркеров оксидативного стресса (продуктов ПОЛ), уровень которых отчетливо нарастал уже начиная со 2-го зрелого возраста. В первую очередь было отмечено нарастание содержания изопропанол-растворимых липопероксидов, уровень которых отражает переокисление эфирносвязанных полиеновых ацилов в составе глицерофосфолипидов (Плацер З. и др., 1970; Костюк В.А. и др., 1984; Волчегорский И.А. и др., 1989, 2000). Данная закономерность касалась как первичных, так и конечных изопропанол-растворимых липопероксидов (табл. 1).

Менее выраженная динамика была выявлена в отношении гептан-растворимых продуктов ПОЛ, содержание которых достоверно увеличивалось в ростральных отделах спинного мозга лишь к старческому возрасту (табл. 1). В большинстве случаев это касалось наиболее рострального из изученных отделов – шейного утолщения. Содержание гептан-растворимых продуктов липидной

Таблица 1

Возрастные изменения содержания первичных (ДК), вторичных (КД и СТ) и конечных (ШО) продуктов липидной пероксидации, продуктов окислительной модификации белков (ОМБ) и окисляемости липидов (ОК) в спинном мозге человека

Отделы мозга Показа-тели Возраст
1-й зрелый 2-й зрелый пожилой старческий
Шейное утолщение ДК(Г) КД и СТ(Г) ШО(Г) ДК(И) КД и СТ(И) ШО(И) ОК ОМБ 0,114±0,072 0,025±0,016 0,002±0,001 0,389±0,010 0,136±0,008 0,008±0,002 33,0±7,73 1,517±0,822 0,176±0,085 0,018±0,011 0,005±0,003 0,559±0,048 0,225±0,054 0,043±0,015 53,5±11,55 1,652±0,450 0,342±0,143 0,239±0,099 0,144±0,078 0,546±0,038 0,182±0,039 0,055±0,034 73,5±19,10 1,884±0,563 0,421±0,064 0,159±0,078+ 0,052±0,021 0,486±0,039 0,149±0,009 0,049±0,004 100,4±15,01+ 5,969±2,701
Грудной отдел ДК(Г) КД и СТ(Г) ШО(Г) ДК(И) КД и СТ(И) ШО(И) ОК ОМБ 0,108±0,067 0,018±0,011 0,003±0,002 0,287±0,073 0,198±0,025 0,009±0,003 39,7±3,18 2,489±1,062 0,118±0,072 0,021±0,013 0,005±0,003 0,475±0,047 0,232±0,052 0,079±0,022 37,8±11,06 3,452±1,089 0,188±0,126 0,115±0,082 0,151±0,132 0,566±0,099 0,232±0,112 0,132±0,114 57,2±11,48 3,860±1,709 0,384±0,056+ 0,161±0,080 0,025±0,023 0,432±0,012 0,139±0,008 0,062±0,005 119,8±68,47 5,636±1,921
Пояснично-крестцовое утолщение ДК(Г) КД и СТ(Г) ШО(Г) ДК(И) КД и СТ(И) ШО(И) ОК ОМБ 0,094±0,058 0,013±0,008 0,004±0,003 0,365±0,019 0,097±0,022 0,005±0,002 30,3±7,73 1,529±0,403 0,127±0,082 0,028±0,019 0,006±0,004 0,439±0,015 0,189±0,045 0,091±0,017 36,1±5,23 6,177±1,492* # 0,148±0,091 0,040±0,025 0,025±0,023 0,490±0,070 0,202±0,105 0,089±0,063 60,4±9,57 1,755±1,095 + 0,172±0,051 0,035±0,031 0,010±0,009 0,531±0,028+ 0,162±0,018 0,054±0,006 51,5±17,58 5,791±1,411* °

Примечания: 1. Содержание продуктов ПОЛ представлено в виде индексов окисления ДК – Е232/Е220, КД и СТ – Е278/Е220, ШО – Е400/Е220;

2. Буквенные нижние индексы (Г) и (И) обозначают, соответственно, гептановую и изопропанольную фазы липидного экстракта;

3. ОК – окисляемость липидов выражена в %;

4. Содержание продуктов ОМБ выражено в мМоль на г ткани

5. * – достоверные отличия с группой «1-й зрелый»; + – достоверные отличия с группой «2-й зрелый»; - достоверные отличия с группой «пожилой»; # - достоверные отличия с шейным утолщением

пероксидации рассматривается в качестве маркера наиболее глубоких стадий свободнорадикальной деструкции фосфолипидов, которая облегчает «вырезание» переокисленных ацилов фосфолипазой А2 из структуры мембранных глицерофосфолипидов (Климов А.Н., Никульчева Н.Г., 1995).

Полученные результаты свидетельствует о том, что накопление гептан-растворимых продуктов перекисного окисления в ростральных отделах спинного мозга к старческому возрасту отражает наибольшую уязвимость шейного утолщения и грудного отдела спинного мозга к возрастной интенсификации ПОЛ. Интересно отметить, что шейное утолщение, оказавшееся наиболее уязвимым в отношении возрастного накопления липопероксидов, характеризуется относительно низким содержанием переокисленных липидов в сопоставлении с более каудально расположенными отделами спинного мозга (табл. 1).

Анализ возрастной динамики другого маркера оксидативного стресса, продуктов окислительной модификации белков, подтвердил положение о наиболее выраженном онтогенетическом нарастании уровня оксидативного стресса в шейном утолщении (табл. 1). Именно шейное утолщение оказалось единственным отделом спинного мозга, где удалось выявить прямую корреляцию зависимости содержания продуктов окислительной модификации белков от показателя календарного возраста человека (r=0,412; Р=0,046). Невзирая на то, что в пояснично-крестцовом утолщении отмечается достоверный прирост содержания продуктов окислительной модификации белков в период с 35 до 89 лет, содержание карбонилированных белков в этом отделе спинного мозга не коррелировало со значениями календарного возраста. По-видимому это обстоятельство отражает функциональную сохранность механизмов протеосомальной деструкции ковалентно модифицированных белков в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга стареющего человека. Справедливость этого положения иллюстрируется тем, что содержание продуктов окислительной модификации белков в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга пожилых людей достоверно снижалось по сравнению с аналогичными показателями группы 2-й зрелый возраст. При этом показатели уровня окислительной модификации белков у лиц 1-го зрелого возраста и пожилых практически не различались между собой (табл. 1).

Обсуждая топологические аспекты содержания продуктов окислительной модификации белков в спинном мозге человека, важно подчеркнуть, что минимальный уровень продуктов окислительной модификации белков был характерен для наиболее рострального из изученных отделов шейного утолщения, в котором удалось продемонстрировать наиболее ярко выраженное возрастное накопление этих маркеров оксидативного стресса.

Справедливость положения о наиболее выраженной возрастной интенсификации оксидативного стресса на уровне шейного утолщения спинного мозга подтвердилась в разделе работы по моделированию оксидативного стресса in vitro (табл. 1). В процессе исследования было установлено почти 3-х кратное снижение устойчивости липидов шейного утолщения к индукции перекисного окисления липидов in vitro у лиц старческого возраста, по сравнению с показателями 1-го зрелого возраста. Менее выраженный (2-х кратный) и транзиторный прирост окисляемости липидов был выявлен также на уровне пояснично-крестцового утолщения спинного мозга у лиц пожилого возраста (табл. 1). В целом, полученные результаты исследования возрастной динамики содержания продуктов ПОЛ, окислительной модификации белков и устойчивости к оксидативному стрессу in vitro позволяют судить о позднем онтогенетическом нарастании проявлений оксидативного стресса, наиболее выраженном в относительно ростральных отделах спинного мозга.

Важнейшим условием развития оксидативного стресса является дисбаланс между прооксидантными процессами и состоянием механизмов антиоксидантной защиты в биологических системах (Gaeta A., Hider R. C., 2005; Sayre L.M. et al., 2005). Исходя из этого, была исследована возрастная динамика содержания металлов-прооксидантов (Cd, Fe, Cu), а также онтогенетические изменения активности МАО-Б, играющие общепризнанную роль в индукции нейронального оксидативного стресса (LeVine S.M., 1997; Sayre L.M. et al.. 1999, 2000; Honda K. et al., 2004).

Полученные результаты позволили прийти к выводу о том, что возрастные сдвиги активности МАО-Б спинного мозга играют значительно меньшую роль в индукции инволютивного оксидативного стресса, чем это было продемонстрировано на церебральном уровне (Шемяков С.Е., 2003). Из трех изученных отделов спинного мозга значимое возрастное увеличение активности МАО-Б было зарегистрировано лишь в грудном отделе (табл. 2). На уровне шейного и пояснично-крестцового утолщений не удалось выявить значимых изменений активности обсуждаемого фермента в динамике старения. Более того, на уровне шейного утолщения спинного мозга был выявлен принципиально новый факт – понижение активности МАО-Б по мере увеличения длительности постсмертного периода. Данная закономерность диссонирует с распространенным мнением о том, что активность МАО является относительно устойчивым параметром в ранние периоды после смерти (Saura J. et al., 1997). Вместе с тем известно, что супероптимальная интенсификация свободнорадикальных процессов in vitro может вызвать деструкцию моноаминоксидазы-Б (Dean R.T. et al., 1986), невзирая на то, что низкие концентрации H2O2 повышают активность данного фермента (Konradi C. et al., 1986). Отмеченное обстоятельство позволяет рассматривать обратную зависимость активности МАО-Б в шейном утолщении спинного мозга от длительности постсмертного периода как дополнительное свидетельство особой уязвимости наиболее рострального отдела спинного мозга к оксидативному стрессу.

Важным фактором возрастной эскалации оксидативного стресса в шейном утолщении спинного мозга следует считать накопление кадмия, содержание которого в данном отделе отчетливо нарастало по мере старения человека (табл. 3). Данный факт хорошо согласуется с возрастным подавлением Cu,Zn-зависимой СОД (табл. 2), активность которой существенно снижается в присутствии ионов Cd2+ (Huang Y. et al., 2006). Особый интерес вызывает тот факт, что шейное утолщение оказалось единственным отделом спинного мозга,

Таблица 2

Возрастные изменения активности моноаминоксидазы-Б (МАО-Б), Cu,Zn-зависимой

супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КТ) и содержания ферментноактивного

церулоплазмина (ЦП) в спинном мозге человека

Отделы мозга Показатели Возраст
1-й зрелый 2-й зрелый пожилой старческий
Шейное утолщение МАО СОД КТ ЦП 0,081±0,022 0,035±0,004 0,549±0,133 1,147±0,162 0,137±0,021 0,027±0,003 1,192±0,107 * 1,470±0,382 0,153±0,031 0,023±0,004 1,727±0,167 * + 2,059±0,276 0,143±0,027 0,022±0,004 * 1,863±0.488 * 3,085±0,297 * +
Грудной отдел МАО СОД КТ ЦП 0,067±0,014 0,022±0,004 1,003±0,224 1,478±0,170 0,099±0,014 0,022±0,007 1,696±0,246 2,252±0,464 0,125±0,029 + 0,022±0,008 1,718±0,527 2,549±0,422 0,123±0,0167 * 0,010±0,002 * 2,420±0,511 * 3,115±0,117 *
Пояснично-крестцовое утолщение МАО СОД КТ ЦП 0,088±0,018 0,027±0,007 0,941±0,194 0,408±0,221 # ## 0,096±0,009 0,023±0,005 2,124±0,246 * # 0,922±0,341 ## 0,105±0,025 0,023±0,003 1,824±0,436 * 1,914±0,379 * 0,147±0,029 0,017±0,006 2,169±0,138 * 2,147±0,204 * + # ##

Примечания: 1. Активность МАО-Б выражена в нМ/мин / мг; СОД – в ЕД/мин / г; каталазы – в нМ/с / г;

церулоплазмина – в мг /10 г

2. * – достоверные отличия с группой «1-й зрелый»; + – достоверные отличия с группой «2-й зрелый»; - достоверные

отличия с группой «пожилой»; # - достоверные отличия с шейным утолщением; ## - достоверные отличия с грудным отделом

где удалось выявить прямую корреляционную зависимость содержания кадмия от календарного возраста человека (RS=0,502; Р=0,024) и одновременно установить обратную зависимость между содержанием этого неэссенциального микроэлемента и давностью наступления смерти (RS=-0,459; Р=0,042). Вполне возможно, что возрастное увеличение содержания кадмия в шейном утолщении спинного мозга обусловливает не только возрастное угнетение активности Cu,Zn-зависимой СОД, но и подавляет экспрессию кальциклин связывающего белка, который играет важную роль в регуляции мессенджерной функции Ca2+ (Huang Y. et al., 2006). Не исключено, что относительный дефицит кальциклин связывающего белка является фактором, способствующим уклонению Cd2+ из клеток шейного утолщения в динамике постсмертного периода.

Таблица 3

Возрастные изменения содержания Cd, Cu, Fe в спинном

мозге человека

Отделы спинного мозга Возраст
1-й зрелый 2-й зрелый пожилой старческий
Шейное утолщение Cd Сu Fe 0,243±0,023 4,833±0,469 39,078±4,747 0,268 ± 0,021 4,899 ±0,734 40,296 ± 5,541 0,325 ± 0,019 * 6,025 ± 1,002 31,831 ± 3,765 0,307 ± 0,014 * 5,433 ± 0,313 42,071 ± 1,630 °
Грудной отдел Cd Сu Fe 0,293 ± 0,016 9,129 ± 1,486 # 39,937 ± 6,979 0,283 ± 0,052 8,117 ± 1,714 # 37,122 ± 7,644 0,369 ± 0,034 10,591 ± 1,285 # 41,708 ± 8,207 0,327 ± 0,045 7,900 ± 1,323 36,720 ± 5,214
Пояснично- крестцовое утолщение Cd Сu Fe 0,379 ± 0,038 # 4,717 ± 0,4920 ## 33,467 ± 4,901 0,419 ± 0,048 # 3,717 ± 0,567 ## 38,658 ± 5,572 0,417 ± 0,045 5,267 ± 0,633 ## 30,480 ± 4,889 0,432 ± 0,037 # 5,783 ± 0,412 + 34,427 ± 4,513

Примечания: 1. Содержание Cd, Cu и Fe выражено в мг на кг ткани

2. * – достоверные отличия с группой «1-й зрелый»; + – достоверные отличия с группой «2-й зрелый»; - достоверные отличия с группой «пожилой»; # - достоверные отличия с шейным утолщением; ## достоверные отличия с грудным отделом

Возрастная аккумуляция кадмия зачастую приводит к компенсаторному нарастанию внутриклеточного уровня железа, который конкурирует с кадмием и способствует уменьшению содержания этого токсиканта в клетках (Авцын А.П. и др., 1988). Такую ситуацию удалось установить в шейном утолщении, где было отмечено достоверное нарастание содержания железа у представителей группы старческого возраста по сравнению с аналогичными показателями пожилого возраста (табл. 3). Известно, что аккумуляция железа в различных отделах ЦНС имеет непосредственное отношение к возрастной эскалации оксидативного стресса в нервной ткани (Sayre L.M. et al., 2005). По-видимому особая уязвимость шейного утолщения спинного мозга стариков и индукция перекисного окисления липидов in vitro в значительной степени обусловлена накоплением железа.

Важно добавить, что генетически предетерминированное нарушение механизмов элиминации железа из клетки вызывает накопление этого микроэлемента и сопутствующее накопление продуктов ПОЛ только в одном отделе спинного мозга мышей – шейном утолщении (Patel B.N. et al., 2002).

Полученные результаты позволяют считать, что возрастная интенсификация свободнорадикального окисления липидов и белков на уровне шейного утолщения не связана с возрастным изменением активности МАО-Б, а является следствием накопления кадмия и железа.

В грудном отделе и пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга в отличие от шейного утолщения не удалось выявить значимых изменений содержания кадмия и железа в процессе старения (табл. 3). Содержание меди на уровне грудного отдела спинного мозга также не зависело от возраста, а в пояснично-крестцовом утолщении этот показатель достоверно увеличивался у стариков по сравнению со 2-м зрелым возрастом (табл. 3). Невзирая на общеизвестное представление о Cu2+ как прооксидантном ионе, накопление этого элемента в пояснично-крестцовом утолщении нельзя рассматривать как однозначно негативный фактор. Правомерность такой постановки вопроса связана с топологическими особенностями возрастных изменений церулоплазмина в изученных отделах спинного мозга. Уровень этого медь-содержащего фермента антиоксидантной защиты наиболее выраженно увеличивался в процессе старения именно в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга (табл. 2). Стоит добавить, что топологическое распределение содержания меди в изученных отделах спинного мозга четко соответствовало распределению этих отделов по содержанию церулоплазмина. Наиболее высокий уровень меди и церулоплазмина был зарегистрирован на уровне грудного отдела спинного мозга (табл. 2, табл. 3).

Важно подчеркнуть, что содержание церулоплазмина в пояснично-крестцовом утолщении стариков 5-ти кратно превышало соответствующий показатель людей 1-го зрелого возраста. В шейном утолщении и грудном отделе спинного мозга соответствующий прирост оказался значительно менее выраженным (2-2,7 кратным). Известно, что церулоплазмин является выжным фактором антиоксидантной защиты и оказывает отчетливое нейропротекторное действие в различных отделах центральной нервной системы (Klomp L.W. et al., 1996; Tajima K. et al., 1999; Kuhlow C.J. et al., 2003). Вполне возможно, что наибольший онтогенетический прирост содержания церулоплазмина в пояснично-крестцовом утолщении отражает его относительно меньшую уязвимость к возрастной эскалации оксидативного стресса по сравнению с ростральными отделами спинного мозга. Не исключено, что повышенная устойчивость пояснично-крестцового утолщения спинного мозга к возрастной эскалации оксидативного стресса в значительной степени обусловлена адаптацией к наиболее высокому содержанию кадмия, уровень которого в пояснично-крестцовом утолщении в большинстве возрастных групп значимо превышал соответствующие показатели шейного утолщения (табл. 3).

Не меньшего внимания заслуживает анализ возрастной динамики активности еще одного фермента превентивной антиоксидантной защиты – каталазы. Соответствующая ферментативная активность закономерно увеличивалась с возрастом и достигала максимальных значений во всех отделах спинного мозга к старческому возрасту (табл. 2). При этом, наиболее выраженный прирост активности каталазы отмечался в шейном и пояснично-крестцовом утолщениях спинного мозга, где достоверное увеличение соответствующего показателя было зарегистрировано уже со 2-го зрелого возраста. Этот факт позволяет предположить, что наиболее ранний прирост каталазной активности именно в этих отделах спинного мозга является реакцией на кадмий-зависимую индукцию оксидативного стресса. Вполне возможно, что нарастание обсуждаемой ферментативной активности в шейном и пояснично-крестцовом утолщениях спинного мозга по мере старения является результатом bcl-2 индуцированной экспрессии активных форм каталазы (Del Bufalo D. et al., 2001). При этом известно, что усиление экспрессии такого протоонкогена как bcl-2 является закономерной компенсаторной реакцией на оксидативный стресс (Bernardo A. et al., 2003).

Нарастание проявлений оксидативного стресса в изученных отделах спинного мозга по мере старения человека сопровождалось развитием митохондриальной дисфункции спинальных нейронов. Это проявилось прогрессирующим возрастным снижением активности 1-го и 2-го комплексов митохондриальной электроннотранспортной цепи (НАД-диафоразы и сукцинатдегидрогеназы, соответственно) во всех изученных отделах спинного мозга. Наиболее выраженное возрастное угнетение ферментативной активности было отмечено в отношении НАД-диафоразы, которая значимо уменьшалась в нейронах передних и боковых рогов спинного мозга уже во 2-м зрелом возрасте (табл. 4). В пожилом возрасте соответствующие величины активности НАД-диафоразы достоверно уменьшались во всех изученных отделах спинного мозга. Результаты корреляционного анализа продемонстрировали, что наиболее значимое возрастное снижение НАД-диафоразной активности характерно для относительно ростральных отделов спинного мозга – нейронов шейного утолщения и грудного отдела (rS=-0,514 – -0,722; Р=0,020 – <0,001). Наименее

Таблица 4

Возрастные изменения активности НАД-диафоразы (НАДд) и сукцинатдегидрогеназы (СДГ)

в нейронах спинного мозга человека

Возраст, показатели Шейное утолщение Грудной отдел Пояснично-крестцовое утолщение
Передние рога Задние рога Передние рога Боковые рога Задние рога Передние рога Задние рога
1-й зрелый НАДд СДГ 6,589±1,138 10,740±0,465 7,539±0,974 9,430±0,754 8,279±1,379 9,792±0,726 8,690±0,876 9,993±0,621 7,506±0,762 9,298±0,972 8,376±1,373 10,962±0,995 8,014±1,032 9,840±0,539
2-й зрелый НАДд СДГ 7,493±1,374 10,177±0,534 6,414±0,672 9,258±0,623 6,089±0,835 * 9,885±0,821 5,545±1,148 * 9,804±0,845 7,257±1,162 9,926±0,907 7,408±0,964 10,494±1,031 7,861±0,699 9,572±0,431
пожилой НАДд СДГ 4,888±0,462 * + 10,380±0,637 4,990±0,776 * + 9,092±0,710 4,336±0,923 * + 9,765±0,629 6,024±1,252 * 8,715±0,842 4,546±0,763 * + 9,697±0,955 5,319±1,613 * + 10,253±0,626 7,288±1,122 9,356±0,712
старческий НАДд СДГ 4,112±0,411 * + 10,045±0,823 + 4,244±0,679 * + 8,379±0,725 4,012±0,851 * + 9,023±0,882 * 5,008±0,995 * 7,395±0,751 * + 3,920±0,807 * + 8,244±1,057 + 4,500±1,354 * + 10,260±0,623 5,038±1,386 * + 8,139±0,714 * +

Примечания: 1. Активности НАД-диафоразы и сукцинатдегидрогеназы выражены в единицах оптической плотности

2. * – достоверные отличия с группой «1-й зрелый»; + - достоверные отличия с группой «2-й зрелый»

выраженная динамика обсуждаемой ферментативной активности была отмечена в нейронах задних рогов пояснично-крестцового утолщения, где значимое снижение НАД-диафоразы развивалось только в старческом возрасте (табл. 4).

Несколько иначе выглядели возрастные изменения нейрональной активности сукцинатдегидрогеназы. В нейроцитах изученных отделов спинного мозга снижение этого показателя развивалось только в старческом возрасте. При этом в нейронах задних рогов шейного утолщения и передних рогов пояснично-крестцового утолщения вообще не удалось выявить достоверных отличий ферментативной активности от показателей 1-го зрелого возраста (табл. 4).

Стоит добавить, что отрицательная корреляция активности нейрональной сукцинатдегидрогеназы с показателями календарного возраста была выявлена только в нейронах боковых рогов грудного отдела (rS=-0,659; P=0,002) и задних рогов пояснично-крестцового утолщения спинного мозга (r=-0,464; Р=0,039). Полученные результаты укладываются в рамки общеизвестных представлений об оксидативном повреждении комплексов электроннотранспортной цепи митохондрий, компоненты которой содержат каталитически значимые сульфгидрильные (SH) группы, высокочувствительные к окислению (Болдырев А.А., 2001а; Gluck M.R., Zeevalk G.D., 2004; Gostimskaya I.S. et al., 2006).

Важно подчеркнуть, что на фоне возрастной эскалации оксидативного стресса активность 1-го комплекса электроннотраспортной цепи (НАД-диафоразы) снижается в значительно большей степени, чем 2-го комплекса – сукцинатдегидрогеназы (Wei Y.H., Lee H.C., 2002). При этом, снижение активности 1-го и 2-го комплексов электроннотранспортной цепи составляет основу возрастного развития митохондриальной дисфункции и может быть связано не только с прямым оксидативным повреждением ферментов, но и с мутациями митохондриальной ДНК, индуцированными оксидативным стрессом (Richter C., 1995; Ozawa T., 1997; Wei Y.H. et al., 1998; 2001; Brunk U.T., Terman A., 2002; Lenaz G. et al., 2000). По-видимому, именно мутации митохондриальной ДНК играют первоочередную роль в постепенном возрастном угнетении 1-го и 2-го комплексов электроннотранспортной сети. При этом относительно позднее онтогенетическое увеличение МАО-активности и сопутствующее усиление продукции H2O2 на уровне грудного отдела спинного мозга вносит дополнительный вклад в угнетение НАД-диафоразы и сукцинатдегидрогеназы. Справедливость этого положения иллюстрируется тем, что активность наиболее чувствительного к оксидативному стрессу 1-го комплекса электроннотранспортной цепи снижается в первую очередь в грудном отделе спинного мозга (табл. 4).

Справедливости ради необходимо отметить, что индуцированное оксидативным стрессом угнетение 1-го комплекса электроннотранспортной цепи рассматривается как своеобразный механизм «отрицательной обратной связи», ограничивающий продукцию активных форм кислорода, важнейшим источником которых в условиях нормы является 1-й комплекс электроннотранспортной цепи (Gyulkhandanyan F.V., Pennefather P.S., 2004; Genova M.L. et al., 2003, 2004; Grivennikova V.G., Vinogradov A.D., 2006). Стоит добавить, что стресс-индуцированное нарастание церебральной МАО-Б активности сопровождается увеличением устойчивости к острой гипоксии у крыс (Волчегорский И.А. и др., 1998, 2000).

Известно, что митохондриальная дисфункция, связанная преимущественно с угнетением 1-го комплекса электроннотранспортной цепи, и сопутствующий оксидативный стресс индуцируют нейрональный апоптоз, лежащий в основе инволютивных и нейродегенеративных процессов (Mizuno Y., 1995; Davey G.P. et al., 1998; Lenaz G. et al., 1998).

Полученные нами результаты позволяют считать, что этот процесс более выражен в относительно ростральных отделах спинного мозга, продемонстрировавших наиболее заметное накопление продуктов свободнорадикальной модификации липидов и белков в процессе старения. В первую очередь это касается шейного утолщения, в задних рогах которого отмечалось достоверное снижение числа нейронов в пожилом возрасте (табл. 5). Еще более выраженное уменьшение числа нейронов в период с 55 до 75 лет наблюдалось в задних рогах грудного отдела спинного мозга (табл. 6). По-видимому, в грудном отделе спинного мозга процессы нейронального апоптоза являются более распространенными, но развиваются медленнее, чем в остальных отделах спинного мозга. О справедливости этого предположения свидетельствует постепенное уменьшение суммарной площади нейронов задних, боковых и даже передних рогов именно в грудном отделе спинного мозга (табл. 6). Следует подчеркнуть, что постепенное уменьшение объема клеток и соответствующее уменьшение их суммарных площадей на гистологических срезах рассматривается как один из узловых признаков морфологии нейронального апоптоза (Завалишин И.А., Захарова М.Н., 1999; Попова Э.Н. и др., 1986).

Морфометрический анализ содержания нейронов в пояснично-крестцовом утолщении СМ продемонстрировал, что этот отдел содержит меньшее количество нейроцитов по сравнению с ростральными отделами (табл. 7). При этом суммарная площадь нейронов прояснично-крестцового утолщения значимо превышала суммарную площадь нейронов шейного утолщения и грудного отдела спинного мозга. Отмеченные топологические особенности позволили прийти к выводу о том, что наиболее дистальные из изученных отделов СМ характеризуются наименьшим количеством нейронов, которые, тем не менее, являются самыми крупными нейроцитами спинального уровня. По-видимому, эти особенности морфологии нейрональных клеток люмбо-сакрального уровня отражают их наиболее высокую устойчивость к процессам возрастной инволюции. Важно подчеркнуть, что в динамике старения человека в пояснично-крестцовом утолщении не только не наблюдалось снижения числа нейронов, но даже регистрировалось значимое увеличение их суммарной площади к старческому возрасту (табл. 7). Вполне возможно, что транзиторное

Таблица 5

Количество и суммарные площади нейронов и глиоцитов в шейном утолщении спинного мозга человека

Возраст Передние рога
Количество Суммарная площадь
нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов нейронов астроцитов олигоденд- роцитов микрогли- оцитов
1-й зрелый 154,61±43,52 88,87±14,06 63,57±6,51 43,10±8,04 54,27±12,44 30,91±2,94 33,19±5,89 16,30±3,19
2-й зрелый 109,43±21,29 93,84±18,47 63,13±6,53 53,55±14,45 91,73±36,42 37,66±9,54 26,85±2,83 16,69±3,75
пожилой 98,79±34,36 63,94±14,12 67,84±7,29 47,17±9,28 59,91±4,10 27,64±4,87 34,09±2,33 15,45±2,95
старческий 180,54±35,51 53,54±4,98* 73,58±7,86 41,79±4,38 68,78±17,45 21,64±3,72 26,58±3,23 14,15±2,31
Возраст Задние рога
Количество Суммарная площадь
нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов
1-й зрелый 152,68±17,06 74,52±12,49 66,18±9,65 63,18±15,61 131,17±19,97 38,48±7,79 36,11±5,42 22,30±4,46
2-й зрелый 127,96±15,19 85,56±24,12 74,89±12,67 48,76±12,54 172,75±55,59 30,11±11,31 37,76±5,61 15,53±3,15
пожилой 81,21±20,79* 70,84±13,19 66,39±7,26 56,96±10,01 97,32±16,63 35,96±9,51 33,70±3,99 17,73±3,68
старческий 147,03±25,58 60,72±6,06 67,92±6,06 38,32±5,83 136,15±27,08 17,03±3,32* ° 27,11±3,29 12,99±1,79

Примечания: 1. Количество нейронов и глиоцитов в 0,01 мм3 ткани

2. Суммарные площади нейронов и глиоцитов в мкм2 х 10-2

3. * - достоверные отличия с группой «1-й зрелый»; + - достоверные отличия с группой «2-й зрелый»; °- достоверные отличия с

с группой «пожилой»

Таблица 6

Количество и суммарные площади нейронов и глиоцитов в грудном отделе спинного мозга человека

Возраст Передние рога
Количество Суммарная площадь
нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов нейронов астроцитов олигоденд- роцитов микрогли- оцитов
1-й зрелый 65,25±12,83 77,97±3,74 86,64±14,36 82,73±19,87 65,31±23,68 44,49±4,36 40,47±7,69 27,73±6,37
2-й зрелый 125,79±28,08 67,89±11,27 71,41±5,12 48,76±9,04 112,64±33,77 28,79±6,88 29,67±2,71 18,99±4,11
пожилой 74,99±30,51 76,82±10,21 49,71±5,23 * + 76,56±17,57 102,99±22,56 33,90±5,62 28,18±4,99 18,38±4,06
старческий 107,77±24,45 70,10±18,99 58,78±11,29 40,93±14,03 37,71±1,16 + ° 23,94±5,92 * 22,91±3,67* 12,03±3,92
Возраст Боковые рога
Количество Суммарная площадь
нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов
1-й зрелый 155,27±30,63 91,77±9,66 71,84±3,83 63,13±24,89 148,48,±16,89 38,88±8,17 32,53±4,83 23,01±8,62
2-й зрелый 138,03±29,78 66,24±9,44 66,18±8,05 40,06±6,52 90,09±19,84 25,29±5,13 24,51±1,88 13,78±3,01
пожилой 83,18±27,08 69,46±7,35 56,96±5,99 58,05±10,98 91,06±25,21 * 33,04±3,70 26,91±2,79 19,07±2,52
старческий 166,56±26,37 63,48±9,36 * 70,09±8,64 52,25±12,93 84,77±18,72 * 21,75±1,12 * ° 30,30±5,88 18,02±4,31
Возраст Задние рога
Количество Суммарная площадь
нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов нейронов астроцитов олигоденд- роцитов микрогли- оцитов
1-й зрелый 160,38±30,62 105,57±19,60 87,95±16,21 77,07±30,91 209,45±37,06 56,45±17,33 46,24±8,97 28,39±8,53
2-й зрелый 117,83±27,59 71,76±12,40 82,73±6,04 42,23±4,05 122,67±26,69 26,58±2,81 37,95±2,93 15,29±1,14
пожилой 62,78±25,40 * 114,54±18,68 52,61±3,83* + 61,32±12,98 91,91±28,09 * 61,24±19,09 29,77±1,94 + 17,86±3,01
старческий 132,27±20,19 66,24±13,66 57,47±8,08 + 51,81±11,00 105,92±23,37 * 19,47±1,75 * 23,95±4,14 + 16,13±3,48

Примечание: обозначения такие же, как в таблице 5

Таблица 7

Количество и суммарные площади нейронов и глиоцитов в пояснично-крестцовом утолщении

спинного мозга человека

Возраст Передние рога
Количество Суммарная площадь
нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов нейронов астроцитов олигоденд- роцитов микрогли- оцитов
1-й зрелый 108,63±41,82 63,48±8,19 58,23±4,93 75,11±23,39 88,47±12,14 27,37±2,33 34,23±4,91 25,94±7,39
2-й зрелый 91,32±34,28 107,64±20,82 * 106,67±16,83 * 66,62±15,72 145,45±38,62 44,99±12,65 43,53±8,22 20,34±4,79
пожилой 75,56±16,98 83,26±10,68 50,07±6,72 + 49,71±12,02 198,72±74,74 34,53±8,37 20,95±4,06 * + 13,43±2,73
старческий 127,27±24,06 57,96±11,94 72,71±11,59 57,91±10,13 239,23±73,34 17,34±5,07 30,27±4,83 17,73±3,16
Возраст Задние рога
Количество Суммарная площадь
нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов нейронов астроцитов олигоденд-роцитов микрогли-оцитов
1-й зрелый 107,86±26,79 78,66±7,21 59,32±6,36 60,41±19,96 413,69±113,28 44,59±4,59 35,45±5,75 21,69±6,58
2-й зрелый 76,29±14,80 77,28±14,94 69,66±9,90 58,78±9,99 431,80±148,01 30,20,±7,24 36,70±6,77 21,71±3,45
пожилой 61,84±11,33 85,56±10,42 62,04±5,35 41,36±8,78 202,76,±50,01 40,83±11,38 28,64±4,34 13,33±2,53
старческий 76,95±16,26 75,62±11,49 65,31±13,19 43,98±9,62 446,03±98,89 + 25,29±6,25 * 27,37±5,08 15,34±3,40

Примечание: обозначения такие же, как в таблице 5

увеличение чувствительности к оксидативному стрессу, продемонстрированное на этом уровне спинного мозга, причастно к активации пластических процессов в нейронах пояснично-крестцового утолщения. Справедливость этого предположения иллюстрируется прямой корреляцией суммарной площади нейронов передних рогов пояснично-крестцового утолщения с площадью тигроида (rS=0,566; Р=0,006), отражающего функциональную активность гранулярной эндоплазматической сети нейронов (Хэм А., Кормак Д., 1983; Мяделец О.Д., 2002). Аналогичная зависимость наблюдалась в передних рогах грудного отдела спинного мозга (rS=0,673; Р=0,006). По-видимому возрастное усиление оксидативного стресса в относительно каудальных отделах спинного мозга (грудном отделе и пояснично-крестцовом утолщении) способствует оптимальной редокс-активации транскрипционных факторов (Меньщикова Е.Б. и др, 2006; Drge W., 2002), обеспечивающих интенсификацию пластических процессов, что наиболее ярко проявляется в нейронах люмбо-сакрального уровня. Стоит добавить, что площадь тигроида в нейронах задних рогов пояснично-крестцового утолщения в 2-3 раза превышала соответствующие показатели цервикального уровня.

Особого внимания заслуживает анализ поздней онтогенетической динамики содержания глиоцитов в изученных отделах спинного мозга. Возрастное изменение числа этих клеток качественно отличалось от соответствующих сдвигов на церебральном уровне (Шемяков С.Е., 2003). В процессе старения человека не только не наблюдалось увеличения числа глиоцитов, но наоборот отмечалось их существенное снижение (табл. 5, 6, 7). В первую очередь это касалось относительно ростральных отделов спинного мозга (шейного утолщения и грудного отдела), где к пожилому и старческому возрастам отмечалось снижение содержания числа глиоцитов нейроэктодермального происхождения. Возрастная убыль содержания астроцитов достигала уровня статистической значимости к старческому возрасту в передних рогах шейного утолщения и боковых рогах грудного отдела спинного мозга (табл. 5, 6).

Позднее отногенетическое снижение числа олигодендроцитов было зарегистрировано только на торакальном уровне, где число этих клеток уменьшалось в пожилом и старческом возрастах в задних рогах, и только в пожилом возрасте в передних рогах (табл. 6). В целом, так же как и в случае с возрастными сдвигами числа нейронов, наиболее заметная возрастная убыль глиоцитов нейроэктодермального происхождения прослеживалась в тех отделах спинного мозга, где наблюдалась наиболее заметная возрастная эскалация оксидативного стресса (табл. 1). Полученные результаты позволяют считать, что МАО-Б зависимый оксидативный стресс оказался более значимым фактором снижения числа глиоцитов, чем Cd,Fe-зависимый оксидативный стресс. Справедливость этого положения иллюстрируется более распространенным уменьшением числа как астроцитов, так и олигодендроцитов именно в грудном отделе спинного мозга, который явился единственным спинальным регионом с отчетливым возрастным увеличением активности МАО-Б (табл. 2).

Динамика содержания астроцитов и олигодендроцитов в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга, наоборот, характеризовалась достоверным увеличением числа этих клеток (табл. 7). Данный сдвиг был отмечен только на уровне передних рогов во 2-м зрелом возрасте и носил транзиторный характер. Прирост числа глиоцитов нейроэктодермального происхождения развивался в период с 36 до 60 лет с последующим снижением до значений 1-го зрелого возраста и сохранением на этом уровне вплоть до старческого возраста.

Оценка возрастной динамики суммарной площади глиоцитов продемонстрировала бльшую распространенность процессов глиальной инволюции, чем анализ числа клеток. Дополнительно было установлено снижение суммарных площадей астроцитов в задних рогах шейного и пояснично-крестцового утолщений спинного мозга, а также во всех рогах грудного отдела спинного мозга к старческому возрасту (табл. 5, 6, 7). Невзирая на то, что темп возрастной убыли числа олигодендроцитов превышал выраженность соответствующих изменений астроцитов, уменьшение суммарной площади олигодендроцитов удалось зарегистрировать только в передних рогах относительно каудальных отделов спинного мозга. Это проявилось достоверным снижением суммарной площади олигодендроцитов в пожилом возрасте на уровне пояснично-крестцового утолщения и в старческом возрасте на уровне грудного отдела спинного мозга. Стоит добавить, что с 56 до 90 лет суммарная площадь олигодендроцитов снижалась также в задних рогах грудного отдела спинного мозга (табл. 6).

Сопоставление топологических особенностей динамики астроцитов и олигодендроцитов с возрастными изменениями устойчивости к оксидативному стрессу подтверждает положение о наибольшей уязвимости шейного утолщения и грудного отдела спинного мозга к апоптоз-индуцирующему действию интермедиатов свободнорадикального окисления. Важно подчеркнуть, что на люмбо-сакральном уровне возрастная интенсификация оксидативного стресса наносила минимальный ущерб астроцитам и, более того, сопровождалась транзиторным увеличением числа астроцитов и олигодендроцитов. Вполне возможно, что накопление продуктов ПОЛ и окислительной модификации белков во 2-м зрелом возрасте связано в оптимальной редокс-регуляцией процессов пролиферации и дифференцировки клеток-прекурсоров астроцитов и олигодендроцитов в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга. Дальнейшее усиление процессов ПОЛ, по–видимому, вызывает апоптоз избытка глиоцитов и способствует снижению их числа с 56 до 74 лет до показателей 1-го зрелого возраста.

Справедливость соображения об апоптотическом механизме возрастной убыли спинальных нейронов подтверждается отсутствием поздних онтогенетических сдвигов числа микроглиоцитов и суммарных площадей этих клеток (табл. 5, 6, 7). Отсутствие возрастной динамики микроглиоцитов, являющихся резидентными макрофагами ЦНС (Маянский А.Н., Маянский Д.Н., 1989; Guillemin G.J., Brew B.J., 2004; Kaur C. et al., 2001; Cuadros M.A., Navascues J., 1998), можно расценивать как морфологическое свидетельство отсутствия воспалительного процесса.

Возрастные изменения клеточного состава изученных отделов спинного мозга сопровождались не только сдвигами активности 1-го и 2-го комплексов электроннотранспортной цепи в нейронах, но и редукцией капиллярного русла. Данная закономерность проявилась в отношении длины капилляров, маркированных щелочной фосфатазой (табл. 8). В наиболее ростральном отделе спинного мозга отмечалась двухфазная динамика этого показателя, с первоначальным нарастанием ко 2-му зрелому возрасту и последующим прогрессивным снижением к старческому возрасту, когда данный показатель достигал минимального значения. Наиболее ярко эти изменения отмечались в задних рогах шейного утолщения, где значимое снижение длины капилляров регистрировалось уже в пожилом возрасте, то есть в те же сроки, когда отмечалась достоверная убыль нейронов (табл. 5). На торакальном и люмбо-сакральном уровнях снижение длины капилляров регистрировалось только к старческому возрасту, что укладывается в рамки положения об относительно высокой устойчивости каудальных отделов спинного мозга к процессам возрастной инволюции.

Необходимо подчеркнуть, что позднее онтогенетическое снижение длины капилляров сопровождалось компенсаторным нарастанием просвета этих сосудов (табл. 8). Самые яркие сдвиги такой направленности были отмечены на уровне задних рогов шейного и пояснично-крестцового утолщений спинного мозга, где процесс возрастной дилатации капиллярного русла отмечался уже начиная с 36 лет. По-видимому, дилатация капилляров эффективно компенсирует позднее онтогенетическое снижение длины этих сосудов. Справедливость этого положения иллюстрируется относительно слабо

Таблица 8

Возрастные изменения длины (L), диаметра (d), площади обменной поверхности (S) капилляров,

маркированных щелочной фосфатазой и объема капиллярного русла (V) в спинном мозге человека

Возраст, показатели Шейное утолщение Грудной отдел Пояснично-крестцовое утолщение
Передние рога Задние рога Передние рога Боковые рога Задние рога Передние рога Задние рога
1-й зрелый L d S V 133,10±11,69 5,30±0,16 2,32±0,19 2,94±0,26 126,20±3,05 4,90±0,12 1,95±0,04 2,40±0,09 130,04±7,95 5,79±0,15 # 2,36±0,14 3,42±0,23 138,43±8,87 5,66±0,16 2,46±0,14 3,47±0,19 112,19±5,31 # 5,47±0,11 # 1,93±0,12 2,66±0,22 151,01±6,85 5,27±0,11 ## 2,50±0,15 3,31±0,31 132,91±7,75 4,49±0,13 ## 1,87±0,14 2,14±0,31
2-й зрелый L d S V 129,09±13,56 5,96±0,16 * 2,38±0,23 3,52±0,36 155,28±5,89 * 5,47±0,16 * 2,68±0,19 * 3,72±0,45 * 130,22±12,07 5,43±0,15 2,30±0,19 3,16±0,48 144,79±10,63 6,21±0,17 * 3,02±0,22 4,73±0,55 107,13±6,52 # 5,05±0,18 * 1,78±0,15 # 2,26±0,27 # 150,92±10,64 5,49±0,16 2, 24±0,18 3, 65±0,55 133,79±11,49 5,31±0,18 * 2,20±0,03 ## 2,91±0,14
пожилой L d S V 116,56±14,39 5,38±0,13 + 1,91±0,13 2,53±0,09 + 102,32±9,71 * + 5,94±0,16 * + 1,88±0,16 + 2,79±0,28 116,85±10,96 5,42±0,14 1,98±0,18 2,69±0,27 126,31±8,27 5,56±0,14 + 2,19±0,15 + 3,06±0,27 * 98,86±6,39 5,61±0,15 + 1,75±0,16 2,49±0,31 132,94±14,42 4,79±0,15 * + 1,99±0,20 2,39±0,28 * 108,83±10,13 5,34±0,14 * 1,82±0,17 2,44±0,29
старческий L d S V 113,36±6,67 5,42±0,13 + 1,92±0,12 2,63±0,28 99,85±4,38 * + ° 5,49±0,14 * ° 1,73±0,12 + 2,39±0,23 + 108,65±6,57 5,54±0,12 1,88±0,08 * + 2,59±0,14 * 109,43±6,47 * + 5,44±0,13 + 1,86±0,06 * + 2,51±0,05 * + 94,92±3,49 * ° 5,72±0,13 + 1,70±0,08 2,42±0,17 107,95±7,09 * + 5,47±0,14 ° 1,85±0,12 * 2,53±0,19 * 97,83±5,67 * + 5,26±0,13 * 1,61±0,08 + 2,12±0,14 +

Примечания: 1. L – суммарная длина капиллярного русла в мм3 ткани; d – средний диаметр капилляров в мкм; S – площадь обменной

поверхности капилляров в мм3; V – объем капиллярного русла в мм3

2. * – достоверные отличия с группой «1-й зрелый»; + – достоверные отличия с группой «2-й зрелый»; - достоверные отличия с

группой «пожилой»; # - достоверные отличия с шейным утолщением; ## - достоверные отличия с грудным отделом.

выраженной возрастной убылью клеток нейроэктодермального происхождения в шейном утолщении и практически отсутствием морфологических проявлений возрастной инволюции в пояснично-крестцовом утолщении (табл. 5, 7).

Полученные результаты позволяют рассматривать возрастные изменения характеристик капиллярного русла как результат эскалации оксидативного стресса в процессе старения человека. Известно, что интермедиаты свободнорадикального окисления, и в том числе вторичные карбонильные продукты ПОЛ, обладают способностью индуцировать апоптоз эндотелиоцитов (Lee J.Y. et al., 2004). По-видимому, данный механизм имеет прямое отношение к редукции капиллярного русла в изученных отделах спинного мозга, где по мере старения человека отмечается существенное накопление липопероксидов (табл. 1). При этом аккумуляция продуктов ПОЛ и окислительной модификации белков в спинальных структурах может рассматриваться как вероятная причина возрастной вазодилатации микрососудов. Такая возможность иллюстрируется данными литературы о способности интермедиатов оксидативного стресса вызывать активацию растворимой гуанилатциклазы в цитоплазме миоцитов стенок артериол, с последующим развитием вазодилатации (Drge W., 2002). По-видимому, дилатация артериол обусловливает вторичное полнокровие капилляров, сопровождающееся увеличением их просвета.

Подобную компенсацию нельзя признать удовлетворительной, поскольку площадь обменной поверхности капилляров и показатель объема капиллярного русла снижались по мере увеличения календарного возраста (табл. 8). Эта закономерность особенно ярко проявлялась в передних и боковых рогах грудного отдела спинного мозга и в меньшей степени на уровне передних рогов шейного и пояснично-крестцового утолщений. Вполне вероятно, что возрастное снижение емкостных характеристик капиллярного русла спинного мозга не имеет непосредственного отношения к поздним онтогенетическим сдвигам клеточного состава, так как наиболее выраженная убыль нейронов отмечалась в задних рогах изученных отделов спинного мозга (табл. 5, 7). Не исключено, что постепенная возрастная редукция капиллярного русла в передних рогах спинного мозга вызывает развитие эффективной адаптации нейроцитов к циркуляторной гипоксии. В связи с этим следует подчеркнуть, что топология возрастной убыли спинальных нейронов и глиоцитов кардинально отличается от соответствующих изменений при таком нейродегенеративном заболевании, как боковой амиотрофический склероз. Известно, что идиопатическая форма бокового амиотрофического склероза, связанная с накоплением мутантной Cu,Zn-зависимой СОД (Huang Y. et al., 2006), сопровождается нейрональными потерями в передних, но не в задних рогах спинного мозга, как в процессе «нормального» старения.

В целом, результаты проведенного исследования позволяют рассматривать возрастную эскалацию оксидативного стресса как значимую причину изменений клеточного состава спинного мозга в динамике позднего онтогенеза. Онтогенетическая интенсификация процессов ПОЛ и окислительной модификации белков в относительно ростральных отделах спинного мозга обусловливает снижение числа нейроцитов и глиоцитов нейроэктодермального происхождения. Возрастное усиление проявлений оксидативного стресса на люмбо-сакральном уровне, наоборот, связано с активацией пластических процессов в нейронах и транзиторным увеличением содержания астроцитов и олигодендроцитов. Это позволяет рассматривать пояснично-крестцовое утолщение спинного мозга как наиболее устойчивый к возрастной инволюции спинальный регион. Таким образом, онтогенетическое усиление оксидативного стресса является одновременно механизмом возрастной инволюции относительно ростральных отделов спинного мозга и активации пластических процессов его каудального отдела.

Выводы

1. Возрастная инволюция спинного мозга человека связана с онтогенетической эскалацией оксидативного стресса, который проявляется снижением устойчивости липидов к свободнорадикальной атаке, с параллельным увеличением содержания продуктов перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков в этом отделе ЦНС.

2. Шейное утолщение и грудной отдел спинного мозга характеризуются наиболее выраженным онтогенетическим усилением оксидативного стресса. Это связано с возрастным снижением активности Cu,Zn-зависимой СОД, а также накоплением кадмия и железа в шейном утолщении и нарастанием активности МАО-Б в грудном отделе в процессе старения человека.

3. Поздняя онтогенетическая интенсификация оксидативного стресса в спинном мозге сопровождается компенсаторным увеличением активности каталазы и содержания ферментно-активного церулоплазмина. Этот процесс обусловливает восстановление устойчивости пояснично-крестцового утолщения к оксидативному стрессу при переходе от пожилого к старческому возрасту, но оказывается недостаточно эффективным для предотвращения дальнейшей эскалации оксидативного стресса в шейном утолщении и грудном отделе спинного мозга.

4. Возрастная интенсификация оксидативного стресса связана с прогрессирующим угнетением НАД-диафоразы и сукцинатдегидрогеназы в спинальных нейронах, где показатели активности этих ферментов достигает минимума к старческому возрасту. Наиболее ярко эта закономерность проявляется на уровне грудного отдела спинного мозга, где снижение активности НАД-диафоразы развивается уже со 2-го зрелого возраста.

5. На фоне интенсификации оксидативного стресса при переходе от 1-го ко 2-му зрелому возрасту в спинном мозге человека наблюдаются адаптивные изменения капиллярного русла. Это проявляется нарастанием показателя длины капилляров в шейном утолщении и увеличением емкостных характеристик этих микрососудов во всех изученных отделах спинного мозга.

6. Интенсификация оксидативного стресса в период с 60 до 90 лет связана с редукцией капиллярного русла, сопровождающейся компенсаторным увеличением емкостных характеристик капилляров. Наиболее ярко эта закономерность проявляется на уровне шейного утолщения, где значимое снижение показателя длины капилляров развивается уже в пожилом возрасте.

7. Возрастная эскалация оксидативного стресса в шейном утолщении и грудном отделе спинного мозга сопровождается прогрессирующим снижением числа нейроцитов и глиоцитов нейроэктодермального происхождения. Умеренно выраженная преходящая активация оксидативного стресса в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга в период с 21 до 74 лет сопровождается транзиторным увеличением содержания астроцитов и олигодендроцитов, а также гипертрофией нейроцитов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Волчегорский, И.А. Сравнительный анализ возрастной динамики активности моноаминоксидазы-Б, ферментов антиоксидантной защиты и устойчивости к оксидативному стрессу в различных отделах спинного мозга человека / И.А. Волчегорский, И.Б. Телешева, В.В. Турыгин // Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2003. – Т. 135, № 1. – С. 49-51.

2. Волчегорский, И.А. Зависимость активности моноаминоксидазы-Б в различных отделах спинного мозга человека от давности наступления смерти и возраста / И.А. Волчегорский, И.Б. Телешева, С.Е. Шемяков, В.В. Турыгин // Судебно-медицинская экспертиза. – 2004. – Т. 47, № 2. – С. 15-16.

3. Волчегорский, И.А. Возрастная динамика содержания кадмия и окислительная модификация белков в разных отделах спинного мозга человека / И.А. Волчегорский, И.Б. Телешева, В.В. Турыгин // Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2004. – Т. 137, № 5. – С. 504-506.

4. Волчегорский, И.А. Возрастная динамика липопероксидации в различных отделах центральной нервной системы / И.А. Волчегорский, С.Е. Шемяков, И.Б. Телешева, Н.В. Малиновская, В.В. Турыгин // Физиология человека. – 2005. – Т. 31, № 2. – С. 108-114.

5. Телешева, И.Б. Возрастная динамика клеточного состава различных отделов спинного мозга человека / И.Б. Телешева // Морфологические ведомости. – 2005. – № 3-4. – С. 100-102.

6. Малиновская, Н.В. Возрастные изменения содержания продуктов липопероксидации в головном и спинном мозге человека / Н.В. Малиновская, И.Б. Телешева // Новые лабораторные технологии в диагностике и лечении заболеваний человека : материалы конф., посвящ. 25-летию ЦНИЛ ЧелГМА. – Челябинск, 2006. – С. 36-39.

7. Телешева, И.Б. Возрастная динамика активности МАО-Б в головном и спинном мозге человека / И.Б. Телешева, Н.В. Малиновская // Новые лабораторные технологии в диагностике и лечении заболеваний человека : материалы конф., посвящ. 25-летию ЦНИЛ ЧелГМА. – Челябинск, 2006. – С. 68-69.

8. Телешева, И.Б. Возрастная динамика содержания нейронов в различных отделах спинного мозга человека / И.Б. Телешева // Актуальные проблемы внутренних болезней: традиционные и психосоматические подходы: материалы межрегион. науч. практ. конф. / под ред. В.В. Белова. – Челябинск, 2006. – С. 182-184.

9. Телешева, И.Б. Возрастная динамика активности церулоплазмина и содержания меди в разных отделах спинного мозга человека / И.Б. Телешева // Актуальные проблемы геронтологии и гериатрии : сб. трудов юбилейной науч.-практ. конф. – СПб, 2006. – С. 217-219.

10. Телешева, И.Б. Возрастные изменения активности супероксиддисмутазы и каталазы в различных отделах спинного мозга человека / И.Б. Телешева // Вiсник наукових дослиджень. – 2006. – № 3. – С. 71-73.

11. Телешева, И.Б. Возрастные изменения активности супероксиддисмутазы и каталазы в различных отделах спинного мозга человека / И.Б. Телешева // Морфологическое состояние тканей и органов в норме и при моделировании патологических процессов : материалы науч.-практ. конф. с международ. участием. – Тернополь : Укрмедкнига, 2006. – С. 141-143.

12. Телешева, И.Б. Возрастные изменения СДГ и НАД-диафоразной активности в спинном мозге человека / И.Б. Телешева // Морфологические ведомости. – 2006. – № 1-2. – С.61-62.

13. Телешева, И.Б. Сравнительный анализ возрастной динамики активности моноаминоксидазы-Б и количества астроцитов в различных отделах спинного мозга человека / И.Б. Телешева // Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии : материалы Всероссийской науч. конф. с международ. участием, посвященной 10-летию медицинского факультета и кафедры анатомии и гистологии человека БелГУ; под ред. Е.Н. Крикуна. – Белгород, 2006. – С. 168.

14. Телешева, И.Б. Динамика морфологических признаков инволюции спинного мозга в процессе старения человека / И.Б. Телешева // Вестник РГМУ. – 2006. – Т. 52, № 5. – С. 68-72.

15. Телешева, И.Б. Морфологические изменения капиллярного русла различных отделов спинного мозга человека при старении / И.Б. Телешева // Вестник РГМУ. – 2006. – Т. 53, № 6. – С. 76-79.

16. Волчегорский, И.А. Зависимость содержания кадмия в различных отделах спинного мозга человека от возраста и давности наступления смерти / И.А. Волчегорский, И.Б. Телешева // Вестник РГМУ. – 2007. Т. 58, № 5. – С. 69-71.

17. Волчегорский, И.А. Оксидативный стресс и морфогенез в различных отделах спинного мозга в процессе старения человека / И.А. Волчегорский, И.Б.Телешева // Сибирский консилиум. – 2007. – Т. 62, № 7. – С. 172.



 



<
 
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.