Старіння головного мозку. Мозочок

Відео: Довгастий мозок Варолиев міст Мозочок

мозочок

мозочок відіграє важливу роль в регуляції рухової активності (позна тонусу, фазических реакцій), впливає на лабіринтові рефлекси, на освіту моторних компонентів умовних рефлексів, на деякі вегетативні функції.

Існують дані про зменшення чи незмінності в старості кількості клітин Пуркіньє в мозочку людини.

У тварин відзначається зниження щільності розташування і числа нейронів в мозочку (табл. 34).

Так, у щурів лінії Лонг- Еванс число нейронів у віці 5 міс становить (41.8 + 2.1) * 10 6, а у віці 24-30 міс - (25.2 + 1.4) * 10 6 (Peng, Lee, 1979) - популяція глиоцитов не змінюється, а відношення гліоціти / нейрони збільшується з 3.6 + 0.2 до 5.9 + 0.4.

З віком істотних змін в обміні катехоламінів і ацетилхоліну в мозочку гризунів не відбувається (Finch, 1973- Algeri et al., 1977- Vijayan, 1977). У людей в 50-річному віці активність холінацетилтрансферази (ХАТ) в зубчастому ядрі мозочка наполовину нижче, ніж у 20-річних (McGeer, McGeer, 1975). Зміст глутамінової кислоти в мозочку людей і щурів знижується (Леутскйй, Когут, 1975- McGeer, McGeer, 1975) або не змінюється (Epstein, Barrows, 1969).

При старінні зменшується зв`язування в-блокатори міченим дігідроальпренололом в мозочку як людей, так і тварин (Maggi et al., 1979- Weiss et al., 1979). Разом з тим зв`язування ГАМК-рецепторів антагоністом гамма-аміномасляної кислоти - міченим мусцімол - у щурів при старінні не змінюється (Maggi et al., 1979). Зміст цАМФ в мозочку щурів при старінні не змінюється, а цГМФ - знижується (Puri, Volicer, 1981).

Базальний рівень активності аденілатциклази і гуанілатциклази, а також їх реакція на катехоламіни і каїнат (циклічний аналог ГАМК) в мозочку старих щурів зменшуються (Walker, Walker, 1973- Schmidt, Thornberry, 1978). Як можна судити на підставі виникнення так званої «ацетилхолінового хвилі» при Меркуриметричний титрування водорозчинної фракції білків мозочка (Рогова, Хилько, 1971), у старих щурів число холинорецепторов в мозочку зменшується.

Прямих даних про функціональні зміни мозочка при старінні немає. Разом з тим з віковими змінами в мозочку може бути пов`язано ослаблення контролю над руховими функціями, рівновагою і положенням тіла в просторі.

лімбічна система

Освіти старої і давньої кори (архіпалеокортекса) і безпосередньо пов`язаних з ними структур особливу увагу геронтологів залучили лише в останні кілька років.

Морфологічні і метаболічні зміни

При старінні відзначаються деяке зниження кількості нейронів (табл. 34), різке внутрінейронное накопичення ліпофусцину, істотне збіднення апарату міжклітинної взаємодії, зміни в структурі і ультраструктурі клітин гіпокампу.

У перікаріоне нейронів гіпокампу старих щурів площа, яку займає липофусцином, на 169% більше, ніж у молодих - 11-місячних, і на 67% більше, ніж у зрілих - 17-місячних тварин (Brizzee, Ordy, 1979). У гіпокампі старих людей і тварин (щурів, мишей) відзначається дегенерація нейронів і гіпертрофія астроглії (Lindsey et al., 1979), збіднення синаптического апарату, втрата аксосоматіческіх і аксодендрітіческіх синапсів, атрофічні і дегенеративні зміни в дендритах і аксонах з подальшим зменшенням їх числа, атрофія шипиків (Bondareff, 1979- Machado-Salas, Scheibel, 1979).

Сповільнюється аксоплазматіческого ток гликопротеинов в системі перегородка-зубчаста звивина (Geinisman et al., 1977). При вивченні зубчастої звивини гіпокампа 3-4- і 24-25-мессячних щурів таких разючих вікових відмінностей в морфології гіпокампу не відзначено (Gottman, Scheff, 1979). Разом з тим пластичність структур лімбічної системи в старості істотно знижується.

Так, при односторонньому видаленні енторінальной кори реіннервація і реактивний сінаптогенез в гіпокампі (зубчастої звивини) були значно менш виражені ж протікали повільніше, ніж у молодих тварин. Аналогічне вікове уповільнення реиннервации ядер перегородки було при перерезке фімбрій (Cottman, Scheff, 1979).

Як і в інших областях мозку, в судинах гіпокампу і мигдалеподібного комплексу відбуваються ущільнення і потовщення судинних стінок за рахунок гіперплазії сполучнотканинних елементів, заміщення гладком`язових клітин колагеном, накопичення проміжної речовини.

Ці зміни в поєднанні з особливим типом розгалуження судин в гіпокампі (кінцевий тип відходження під прямим кутом) і розташуванням гіпокампу на вододілі між басейнами сонної і вертебробазіллярной артерій ведуть до істотного погіршення кровопостачання цього освіти в старості.

Відзначено, що у людей склеротичні зміни особливо виражені саме в цій області мозку. У щурів поглинання кисню гомогенату гіпокампу і мигдалини знижується в період дозрівання (з 3-тижневого до 4-місячного віку), а при старінні не зазнають суттєвих змін (Peng et al., 1977). Чи не змінюється і швидкість утилізації макроергічних фосфорних сполук в гіпокампі старих мишей (Ferrendelli et al., 1971).

обмін медіаторів

Судячи по нечисленних робіт, в структурах лімбічної системи основні зміни відбуваються в обміні катехолгамінов і СТ і значно менше - АХ (Eleftheriou, 1975- McGeer, McGeer, 1975- Robinson, 1975- Meek et al., 1977- Vijayan, 1977). Відзначено, що знижується активність ферментів синтезу катехоламінів і їх розпаду - тирозингідроксилази, ДОФА-декарбоксилази, КОМТ у людей і гризунів (мишей).

Активність же МАО - одного з основних ферментів, які каталізують розпад катехоламінів, - при старінні зростає або не змінюється (Robinson, 1975). Активність триптофан-5-гідроксилази і рівень СТ в гіпокампі і перегородці старих, 24-місячних щурів лінії Спрейг-Доулі нижче, ніж у незрілих, 35-45-денних тварин (Meek et al., 1977).

Обмін AX в вивчених структурах лімбічної системи цих тварин не зазнають суттєвих змін (Meek et al., 1977). У мигдалині людей і гіпокампі мишей лінії C57BL / 6J відзначається зниження активності холінацетилтрансферази (McGeer, McGeer, 1975- Vijayan, 1977). Показано також зменшення в гіпокампі і мигдалині літніх людей активності глутаматдекарбоксилази - ферменту, що каталізує синтез гамма-аміномасляної кислоти (McGeer, McGeer, 1975).

Звертає на себе увагу те, що зміни в обміні медіаторів в лімбічної системі, в гіпокампі більш виражені, ніж у філогенетично більш пізньому освіті - неокортексе. Взагалі кажучи, вікові зміни кожного відділу мозку характеризуються специфічним поєднанням різних структурних, метаболічних, функціональних змін, що відрізняють їх один від одного, і не вкладаються в просту схему, яка б пов`язала вираженість порушень з филогенетическим рівнем розвитку.

рецептори

Базальний рівень цАМФ і цГМФ в гіпокампі щурів у віці від 4 до 30 міс однаковий (Puri, Volicer, 1981). Реакція аденілатциклази гіпокампу на катехоламіни у старих щурів знижується (Walker, Walker, 1973) або не змінюється (Schmidt, Thornberry, 1978). У дослідах з використанням міченого антагоніста дофаміну - спіроперідола - показано, що кількість в-блокатори в передній лімбічної корі у старих (5-річних) кроликів менше, ніж у молодих, 5-місячних (Makman et al., 1979).

функціональні зміни

Останнім часом поряд з дослідженням морфологічних і метаболічних зрушень розпочато вивчення функціональних змін в різних структурах лімбічної системи. Барнес (Barnes, 1979) провів велике дослідження електрофізіологічних характеристик нейронів гіпокампу в хронічних дослідах на ненаркотізірованних старих (28-34-місячних) і зрілих (10-16-місячних) щурах з електродами, імплантованими в зубчасту фасцію (реєструючі електроди) і перфорований пучок (дратівливі електроди).

Було показано, що при короткочасній високочастотної стимуляції синаптический відповідь гранулярних клітин у тварин різного віку не відрізнявся. При повторних циклах подразнень зрілі тварини продовжували реагувати тривалим і стійким посиленням синаптичної реакції, а у старих зазначалося своєрідне «виснаження» відповіді синапсів.

У зв`язку з тим що у старих щурів спайк популяції гранулярних клітин гіпокампу виникав при більш низькому рівні збудливого постсинаптичного потенціалу (ВПСП), ніж у 10-16-місячних тварин, автор припустив, що потенціал спокою нейронів гіпокампу у старих тварин знижений (Barnes, 1979 ). Аналіз співвідношення між силою роздратування і крутизною переднього ската ВПСП виявив, що при всіх надпорогових подразненнях нейрони молодих тварин реагували сильніше (Barnes, 1979).

За даними Лендфілда і Лінча (Landfield, Lynch, 1977), порогове напруга струму, що викликало спайки популяції нейронів, і величина відповіді при надпороговой подразненні у старих і молодих тварин не відрізнялися. Синаптичні відповіді пірамідних клітин зрізів гіпокампу при низькочастотної (0.3 Гц) стимуляції колатеральних волокон Шаффера у старих (25-27-місячних) і молодих (4-6-місячних) щурів не відрізнялися, а при більш високій частоті роздратування (15 Гц) відповідь і посттетаніческой потенциация (збільшення амплітуди спайка популяції нейронів) у старих щурів були значно слабкіше (Landfield, Lynch, 1977).

Автори вважають основною причиною погіршення посттетаніческой потенциации гальмування, розвивається в синапсах нейронів старих тварин при більш високій частоті стимуляції. Найбільш вираженим компонентом фонової сумарної електрограми гіпокампу є 0-ритм.

У старих (25-місячних) щурів у порівнянні з молодими (5-місячними) 0-ритм гіпокампу кілька сповільнюється (Cooper et al., 1975). Особливо виражене уповільнення 0-ритму в гіпокампі відзначено авторами як у молодих, так і старих тварин з легеневою патологією. При порівнянні електрограми гіпокампу у 10-16- і 28-34-місячних щурів особливих змін в частотних характеристиках не відзначено (Barnes, 1979). Разом з тим відзначені згладжування і зникнення добової періодичності в електроенцефалографічні характеристики у старих тварин.

При вивченні електровозбудімості лимбических структур виявлено, що електричні пороги єлектрографических реакцій для гіпокампу у старих щурів стають менше, ніж у дорослих (Синицький, 1976), а пороги впливу гіпокампу на вегетативні показники - системний артеріальний тиск (рис. 59), зовнішнє дихання - у дорослих кроликів істотно не відрізняються (Фролькіс, Безруков, 1971).

В інших лимбических структурах виявлено неоднакові вікові зміни збудливості (рис. 59): грушоподібна кора і центральне ядро мигдалини стають більш збудливими, а медіальне ядро мигдалини старих кроликів менш збудливим, ніж у дорослих тварин (Фролькіс, Безруков, 1971). Поряд з цим мікроін`екціонное введення невеликої кількості А і АХ в гіпокамп, ядра мигдалини і грушоподібної кору було, як правило, більш ефективним у старих тварин (рис. 61) (див. Також: Фролькіс, Безруков, 1971- Безруков, 1974).


Останнім часом гиппокампу надають великої ваги в створенні на основі зорових, слухових, нюхових і соматосенсорних сигналів короткочасної «просторової карти», в консолідації короткочасних, «поточних» слідів в довготривалу пам`ять.

Вважають, що гіпокамп і інші лимбические структури (зокрема, мигдалеподібної комплекс, перегородка) приймають істотну участь у мотивації різних поведінкових реакцій, в регуляції агресивного і статевої поведінки, м`язової діяльності, сну і неспання, деяких вегетативних компонентів цілісних реакцій.

Вікові зміни в гіпокампі і інших структурах лімбічної системи не тільки змінюють емоційне забарвлення поведінки в старості, ставлення до дійсності, а й впливають на вегетативне забезпечення цих реакцій. Лімбічна система володіє численними зв`язками з іншими структурами мозку.

Наприклад, відома ланцюг: гіпокамп -gt; звід -gt; маміллярних тіло -gt; переднє ядро таламуса -gt; кора поясної звивини -gt; пресубікулум гіпокамп. Нерівномірні зміни збудливості структур лімбічної системи і інших областей мозку істотно змінюють її функціональний стан. Експериментальний аналіз поведінкових реакцій свідчить про ослаблення у старих тварин просторово-дискримінаційної пам`яті, про погіршення короткочасної пам`яті, про ослаблення процесів перетворення поточних сигналів в довгострокову пам`ять (Barnes, 1979- Brizzee, Ordy, 1979).

При цьому наголошується, що ослаблення короткочасної пам`яті в старості не обов`язково пов`язано з погіршенням здатності до навчання (Brizzee, Ordy, 1979). Хоча мотивація знаходження тунелю-укриття у старих і молодих щурів однакова, виконання проб старими тваринами сповільнюється, люмбпльная пункція здійснення реакції збільшується, проби виконуються з великим числом помилок (Barnes, 1979).

При больовому електрошкірний подразненні агресивна поведінка по відношенню до іншого тварині у старих, 29-місячних, щурів виражена слабше, ніж у молодих, 11-місячних, і зрілих, 17-місячних ,: тварин (Brizzee, Ordy, 1979). Високочастотний пресинаптическое роздратування гранулярних клітин гіпокампу у старих і молодих щурів вибірково погіршувало спонтанне альтернативне поведінку старих щурів в Т-подібному лабіринті (Barnes, 1979).

Таким чином, країни, що розвиваються при старінні морфологічні і метаболічні зрушення призводять до суттєвого віковому ослабленню функцій структур лімбічної системи, в першу чергу гіпокампу, до неоднаково вираженим зрушенням в діяльності різних лимбических структур, що має серйозні наслідки для різних видів поведінки, пам`яті, мотивації.