Старіння головного мозку. Обмін медіаторів

Відео: Масаж Гіпофіза

обмін медіаторів

Інтеграційна діяльність мозку здійснюється завдяки складним міжнейронних взаємодій.

Молекулярний механізм цього взаємозв`язку забезпечується специфічними медіаторнимі системами.

У мозку існують різні медіаторних системи: норадреналін (НА), дофаміну (ДА), серотоніну (СТ), ацетилхолін (АХ), гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК), інших амінокислот і деяких інших з`єднань.

Катехоламіни.

При старінні істотних змін в обміні катехоламінів в корі головного мозку і в цілому мозку не спостерігалося. Чи не змінюються активність тирозингідроксилази, зміст ТАК, НА, активність моноаміноксидази (МАО), метіонінактівірующего ферменту (McGeer et al., 1971- Finch, 1973- Robinson, 1975- Анісімов та ін., 1977- Algeri et al., 1977- Ponzio et al., 1978).

Активність в цілому мозку щурів лінії Спрейг-Доулі зростає на 1/3 (Ponzio et al., 1978) - а в лобовій корі мишей знижується: у мишей лінії C57BL / 6J - після 12 міс, а у мишей лінії DBA / 2J - після 24 міс (Eleftheriou, 1975).

Серотонін.

У старих гризунів у порівнянні з дорослими тваринами зміст СТ в головному мозку не змінюється (Finch, 1973- Анісімов та ін., 1977) або знижується (Кузнєцова, 1968), активність МАО не змінюється (Feldman, Roche, 1978), а зміст 5 -оксііндолілуксусной кислоти (5-ОІУК) зменшується (Анісімов та ін., 1977).

Ацетилхолін.

В цілому мозку і деяких ділянках кори головного мозку старих щурів, мишей, мавп і людини змін в різних компонентах системи обміну АХ не виявлено (McGeer et al., 1971- Timiras, 1972- Samorajski, Rolsten, 1973- Meek et al., 1977 ).

Активність холінацетилтрансферази і ацетилхолінестерази в різних областях кори головного мозку людини істотно і нерівномірно знижується: в одних ділянках більше зменшується активність першої, в інших - другий (McGeer, McGeer, 1975).

Інші медіатори.

Зміст ГАМК, глутамінової, аспарагінової кислот і гістаміну в головному мозку не змінюється або трохи зменшується. Активність глутаматдекарбоксилази, ферменту, що каталізує перетворення глутамінової кислоти в гамма-аміномасляної кислоти, в різних областях кори головного мозку людини знижується (McGeer, McGeer, 1975), а в головному мозку гризунів не змінюється (McGeer et al., 1971) або дещо зменшується ( Fonda et al., 1973).

Активність ГАМК-трансферази (трансамінази) - основного ферменту інактивації гамма-аміномасляної кислоти - в глибокій старості дещо зростає (Fonda et al., 1973). Активність глутамінсінтетази мозку, що каталізує процес перетворення L-глутамінової кислоти в глутамин, з віком не змінюється (Гордієнко, 1975).

Отже, істотні структурні і общеметаболіческіе зміни в корі головного мозку не супроводжуються грубими змінами в обміні медіаторів. Можна припускати, що при старінні в умовах загибелі частини нейронів активуються механізми синтезу медіаторів, їх обміну в інших нейронах, синаптичних структурах.

рецептори мозку

Дані про вікові зміни кількості рецепторів суперечливі. Існують дані про те, що число в-блокатори мозку з віком не змінюється (Maggi et al., 1979) або знижується (Makman et al., 1979). Зв`язування відповідних рецепторів кори головного мозку міченими антагоністами або аналогами в -адренергічних і ГАМК-ергічних речовин у старих людей і щурів не змінюється (Maggi et al., 1979).

Зв`язування в-блокатори лобової кори у старих, 5-річних кролів антагоністом дофаміну спіроперідолом менше, ніж у молодих, 5-місячних тварин (Makman et al., 1979). Базальний рівень цАМФ і цГМФ в корі мозку знижується в процесі дозрівання і не змінюється при старінні (Schmidt, Thornberry, 1978- Puri, Volicer, 1981).

Реакція аденілатциклази кори мозку старих щурів і кроликів на катехоламіни і гістамін зменшується (Berg, Zimmerman, 1975- Makman et al., 1979) або не змінюється (Schmidt, Thornberry, 1978). Важливу роль в реакції на ацетилхолін грають сульфгідрильні групи холінорецепторного білка. При Меркуриметричний титрування сульфгідрильних груп у водорозчинній фракції білків кори головного мозку в присутності різних доз ацетилхоліну виявлено, що у старих щурів так звана «ацетилхолінового хвиля» розвивається при менших кількостях медіатора, ніж у дорослих (Рогова, Хилько, 1971).

Визначаючи число рецепторних точок в корі мозку щодо зв`язування атропіну, Джеймс і Канунгу (James, Kanungo, 1976) прийшли до висновку про зменшення числа холінорецепторів у старих щурів. Щодо інших рецепторів існують дані про те, що при старінні у гризунів кількість рецепторів кори головного мозку до кортикостероїдів зменшується (Roth, 1976) або не змінюється (Nelson et al., 1976), а число рецепторів до естрогенів в мозку старих щурів зменшується (Kanungo et al., 1975).

З огляду на широкий спектр структурних змін нейронів, слід припускати нерівномірне зміна кількості рецепторів (зменшення або збільшення) в частині з них. Можна вважати також, що при старінні змінюється не тільки кількість рецепторів в мозку, але і їх конформація.

Це відбивається на взаємодії між рецептором і фізіологічно активною речовиною. В результаті зміни метаболізму в мембрані може наростати число «мовчазних» рецепторів, в результаті чого змінюється здатність нейрона реагувати на прихожу інформацію.

спадні впливу

При старінні змінюються взаємини вищих і нижчих відділів ЦНС в здійсненні складних рефлекторних реакцій, послаблюються так звані субординаційні впливу (Фролькіс, 1970 Фролькіс та ін., 1972а).

Показано, що хордотомія, вимикає потік сходять впливів на центри спинного мозку, надає менш тривалий гнітючий вплив на рефлекторну діяльність спинного мозку старих тварин. При вивченні полегшують і гальмівних кортікоспінальних впливів у щурів різного віку виявлено підвищення порогів цих впливів.

Так, гальмування спинномозкових реакцій у дорослих щурів розвивалося при подразненні моторної кори стимулами, напруга яких знаходилося в межах 0.71-1.05 В (в середньому - 0.88 В), а у старих - 1.32-2.08 В (в середньому - 1.7 В). Виявлено істотне підвищення електричних порогів впливів сенсомоторної кори на АД, зовнішнє дихання у старих кроликів (Фролькіс, Безруков, 1971).

Так, порогові пресорні реакції артеріального тиску (рис. 59) у старих кроликів виникали при подразненні сенсомоторної кори струмом 290 + 40 мкА, а у дорослих - 90 + 10 мкА, порогове тахіпное розвивалося при силах струму 190 + 27 мкА у старих і 110 + 30 мкА у дорослих тварин.


Нерівномірно і різноспрямовано змінюються впливу та інших структур мозку. Неоднакові зміни збудливості різних структур ЦНС призводять до суттєвих змін впливу їх на функціональний стан інших органів і систем - кровообіг, дихання, м`язову активність, ендокринний апарат, до нерівномірним віковим змінам вегетативного забезпечення самих різних емоційно-поведінкових реакцій і системних актів цілісного організму (Фролькіс, Безруков, 1971- Фролькіс та ін., 1972а).

З віком звужується можливий діапазон змін рефлексів на серцево-судинну систему і дихання, при тривалій дії подразника швидше відновлюється вихідна величина рефлексу, при дії сверхсильного подразника легше виникає зрив регуляторних механізмів (Фролькіс, 1970).

внутрішньоцентральні взаємини

Нерівномірні морфологічні, біохімічні та функціональні зрушення в різних структурах головного мозку призводять до суттєвих змін внутріцентральних взаємин.

Взаємовідносини між окремими центрами стають менш стійкими, менш надійними, легше порушуються, легше виникає їх зрив. Так, при повторному, через кожні 3 хв, відтворенні судомних нападів у старих кроликів вже через 2-3 нападу в 2 рази вкорочувалася тривалість тонічної фази, зменшувалася час рухових автоматизмів, спочатку видовжувалася, а потім вкорочувалася клоническая фаза, загальна тривалість припадку зменшувалася, до швидше наступала загибель тварин (Синицький, 1976).

Поряд з нерівномірними і різноспрямованими змінами електровозбудімості різниця між найбільш і найменш збудливими структурами з віком зменшується (Фролькіс, Безруков, 1971), що створює умови для більш генералізованого залучення структур мозку в реакції при самих різних ситуаціях.

Показано, що генералізована судомна активність з подальшими судорожними припадками розвивається у старих тварин при менших дозах, ніж у дорослих, цілого ряду центральних стимуляторів - камфори, кордіаміну, коразола, амидопирина (рис. 60) (Фролькіс та ін., 1972б- Синицький, 1976 ).


Завдяки внутріцентральних змін, зрушень на етапі передачі інформації з центрів на периферію в старості нерідко виникає своєрідне неузгодженість - зміни в ЦНС іноді не реалізуються на периферії у відповідних функціональних ефекти.

Так, при судорожному припадку, незважаючи на істотні зрушення в нервових центрах, у старих тварин не виникають настільки виражені, як у молодих, зрушення в діяльності серцево-судинної системи (Фролькіс, 1970).

Зміна межцентральних взаємин, взаємин між центрами і периферією стає основою вікового ослаблення реципрокного гальмування в системі регуляції рухових реакцій, вегетативних функцій. Показано, що порушення реципрокного гальмування виникає в вищих вегетативних центрах, зокрема в дихальному центрі (Фролькіс, 1975б).

Це призводить до більш частого порушення ритміки дихання, співвідношення вдих-видих у старих людей. Порушення течії гальмівного процесу, що грає велику роль в координації та інтеграції функцій ЦНС, вирішальним чином позначаються на здійсненні різних простих і складних рефлекторних реакцій, вищої нервової діяльності.

У школі І. П. Павлова було показано, що в процесі старіння раніше за все страждає внутрішнє коркове гальмування. Згодом встановлено, що зміна течії різних видів гальмування є нейродинамічної основою зміни функції мозку в процесі старіння (Фролькіс, 1970 Фролькіс та ін., 1972а).

Виявилося, що в процесі старіння послаблюються кортико-спинальні і ретикуло-спинальні гальмівні впливи, реципрокное гальмування в спинному мозку, в вищих вегетативних центрах. Ці зміни гальмівних процесів пов`язані з деструкцією гальмівних синапсів, зі зміною синтезу гальмівних медіаторів, зрушеннями в рецепторах нейронів, зі зміною течії гальмівного постсинаптичного потенціалу.

Зміни течії гальмівного процесу призводять до зрушень інтегративної діяльності мозку, сприяють більш легкому зриву його функцій. Гальмівний процес може грати охоронну роль, а також активно стимулювати відновлювальні процеси. Показано, що у старих тварин гальмування менш виражено активує процеси відновлення ослаблених спінальних рефлексів.

Ослаблення гальмування є однією з причин зниження працездатності центрів в старості. Для старіння ЦНС характерно наростаюче зниження лабільності у всіх ланках контуру саморегуляції. Про це свідчать зниження частоти б-ритму у літніх і старих людей, падіння можливих частот засвоєння ритмів при слуховий і зорової стимуляції, зниження можливого діапазону частот в аферентних і еферентних нервах (Фролькіс, 1970). Все це призводить до обмеження можливостей систем сприймати, передавати і перекодувати інформацію, що надходить.