Delist.ru

Оксидативный стресс и морфогенез в спинном мозге на этапах старения человека (18.02.2008)

Автор: Телешева Ираида Борисовна

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-

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-

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

загрузка...