Delist.ru

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

Автор: Телешева Ираида Борисовна

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 (Droege 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.

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.

загрузка...