Начало >> Статьи >> Архивы >> Принципы оценки химического воздействия на пожилых людей

Изменения в тканях, органах и системах при старении - Принципы оценки химического воздействия на пожилых людей

Оглавление
Принципы оценки химического воздействия на пожилых людей
Обзор проблемы
Воздействие химических веществ
Стареющая популяция
Теории старения
Изменения структуры и функции генов при старении
Изменения в тканях, органах и системах при старении
Изменения в органах чувств при старении
Изменения в эндокринной системе при старении
Изменения в репродуктивной системе при старении
Изменения в иммунной системе при старении
Изменения в сердечно-сосудистой системе при старении
Изменения в дыхательной системе при старении
Изменения в почках и распределении жидкостей при старении
Изменения в пищеварительной системе при старении
Изменения в костно-мышечной системе при старении
Изменения в коже при старении
Фармакокинетика изменения чувствительности
Фармакодинамика изменения чувствительности
Эндокринная система - фармакодинамика изменения чувствительности
Почки, иммунная система, другие - фармакодинамика изменения чувствительности
Модифицирующие факторы изменения чувствительности
Взаимодействие химических веществ и заболеваемости
Экспериментальные подходы  к изучению эффектов
Химическое воздействие - подходы  к изучению эффектов
Эпидемиологические и клинические подходы
Биомаркеры старения
Выводы и дальнейшие исследования
Литература

Прогрессирующая модификация функций организма с возрастом происходит не только на генетическом, молекулярном и клеточном уровнях, но также на уровне тканей, органов, систем и целостного организма. Важно попытаться дифференцировать связанную с возрастом патологию и истинное физиологическое старение. Это часто трудно сделать, потому что большинство изменений, связанных со старением, увеличивает подверженность стареющего организма болезням и, в конечном счете, смерти.
В дальнейшем будут рассмотрены каждый орган и система в плане возрастных изменений их структуры не только с точки зрения наследственности, но и в ответ на внешние воздействия. В центре внимания будет здоровое старение как противоположность заболеванию.

Нервная система

Мозг может с возрастом подвергаться прогрессирующему износу на всех уровнях организации — структурно, биохимически и функционально. Расстройства ЦНС, включая болезнь Паркинсона и Альцгеймера, являются характерными в старости.

Структурные изменения

Вес мозга несколько снижается с возрастом, причем как серого, так и белого вещества (Creasey & Raport, 1985). На клеточном уровне наиболее характерным для связанных с возрастом изменений является значительная утрата количества нейронов в отдельных областях мозга (Brizzee, 1985), особенно в базальных ганглиях, мозжечке (возможно, из-за снижения контроля двигательной функции), locus ceruleus (связано с повреждением характера сна), базальном ядре Мейнерта (связано со старческой деменцией типа Альцгеймера (SDAT)) (Bondareff) и спинном мозге. Потеря нейронов, связанная с увеличением количества клеток глии, относительно умеренно выражена при физиологическом старении, но при SDAT, болезни Паркинсона и раннем старении при синдроме Дауна носит более тяжелую форму.

Кроме уменьшения количества нейронов, стареющий мозг характеризуется снижением количества дендритов и отростков дендритов, возможно, из-за замедления процесса обновления (Scheibel & Tomiyasu, 1978). На отдельных участках мозга уменьшается плотность синапсов, что компенсируется увеличением размеров остающихся синапсов (Bertoni-Freddari et al., 1990). Внутриклеточные изменения включают дилатацию и фрагментацию аппарата Гольджи (Mervis, 1981), нарушение формы мембран и ядер и накопление липофусцина как в нейронах, так и в клетках глии на отдельных участках мозга. С возрастом происходят увеличение нейрофибриллярных сплетений (внутриклеточные сплетения собираются из парных спиральных волокон) (Terry, 1963), накопление экстрацеллюлярных невритических бляшек (сердцевина амилоида, окруженная материалом из дистрофических нейритов) и реактивных клеток глии и микроглии (Master et al., 1985). Такие изменения при нормальном старении выражены умеренно, но с гораздо большей частотой встречаются при SDAT (Iqbal et al., 1982) и при других формах деменции.
Обнаружены также связанные с возрастом морфологические изменения периферической и автономной нервных систем. Они включают снижение количества чувствительных и двигательных нейронов, усиление демиелинизации, увеличение соединительной ткани и умеренную утрату миелинизированных волокон (Tomlinson & Irving, 1977; Spencer & Ochoa, 1981). Центрально протекающие процессы в ганглиозных клетках дорсальных корешков обычно приводят к дистрофическим и дегенеративным изменениям в дистальных отделах. Сообщалось о регрессивных изменениях окончаний двигательных аксонов.

Биохимические изменения

Кроме патологических изменений в мозгу обнаружено много связанных с возрастом повреждений в химии межклеточных связей (Rogers & Bloom, 1985; Finch, 1991). Они включают изменения концентрации и/или обмена аминов (ацетилхолина, норадреналина, адреналина, дофамина, серотонина), аминокислот (глицина, глутамата и ГАМКа) и пептидов (энкефалина, субстанции Р, тиреотропной) гормона, холецистокинина, соматостатина). Множество работ показывает повреждение адренергических, дофаминергических и серотонинергических активностей у стареющих животных (Zhou et al., 1984; Roth & Joseph, 1988; Telford et al., 1988). Оказалось, что одной из основополагающих причин этих нарушений является полная утрата рецепторов (Weiss et aL, 1984; Roth & Joseph, 1988).
Синапсы могут использовать один или более медиаторов (норадреналин и нейропептид). Множественные уровни контроля и региональные особенности различных синапсов в отдельных областях мозга затрудняют определение связанных с возрастом повреждений нейромедиаторных/нейропептидных функций. Фактически состояние нейромедиаторов всей нервной системы скорее характеризуется “десинхронизацией”, чем одинаковым падением уровня специфических нейромедиаторов. Например, в то время как в пожилом возрасте содержание в мозге норадреналина и дофамина падает, уровень серотонина остается неизменным или даже увеличивается в различных областях мозга. В некоторых случаях чем выше концентрация нейромедиатора в той или иной части мозга, тем сильнее выражено ее снижение с возрастом и наоборот (Timiras et al., 1984). В действительности, зависимые от возраста изменения концентраций нейромедиаторов/нейропептидов не всегда происходят одновременно. Каждый нейромедиатор имеет собственное расписание: уровень дофамина уменьшается в больших полушариях мозга крыс в возрасте 1 года, в то время как уровень серотонина остается неизменным вплоть до трехлетнего возраста (Timiras et al., 1984). Также имеются сообщения о связанных с возрастом изменениях количества и функций нейромедиаторных рецепторов (Greenberg & Weiss, 1983; Roth & Joseph, 1988). Изменения связывающей активности выявляются нечасто. Чувствительность бета-адренергических рецепторов уменьшается в старости (Vestal et al., 1979; Lakatta, 1980). Оказывается, что это связано с блокадой бета-рецепторов для аденилат-циклазного комплекса, который передает сигнал (Wood, 1985). В шишковидной железе, полосатом теле и мозжечке крысы снижается чувствительность к катехоламинам из-за уменьшения сродства бета-адренергических рецепторов к их лигандам. Однако изменений количества рецепторов (Greenberg ά Weiss, 1978) не отмечено. Это частично может происходить из-за того, что редуцируется способность увеличивать количество бета-рецепторов при снижении выброса норадреналина (Greenberg & Weiss, 1979).
Изменяются общие биохимические свойства клеток нервной системы. Это происходит во всем стареющем организме. Может изменяться состав липидов, что приводит к снижению вязкости мембран. Синтез белков снижается на отдельных участках мозга. Накапливается липофусцин, хотя функциональная значимость этого феномена неясна. Кроме того, отмечено изменение баланса электролитов и микроэлементов (Brizze, 1985). Например, у старых людей уровни алюминия могут сильно увеличиваться (Bjorksten et al., 1989). Уменьшение содержания цинка может оказаться важным в свете потребностей в цинке различных ферментов и факторов роста, включая фактор роста нервов (NGF) (Dunn et al., 1980). Кроме того, старение сопровождается снижением содержания воды в мозговой ткани (Meisami, 1988). Сообщалось также об изменении сосудистой циркуляции (Katzman & Terry, 1983).

Функциональные изменения

Несмотря на морфологические и биохимические изменения, наблюдаемые в стареющем мозге, оказывается, что функциональная полноценность нервной системы хорошо сохраняется н у самых старых людей. Однако расстройства ЦНС имеют место у некоторых индивидуумов, хотя трудно различить связанную с возрастом патологию и феномены физиологического старения. Возможно, наиболее распространенное и значимое изменение, наблюдаемое в стареющем организме — это заторможенность (медлительность) поведения (Birren et al., 1979). Медлительность обнаруживается с возрастом не только в двигательных реакциях и восприятии, но также очевидна при сложных процессах усвоения информации, которые ассоциируются с краткосрочной памятью (Smith et al., 1980). Эпидемиологические исследования (методом “cross-section”), проводимые по мировым стандартам для оценки функций интеллекта (по шкале Wechsler Adult Intelligence Scale-WAIS), обнаружили доказательства того, что некоторые виды работоспособности снижаются к 70 годам жизни, в то время как другие (вербальные способности) сохраняются в течение всей жизни здоровых людей (Gallagher et al., 1980). Ассоциируемая со старостью заторможенность и потеря координации при ходьбе, так же как и при письме и других целенаправленных движениях, может быть связана с увеличением времени реакции у стариков.
Примером возрастных изменений биоритмов служит изменение циклов сон/бодрствование, что в основном зависит от ретикулярной системы. Нарушения стадий сна в старости носят более качественный, чем количественный, характер (Dement et al., 1985) и касаются главным образом фаз глубокого сна ("deep sleep"), что отражается на изменении электрической активности мозга (Muller & Schwartz, 1979). Оказывается, что среди нейромедиаторов в этот процесс вовлекается серотонин.
Нарушение осанки и локомоторной функции в старости (Klawans & Tanner, 1984) также зависит от повреждения ЦНС. Имеют место изменения на периферии, такие как снижение скорости проведения импульса по периферическому нерву, уменьшение мышечной массы и увеличение ригидности. Дисфункция вегетативной нервной системы в старости также проявляется многими патофизиологическими изменениями, включая гипотонию, нарушения терморегуляции, желудочно-кишечные расстройства и недержание мочи (Finch & Landfield, 1985). Другие изменения вегетативной системы включают изменения сосудистых и сердечных рефлексов, электропроводимости кожи и потенции (Katzman & Terry, 1983). Повышенная активность симпатической нервной системы обычно присутствует в старости н может влиять на познавательные функции.



 
« Принципы организации биологических систем   Принципы терапии шока и терминальных состояний »