Гипоталамо-гипофизарная регуляция при старении

Наталья 17 Апреля в 0:00 246 0


Гипоталамо-гипофизарная регуляция при старении
Ключевая роль гипоталамуса в адаптации организма к среде, важность и многообразие его регуляторных влияний, сходство между проявлениями старения, с одной стороны, и клиническими проявлениями гипоталамической патологии — с другой; выраженность морфологических и метаболических изменений в гипоталамусе (в первую очередь — в обмене медиаторов) — все это привело исследователей к предположению о том, что возрастные изменения в гипоталамусе определяют функциональные и обменные сдвиги в организме при старении, определяют само старение позвоночных (Groen, 1959; Борисов, 1966; Дильман, 1968; Фролькис и др., 1972; Finch, 1976).

У человека гипоталамическую область образуют 32 пары ядер.

При анализе гипоталамических: механизмов старения важно учитывать, что регуляция различных функций осуществляется при их взаимодействии.

Так, например, пищевое поведение определяется взаимодействием «центра аппетита» в латеральном гипоталамусе и «центра насыщения» — в вентромедиальном; теплорегуляция — взаимодействием структур переднего и заднего гипоталамуса; функция половых желез — взаимодействием преоптической области и ядер срединного возвышения.

Поэтому целостную характеристику функций гипоталамуса следует сочетать с характеристикой возрастных изменений отдельных его ядер, а также изменений функций гипофиза, занимающего особое место в осуществлении регулирующих старение пейсмекерных функций гипоталамуса.

Определенное представление о возрастных изменениях гипоталамо-гипофизарной системы дает изучение морфологических и метаболических изменений в гипоталамусе, гипоталамической нейросекреции, показателей деятельности нейрогипофиза, синтеза и выделения реализующих гормонов гипоталамуса (либеринов), синтеза и секреции тропных гормонов аденогипофиза и содержания соответствующих гормонов в крови, функциональных изменений в гипоталамусе, его регулирующих влияний.

Морфологические изменения

Структурной и ультраструктурной характеристике старения гипоталамуса людей и животных посвящено значительное число работ. Основное внимание исследователей уделялось количественным и качественным изменениям в различных элементах гипоталамуса — изучались изменения в плотности расположения нейронов, глиоцитов, капиллярной сети; накопление липофусцина и других включений; особенности нейросекреторного процесса; морфологическая картина нейрона и глиоцита и др.

Гипоталамус стареет структурно и функционально неравномерно — наряду с выраженными структурными нарушениями, гибелью нейронов в одних ядрах гипоталамуса сдвиги в других не очень выражены.

Совершенно очевидно, что это сказывается на функциях всей гипоталамической области в процессе старения, на регуляции гомеостаза стареющего организма. Получены данные о существенной (более 20—30%) возрастной потере нейронов в ядрах переднего гипоталамуса крыс-самок, особенно в преоптической, переднегипоталамической областях и аркуатном ядре (Machado-Salas et al., 1977; Hsu, Peng, 1978).

В заднем гипоталамусе старых (28 мес) крыс-самцов наиболее выраженное снижение плотности расположения нейронов (на 6—7% по сравнению с таковой у 6-и 12-месячных животных) отмечено в латеральном мамиллярном, перифорникатном и заднегипоталамическом ядрах (Межиборская, 1971, цит. по: Фролькис, Безруков, 1979). У очень старых (36 мес) крыс гибель нейронов нарастала во всех ядрах заднего гипоталамуса. Как и в других структурах ЦНС, в ядрах гипоталамуса отмечается накопление липофусцина.

Отложение липофусцина характеризуется выраженной неравномерностью. У крыс значительные концентрации липофусцина обнаруживаются в супраоптическом, преоптическом и переднегипоталамическом ядрах; в паравентрикулярном ядре отложение липопигментов значительно меньше (Machado-Salas et al., 1977).

Микроанатомически обнаруживается закономерное нарастание дистрофических процессов в нейронах переднего (Machado-Salas et al., 1977) и заднего гипоталамуса грызунов (Межиборская, 1971, цит. по: Фролькис, Безруков, 1979), гипоталамических ядер человека (Buttlar-Brentano, 1954). Сначала отмечается набухание тел нейронов, укорочение дендритов, появление перетяжек на дендритах, уменьшение числа дендритических шипиков. В последующем поверхность нейронов и дендритов деформируется, контур нейронов становится неправильным, появляются сморщенные дендриты.

В дальнейшем еще больше нарастает тигролиз, сморщивание и деформация нейронов, атрофируется дендритическое дерево, претерпевают дегенеративные изменения аксоны, отмечается нейронофагия погибших клеток. Электронно-микроскопически в нейронах отмечаются набухание части митохондрий, редукция крист, просветление матрикса, появление расширений и вакуолей в канальцах эндоплазматического ретикулума (Межиборская, 1978).

В эпендима льной выстилке III желудочка, к которому примыкают структуры медиобазального гипоталамуса, у старых людей и животных также обнаруживаются признаки дегенерации и атрофии клеток, уменьшение числа эпендимоцитов на единицу длины III желудочка, накопление в эпендимоцитах липофусцина и гликогена (Tarnovska-Dsiduszko, 1972; Machado-Salas et al., 1977, Квитницкая-Рыжова, 1979).

В связи с этим в старости могут происходить сдвиги в барьерных функциях эпендимы, что приведет к изменению функциональных взаимоотношений в системе нервная ткань — цереброспинальная жидкость, к нарастанию проницаемости барьера для ряда физиологически активных веществ.

Важным морфофункциональным показателем деятельности гипоталамо-гипофизарной области является нейросекреция. По данным различных авторов, активность нейросекреторного процесса в ядрах гипоталамуса людей и животных в старости снижается или не меняется (Rodeck et al., 1960; Morrison, Staroscik, 1964; Фролькис и др., 1972; Богданович, 1974; Накельский и др., 1976).

По данным Фролькиса и сотр. (1972), у старых крыс отмечается накопление нейросекрета во всех элементах нейросекреторной системы в результате усиления продукции и замедления, ослабления выведения секрета в кровь.

Наряду с уменьшением базальной активности нейросекреторного процесса отмечается ослабление реакции нейросекреторной системы на рефлекторные (кожно-болевое раздражение) или афферентные нервные раздражения (стимуляция ядер миндалевидного комплекса) и усиливается реакция на гуморальные раздражители — введение адреналина, что, по-видимому, связано с ростом чувствительности нейросекреторных элементов к действию катехоламинов (Фролькис и др., 1972).


Кровоснабжение и метаболизм

Данные об изменениях кровотока в гипоталамусе при старении отсутствуют. Вместе с тем некоторые наблюдения позволяют предполагать, что в старости происходит ухудшение кровоснабжения гипоталамуса.

Так, хотя длина капиллярного русла, рассчитанная на единицу объема ткани, у 6-месячных (1004±156 мм/мм3) и 28—31-месячных крыс (863±105 мм/мм3) достоверно не различается (Межиборская, 1975), в стенке капилляров отмечаются существенные дистрофические изменения — происходит утолщение базального слоя, главным образом за счет гидратации его неклеточного компонента, который просветляется, теряет упорядоченность структуры. В клеточных элементах накапливается липофусцин, появляются миелиноподобные образования. В перикапиллярной глии наблюдаются явления отека.

При старении в гипоталамусе отмечается ослабление интенсивности окислительно-восстановительных процессов. В опытах на крысах в возрасте от 21 до 805 дней показано, что как у самок, так и у самцов поглощение кислорода тканью гипоталамуса с возрастом достоверно снижается (Peng et al., 1977). Например, поглощение кислорода тканью гипоталамуса у 22-месячных интактных крыс-самцов было на 24% меньше, чем у 4-месячных.

Вместе С тем существуют данные об отсутствии существенных возрастных изменений в поглощении кислорода вентромедиальным и латеральным гипоталамусом крыс (Panksepp, Reilly, 1975). При изучении нуклеиновых кислот в гипоталамической области при старении отмечается отсутствие изменений в содержании РНК и ДНК в гипоталамусе и преоптической области мышей в возрасте от 12 до 30 мес (Ghaconas, Finch, 1973), а также в супраоптическом ядре крыс в возрасте от 76 до 960 дней (Wulff et al., 1963). Содержание РНК в заднегипоталамических ядрах старых крыс снижается (Межиборская, Либерман, 1971).

Обмен медиаторов

При старении активность ферментов синтеза катехоламинов в гипоталамусе не меняется или снижается, а ферментов, катализирующих расщепление катехоламинов, по данным различных авторов, уменьшается (КОМТ у мышей линии G57BL/6J, МАО у крыс), не меняется (КОМТ у мышей линии DBA/2J) или возрастает (МАО у пожилых людей) (Finch, 1973; Eleftheriou, 1975; Robinson, 1975; Algeri et al., 1977).

Уровень катехоламинов в гипоталамусе грызунов не меняется или снижается (Finch, 1973; Анисимов и др., 1977; Simpkins et al., 1977; Ponzio et al., 1978). Наиболее выраженные изменения претерпевает скорость обновления, обмена катехоламинов (снижение почти в 1.5 раза для дофамина и в 2 раза для норадреналина) и захват дофамина синаптосомами гипоталамуса (снижение на 30%).

Захват норадреналина синаптосомами гипоталамуса у старых мышей не меняется (Jonec, Finch, 1975). Изменений в уровне, обмене и синаптосомальном захвате серотонина в гипоталамусе старых животных не отмечено (Finch, 1973; Анисимов и др., 1977). Существуют данные о некотором повышении в гипоталамусе стареющих крыс концентрации 5-ОИУК (Simpkins et al., 1977).

Активность ферментов синтеза ацетилхолина и некоторых аминокислот в гипоталамусе пожилых людей снижена (McGeer, McGeer, 1975). Концентрация глутаминовой и аспарагиновой кислот в гипоталамусе крыс претерпевает волнообразные изменения, снижаясь к старости (Гордиенко, 1975). Содержание ГАМК и гистамина в гипоталамусе при старении не изменяется (Гордиенко, 1975; Анисимов и др., 1977).

Рецепторы

У крыс с 4- до 30-месячного возраста базальный уровень цАМФ в гипоталамусе снижается, цГМФ — не меняется (Puri, Volicer, 1981). Существуют данные о неизменности базального уровня цАМФ и цГМФ и чувствительности аденилатциклазы в гипоталамусе крыс при старении (Schmidt, Thornberry, 1978).

Базальный уровень активности аденилатциклазы в гипоталамусе 5-летних и 5-месячных кроликов одинаков, вместе С Тем ее стимуляция при действии дофамина, норадреналина и гистамина в 1.3— 1.5 раза меньше у старых животных (Makman et al., 1979).

Нейрогипофиз

Гормонами задней доли гипофиза являются окситоцин и вазопрессин (антидиуретический гормон). Эти гормоны продуцируются нейронами гипоталамуса, а хранятся в задней доле гипофиза. Исходя из данных о содержании гормонов в гипофизе или крови, а также реакциях старческого организма на водную, спирто-водную или солевую нагрузку, исследователи приходят к выводу об ослаблении (Никитин, Тверской, 1951, Turkington, Everitt, 1976), неизменности (Gurrie et al., 1960) или усилении функционирования нейрогипофиза в старости (Фролькис и др., 1976).

Так, показано, что у людей и животных с возрастом закономерно нарастает содержание вазопрессина в крови (Фролькис и др., 1976а; Головченко, 1979). Особенно выраженное увеличение содержания вазопрессина отмечается у лиц с патологией сердечнососудистой системы — гипертонической болезнью и ишемической болезнью миокарда. Кроме того, при старении растет чувствительность сердца и сосудов (в том числе и коронарных) к действию вазопрессина, снижается выраженность тахифилаксии.

У старых животных меньшие дозы вазопрессина приводят к развитию коронарной недостаточности, артериальной гипертензии. Все это позволило сделать вывод о том, что вазопрессин играет большую роль в развитии у людей пожилого возраста патологии сердечно-сосудистой системы (Фролькис и др., 1976б).

Промежуточная доля гипофиза

Прямыми экспериментальными или клинико-физиологическими данными о гипоталамической регуляции меланоцитстимулирующей функции гипофиза мы не располагаем. Данные, полученные при обследовании пациентов с болезнью Паркинсона, позволяют предполагать снижение высвобождения гипоталамусом меланоцитингибирующего фактора и вследствие этого увеличение меланоцитстимулирующей активности гипофиза (Shuster et al., 1973).

Н.И. Аринчин, И.А. Аршавский, Г.Д. Бердышев, Н.С. Верхратский, В.М. Дильман, А.И. Зотин, Н.Б. Маньковский, В.Н. Никитин, Б.В. Пугач, В.В. Фролькис, Д.Ф. Чеботарев, Н.М. Эмануэль
Похожие статьи
показать еще
Prev Next