Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Главной задачей геронтологии является изучение основных механизмов старения человека и изыскание подходов к замедлению возрастных изменений (Фролькис В.В., 1991; Боголепов Н.Н. и соавт., 1999; Hikosaka O., 1998; Martin W.R. et al., 1998; Soffie M., et al., 1999).
Одной из структур головного мозга, играющих важную роль в реализации когнитивных функций является гиппокамп (ГП) (Боголепова И.Н., 1970-2008; Отмахов Н.А., 1993; Арушанян Э.Б., 1999; Bartesaghi R., 2004; Czapinski P. et al., 2005; Munoz M., Insausti R., 2005; Gogtay N. et al., 2006). ГП является объектом пристального внимания кардиологов, эндокринологов, неврологов и геронтологов. Это связано с тем, что нейродегенеративные и сенильные поражения данного отдела головного мозга сопровождаются развитием когнитивных и аффективных расстройств при артериальной гипертонии, сахарном диабете, болезни Альцгеймера и «нормальном» старении человека (Peila R. et al., 2002; Schmidt R. et al., 2004; Vincent A.M. et al., 2004).
В последние десятилетия утвердилось положение о микроединице центральной нервной системы (ЦНС), как о совокупности нейрона с его ближайшим глиальным и микрососудистым (капиллярным) окружением (Мотавкин П.А. и соавт., 1983; Адрианов О.С., 1987; Семенова Л.К., 1989; Козлов В.И. и соавт., 1994; Семченко В.В. и соавт., 1999; Турыгин В.В. и соавт., 2001; Шемяков С.Е., 2003; Holton J.L. et al., 1997). В месте с тем, интегральные исследования, касающиеся морфологической динамики показателей системы «нейрон – глия - капилляр» при старении в гиппокампе человека отсутствуют. С другой стороны, количественные и качественные изменения в системе «нейрон-глия-капилляр», являются лишь некой «формой», отражающей неизбежно меняющееся внутреннее содержание. Последнее выражается прежде всего в возрастных сдвигах биохимических процессов, протекающих в нервной ткани.
Известно, что процессы перекисного (свободнорадикального) окисления липидов (ПОЛ) являются универсальным механизмом тканевого повреждения (Биленко М.В., 1989; Владимиров Ю.А., 2000). В настоящее время именно ПОЛ привлекает наибольшее внимание, как неспецифический механизм повреждений на клеточном, тканевом и органном уровнях (Шемяков С.Е., 2003; Martinez M. et al., 1994; Butterfield D.A., 2002; Mattson M.P. et al., 2002; Mariani E. et al., 2005; Favier A., 2006; Szeto H.H., 2006).
Отсюда, несомненную актуальность представляет изучение взаимосвязей процессов ПОЛ с морфологическими изменениями и морфометрическими характеристиками нейронов, глиоцитов и капилляров в гиппокампе при старении.
Исходя из вышесказанного, были определены цель и задачи настоящего исследования.
Установить закономерности изменений в системе “нейрон – глия – капилляр” и охарактеризовать их связь с процессами перекисного окисления липидов в гиппокампе человека при старении.
1. Исследовать морфометрические показатели нейронов в различных отделах гиппокампа человека при старении.
2. Изучить возрастные изменения количества глиальных клеток (астроцитов, олигодендроцитов и микроглиоцитов) в гиппокампе человека.
3. Исследовать особенности капиллярного русла гиппокампа у людей зрелого, пожилого и старческого возрастных периодов.
4. Определить содержание продуктов перекисного окисления липидов в гиппокампе человека с учетом изучаемых периодов онтогенеза.
5. Выявить функциональные взаимосвязи между возрастными изменениями морфометрических показателей нейронов, глиальных клеток, особенностями кровоснабжения гиппокампа и процессами липопероксидации в нем.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ. Впервые проведено комплексное морфометрическое исследование каждого из компонентов системы “нейрон – глия – капилляр” в гиппокампе человека. Установлено, что интенсивность возрастного падения нейрональной плотности в аммоновом роге в 1,2-1,8 раза больше, чем в зубчатой извилине. Данный процесс сопровождается компенсаторной гипертрофией нейронов и заместительным глиозом. Впервые установлено, что возрастное увеличение суммарной глиальной плотности в собственно гиппокампе достигает 85%. Основной вклад в этот процесс вносят олигодендроциты, процентное содержание которых превалирует над астро- и микроглией. Впервые показано, что в зубчатой извилине глиальная плотность уменьшается с возрастом на 21,2-21,9%, при этом доминирующим видом глиоцитов в зубчатой извилине являются астроциты. Впервые показано, что в процессе старения в гиппокампе человека на фоне снижения линейных параметров капиллярного русла происходит компенсаторное увеличение его емкостных характеристик. Описаны топические особенности возрастных изменений морфометрических показателей ГП, установлены корреляционные взаимосвязи между компонентами системы «нейрон-глия-капилляр». Впервые исследованы особенности процессов перекисного окисления липидов в гиппокампе людей разного возраста. Показано, что с возрастом уменьшается устойчивость липидов ГП к оксидативному стрессу. Впервые, на основании полученных результатов, установлены онтогенетические взаимоотношения морфологических изменений с процессами липопероксидации гиппокампа, что позволяет составить комплексное представление о возрастных преобразованиях в гиппокампе человека и дополняет сведения о механизмах старения головного мозга.
Работа носит фундаментально - теоретический характер.
На основании анатомического, гистологического, гистохимического, биохимического и статистического исследования установлены закономерности онтогенетических сдвигов и их топические особенности в гиппокампе человека.
Результаты проведенного морфо-гисто-биохимического исследования значительно дополняют и расширяют существующие представления о структуре и функции системы “нейрон – глия – капилляр” в гиппокампе человека и могут быть использованы в учебном процессе на кафедрах анатомии, гистологии, биохимии, физиологии, неврологии и других.
Сведения о механизмах старения нервной системы могут использоваться при подготовке студентов на кафедрах медико-биологического профиля и врачей – курсантов на курсах повышения квалификации.
Выявленные взаимосвязи морфогистохимических изменений с процессами липопероксидации в гиппокампе могут быть использованы как теоретическая основа для разработки новых подходов к профилактике и терапии нейродегенеративных заболеваний и сенильных расстройств.
Основные положения работы доложены на VIII Конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Орел, 2006), на международной научной конференции «Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов. Экология и здоровье населения. Актуальные проблемы биологии и медицины» (Астрахань, 2007), на расширенном заседании кафедр анатомии человека и гистологии РГМУ (2007, 2008), на научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика АМН СССР Жданова Дмитрия Аркадьевича (Москва, 2008), на международной научно-практической конференции «Проблемы современной морфологии человека» (Москва, 2008).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
В процессе старения в гиппокампе человека наблюдается гетерохронное и гетеротопное уменьшение количества нервных клеток с компенсаторным увеличением площади профильного поля нейроцитов. Эти процессы наиболее выражены в поле СА1 собственно ГП.
-
Уменьшение числа нейронов в аммоновом роге сопровождается заместительным глиозом, связанным с пролиферацией олигодендроцитов. Нарастание глиального индекса в собственно ГП происходит на фоне уменьшения суммарного числа глиоцитов в зубчатой извилине.
-
Морфологические проявления нейрональной инволюции гиппокампа человека сопровождаются нарастающей редукцией капиллярного русла с компенсаторным увеличением емкостных параметров резидуальных капилляров.
-
Увеличение чувствительности нервной ткани к оксидативному стрессу и нарастание уровня продуктов ПОЛ является одной из причин морфологических изменений в гиппокампе человека при старении.
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 186 страницах машинописи и включает: введение, обзор литературы, описание использованных материалов и методов исследования, 4 главы собственных исследований, обсуждение результатов, выводы и список литературы, содержащий 128 отечественных и 156 иностранных источников. Диссертация содержит 22 таблицы и 75 рисунков.
![Динамика морфобиохимических показателей системы нейрон - глия - капилляр и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении [Электронный ресурс]](/i/i/4288/192299.png "Динамика морфобиохимических показателей системы нейрон - глия - капилляр и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении [Электронный ресурс] Григорьев Олег Глебович")
