При старении изменяется нервный контроль над трофикой ткани, и это становится одним из ведущих механизмов возрастных изменений. Важнейшим субстратом нейротрофического контроля являются процессы биосинтеза белка, активность генетического аппарата клетки.
Существенное значение в регуляции трофики тканей имеет аксонный транспорт, с которым движутся отдельные структурные элементы, белки, РНК, аминокислоты и др., что не только обеспечивает трофику самого нейрона, синаптическую передачу, но и регулирует трофические процессы в эффекторах (Глебов, Крыжановский, 1978). По мнению Гутманн (Gutmann, 1976), моторный нейрон можно рассматривать как нейросекреторную клетку, которая передает мышечным волокнам долгосрочную информацию, необходимую для поддержания структуры и метаболизма постсинаптических клеток. Сведения об изменении аксонного тока веществ в старости единичны. Показано, что выше места перевязки нерва у старых животных накапливаются меньшие количества холинэстеразы -(Gutmann, Hanzlikova, 1973; McMartin, Connor, 1979) По нашим данным (Фролькис и др., 1984, 1985а), в старости снижается скорость движения меченых белков в вентральных корешках. Она равна у зрелых крыс (320±22) мм в сутки, у старых - (200±40) мм. Замедление скорости аксотока веществ было отмечено и в зрительном нерве старых крыс (Фролькис, 1981). Это снижение скорости аксотока в старости связано в определенной мере со сдвигами в системе его энергетического обеспечения. Так, оказалось, что гипоксическая гипоксия (6000 м) не изменяет скорости аксотока у зрелых крыс и снижает ее у старых. Разобщение окислительного фосфорилирования 2,4-динитрофенолом по-разному влияет на аксоток в зависимости от возраста. У старых крыс замедление скорости аксотока возникает при введении 2,4-динитрофенола в дозе 0.6 мг/100 г (на 35 %), а у зрелых - при введении только 0.9 мг/100 г (на 15 %). Фтористый натрий в дозах, активирующих аденилатциклазу, ускоряет аксоток более выраженно у старых животных, а в дозах, блокирующих гликолиз, замедляет его.
Нейротрофические влияния и аксоток в свою очередь находятся под гормональным контролем. Как видно на рис. 9, стимуляция гипоталамуса замедляет аксонный транспорт, и это замедление в большей мере выражено у старых животных. Нами показано, что аксонный транспорт веществ регулируется гормонами (рис. 9). Таким образом, существует еще один важный контур нейротрофических влияний: гипоталамо-гипофизарная регуляция уровня гормонов в крови - влияние гормонов на аксоплазматический ток веществ - регуляция трофики эффекторных клеток. В старости роль половых стероидов в регуляции этого механизма ослаблена, и поэтому кастрация не вызывает достоверных изменений аксотока веществ. В этих условиях более выраженная реакция на эстрадиолдипропионат имеет адаптивное значение. Следовательно, в старости изменяется гормональное звено нейротрофических влияний.
Существенную роль в регуляции трофики, по мнению Л. A. Opбели (1935), играют влияния, осуществляемые через симпатическую нервную систему. Феномен Орбели-Гинецинского, изменение тонуса сосудов скелетной мышцы возникают у старых крыс при больших силах раздражения симпатических ганглиев (Замостьян, 1971). Вместе с тем у них меньшие дозы норадреналина вызывают изменения сократительной способности скелетных мышц, изменения сосудистого тонуса. Возрастные изменения в нервной регуляции трофики - следствие нарушения энергетических процессов в нейроне, деструкции нервных окончаний, снижения синтеза норадреналина и ацетилхолина. Повышение в этих условиях чувствительности клеток к действию медиаторов имеют адаптивное значение. Так, оказалось, что для того, чтобы вызвать положительный или отрицательный хронотропный эффект, необходимо у старых крыс, кроликов, кошек раздражать симпатический и блуждающий нерв большими силами тока, чем у взрослых (Фролькис и др., 1984).
Рис. 9. Особенности транспорта веществ в аксонах мотонейронов спинного мозга взрослых {светлые столбики) и старых (заштрихованные) крыс
/ - контроль, 2 - влияние высоты (6000 м), 3 - эстрадиолдипропионат, 4 - тестостерон (1 мг/кг в течение 3 сут ежедневно), 5 - кастрация, 6 - стимуляция гипоталамуса.
У старых животных растут пороги раздражения двигательных нервов, симпатического нерва, вызывающего изменения тонуса сосудов, сокращения мигательной перепонки и др. (Верхратский, 1970; Горбань, Файзулин, 1982; Фролькис и др., 1984). Наряду с этим при старении повышается чувствительность эффекторов к действию ряда физиологически активных веществ, однако снижается их реакционная способность. Кеннон и Розенблют (Cannon, Rosenblueth, 1951) описали закон денервации - денервированные ткани становятся более чувствительными к действию гуморальных факторов. Этот механизм играет немаловажную роль в динамике возрастных изменений регуляторных влияний на ткани. Оказалось, что существует определенная зависимость между степенью эволюционной закрепленности механизмов нервной регуляции тканей и выраженностью ее возрастных изменений. Так, по данным H. С. Верхратского (1977), при старении чувствительность скелетной и сердечной мышцы к гуморальным факторам повышается, а кишечника, уровень нервной регуляции которого невысок, не изменяется. Вместе с тем только ослаблением нервных влияний нельзя объяснить возрастные сдвиги в реакции на гуморальные факторы. Так, при старении может повышаться чувствительность неиннервируемых клеток (лейкоциты); не всегда повышение чувствительности к химическим факторам наступает вслед за ослаблением нервных влияний, возможна и обратная последовательность; в старости ко многим веществам чуствительность падает; сдвиги обмена медиаторов при денервации и старении не идентичны друг другу. Ослабление нервных влияний, изменение чувствительности к гуморальным факторам приводят к увеличению длительности латентного периода реакций в старости, к длительному затяжному их течению, к волнообразному их протеканию, к возникновению парадоксальных ответов.
Важно изучение влияния на трофические процессы в активации нервных влияний, реализуемых через соответствующие медиаторные системы. При старении не только количественно, но и качественно изменяется влияние медиаторов - ацетилхолина и норадреналина-на биосинтез белка (Верхратский, 1978).
Центральный нейротрофический контроль осуществлялся не исключительно нервным, рефлекторным путем, но и по путям нейрогормональной регуляции. Мы уже приводили данные о том, что в старости ослабляются гипоталамические влияния на состояние хроматина, его транскрибирующую способность, генетическую индукцию ферментов. Изменение трофического контроля влияет не только на старение иннервируемых тканей, но и является причиной нарушения метаболизма самой нервной клетки. Замедление аксотока существенно влияет на состояние синапсов, эфферентных клеток. Вероятно, возникающее снижение запаса медиаторов в пресинаптических окончаниях, падение активности и содержания ферментов медиаторного обмена, уменьшение числа митохондрий и в связи с этим недостаточность энергетического обеспечения синаптической передачи, сдвиги в активном транспорте ионов и в количестве ионных каналов может быть результатом ослабления аксоплазматического тока веществ.
Нервная клетка не делится и долго не стареет, потому что часть е.е протоплазмы постепенно оттекает через аксоток. Ослабление аксотока должно, очевидно, способствовать старению нейрона.
Современные данные характеризуют возрастные изменения аксотока только количественно. Вместе с тем известно, что в результате генорегуляторных сдвигов неодинаково изменяется синтез различных РНК, белков и предполагается появление ранее не синтезировавшихся молекул. Надо полагать, что подобная динамика показывает работу генома нейрона и отражается на составе аксотока в старости. Быть может, нейротрофические механизмы старения определяются не только ослаблением интенсивности аксотока, но и качественным изменением его состава, изменением соотношения его различных регуляторных компонентов.
Роль нейротрофических нарушений в механизме старения различных тканей неодинакова. Она определяется, во-первых, степенью нервного и гормонального контроля над трофическими процессами в разных тканях; во-вторых, различной степенью нарушения нервной регуляции тканей в старости, изменением состояния гормональной рецепции; в-третьих, состоянием местных механизмов саморегуляции трофики тканей.
См. также:
Интегративная деятельность мозга
Лимбическая система и гипоталамус
Гормональная регуляция
Обратные связи в системе нейрогуморальной регуляции
Изменения реактивности эффекторов
Обсудить на форуме
