< Back      Конференция 2007       Next>

МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ

Ким Т.К.*, Карантыш Г.В.*, Менджерицкий А.М.*, Рыжак Г.А.**

Южный федеральный университет Педагогический институт, кафедра анатомии и физиологии человека, г. Ростов-на-Дону*, Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии СОЗ Российской академии медицинских наук**

Известно, что наиболее жизненно значимые изменения в стареющем организме происходят в головном мозге. Становятся многочисленными повреждения структуры ДНК, в результате чего в клетках нервной ткани нарушается синтез и обмен нейромедиаторов [1].

С целью выявления особенностей геронтологических изменений распределения моноаминов в гемисферах коры мозга старых левополушарных крыс был проведен анализ содержания норадреналина, дофамина и серотонина по сравнению с молодыми животными.

В настоящей работе исследовано влияние окклюзии сонных артерий (ОСА) разной продолжительности на медиаторный баланс в структурах мозга молодых (3-4 месяца) и старых крыс (18 месяцев, n=26) с леволатеральным профилем. Установление латерального профиля проводилось путем определения побежек и ротаций крыс в Y-образном лабиринте [2]. Поскольку ранее нами было установлено, что хроническое лигирование сонной артерии со стороны доминирующего полушария способствует меньшей выживаемости крыс по сравнению с переходящим [3], моделирование процессов ишемии/реперфузии мозга проводилось путем перевязки левой сонной артерии на 24 часа и правой сонной артерии (ПСА) на 3 минуты (2-я группа). В гемисферах коры и стволовых структурах правой и левой половины мозга исследовали содержание норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина и моноаминооксидазы А (МАО-А) [4, 5]. Полученные результаты сравнивали с контрольной группой ложнооперированных молодых и старых крыс с ЛЛП (n=8) (1-я группа).

При исследовании баланса медиаторов у ложнооперированных старых крыс были поучены следующие результаты. Во-первых, необходимо отметить, что в правой гемисфере коры наблюдалось низкое содержание адренергических нейромедиаторов по сравнению с левой. В том числе, в правой коре больших полушарий уровни норадреналина и дофамина были ниже, соответственно, в 12 и 9,3 раза по сравнению с ипсилатеральными структурами. В тоже время, столь значительной асимметрии в содержании серотонина в гемисферах не отмечалось. Следовательно, при старении происходит нарушение соотношения адренергических нейротрансмиттеров между полушариями, а также между адренергической и серотонинергической системами. В левых стволовых структурах содержание НА и серотонина было ниже, соответственно, на -74% (р<0,05) и -24% (р<0,05), тогда как уровень ДА, напротив, превышал соответствующее значение в правых стволовых структурах на +37% (р<0,05) (табл. 1).

При сравнении с молодыми животными было отмечено, что при старении в правой гемисфере коры (ПГК) происходит понижение содержания НА (-96%; р<0,05) и дофамина (-97%; р<0,05), но накапливается серотонин (+65%; р<0,05). В левой гемисфере коры (ЛГК) больших полушарий также снижен уровень дофамина (-62%; р<0,05) и повышено содержание серотонина (+26%; р<0,05). Кроме того, наблюдалось увеличение уровня НА (+26%; р<0,05). В правых стволовых структурах (ПСС) обнаружены сходные изменения: увеличены уровни НА (+34%; р<0,05) и серотонина (+29%; р<0,05) при снижении содержания ДА (-70%; р<0,05). Тогда как в левых стволовых структурах (ЛСС) накопление серотонина (+100%; р<0,01) сопровождается истощением содержания ДА (-53%; р<0,05) относительно молодых животных. Следовательно, наиболее значимыми нарушениями состояния баланса нейромедиаторов при старении является понижение уровня дофамина и накопление серотонина (табл. 1).

По сравнению с молодыми животными у старых отмечались более высокие значения НА/ДА в стволовых структурах и правой гемисфере коры, а в левой коре больших полушарий этот показатель, напротив, был ниже на -58% (р<0,05). Индекс НА/серотонин снижался при старении в ПГК (-98%; р<0,05) и ЛСС (-60%; р<0,05).

При 3-минутной окклюзии ПСА и 24-часовой окклюзии ЛСА в ПГК старых крыс происходило значительное накопление НА и ДА и уменьшение уровня серотонина. Согласно результатам анализа изменения соотношений нейромедиаторов в данной структуре мозга произошло перераспределение медиаторов в строну большей активации адренергической системы по сравнению с ложнооперированными крысами того же возраста. В ЛГК понижение содержания НА (-33%; р<0,05) сопровождалось возрастанием уровня ДА (+171%; р<0,01). За счет этого смещение баланса медиаторов было направлено в строну большей активации ДАергической системы, как и в правой гемисфере коры. В ПСС происходило истощение адренергических медиаторов (уровень НА понизился на -67%; р<0,05, а ДА – на -34%; р<0,05) и относительно ложнооперированных старых крыс. Поэтому баланс нейромедиаторов сместился в строну большей активации серотонинергической системы, о чем также свидетельствует изменение индекса НА/серотонин. В тоже время, в ЛСС наблюдалось возрастание НА (+86%; р<0,05) на фоне снижения ДА (-85%; р<0,05). Таким образом, смещение баланса нейромедиаторов происходило в сторону большей активности НАергической системы (табл. 1).

При сравнении с молодыми крысами, которые находились в условиях 3-минутной окклюзии ПСА и 24-часовой окклюзии ЛСА в ПГК старых крыс обнаружено истощение НА (-82%; р<0,05) и ДА (-26%; р<0,05) одновременно с повышением уровня серотонина (+65%; р<0,05). В ЛГК старых животных изменялось содержание НА (-61%; р<0,05) и серотонина (+129%; р<0,01) относительно молодых крыс 2-й группы. В ЛГК отмечалось снижение содержания НА, а уровень серотонина был значительно выше показателя молодых животных 2-й группы. В ПСС старых животных наблюдалось повышение уровней моноаминов (НА - на +35%; р<0,05, ДА – на +257%; р<0,01, серотонина на +183%; р<0,01). А в ЛСС происходило возрастание уровней НА (+95%; р<0,05) и серотонина (+147%; р<0,01) одновременно с истощением ДА (-88%; р<0,05) относительно молодых крыс 2-й группы. Таким образом, в ПГК и стволовых структурах происходит значительное снижение показателей НА/ДА (р<0,01), тогда как в левой половине мозга обнаружены обратные изменения (р<0,001). Соотношение НА/серотонин повышалось в ПГК и ЛСС, соответственно, на +800% (р<0,001) и +75% (р<0,05). Напротив, в ЛГК и ПСС обнаружено снижение данного показателя, соответственно, на -31% (р<0,05) и -62% (р<0,05).

Эти изменения нейромедиаторного баланса у старых животных 2-й группы в условиях ОСА происходили на фоне повышения активности МАО-А. В ПГК возрастание активности фермента составило +165% (р<0,01), в ЛГК - +155% (р<0,01), в ПСС - +77% (р<0,05), в ЛСС - +27% (р<0,05), а в крови - +332% (р<0,01) (табл. 2). Такое увеличение активности МАО-А в мозге является отражением нарушения баланса нейромедиаторов в условиях НМК.

Относительно молодых животных, которым проводили 3-минутную окклюзию ПСА и 24-часовую окклюзию ЛСА, у старых стрессированных крыс соотношение НА/ДА было снижено в правой (-77%; р<0,05) и левой гемисферах коры (-63%; р<0,05), а также ПСС (-61%; р<0,05), тогда как в ЛСС наблюдалось резкое повышение данного индекса. Кроме того, во всех структурах мозга старых крыс обнаружено значительное понижение соотношения НА/серотонин. Следовательно, в ответ на 3-минутную окклюзию ПСА и 24-часовую окклюзию ЛСА у старых животных происходит большая активация серотонинергической системы, в то время, как снижается НАергическая медиация по сравнению с молодыми крысами.

Таблица 1

Содержание норадреналниа (НА), дофамина (ДА) и серотонина в структурах мозга (мкг/г)  молодых и старых крыс 1-й и 2-й групп, (M + m) 

Таблица 2

Активность МАО-А  (пмоль/мин./мг белка) в мозге крыс 1-2-й  групп, (M + m)

* - достоверные отличия показателей от уровня ложнооперированных крыс того же возраста

** - достоверные отличия показателей старых крыс по сравнению с молодыми

Список литературы

1.        Федотова Ю.О., Сапронов Н.С. Нейрохимические механизмы антидепрессивного эффекта антагониста D2-подтипа дофаминовых рецепторов у овариоэктомированных самок крыс. // Нейрохимия, 2006. – Т. 23. - № 1. – С. 35-41.

2.        Ефимов В.М., Акимова И.А., Галактионова Ю.К. Формальная иерархическая классификация типов билатеральных асимметричных объектов. // Сер. геологические, химические и биологические науки. – 1987, № 3. – С. 64-66.

3.        Менджерицкий А.М., Карантыш Г.В., Кайгородов С.П. Роль латерализации полушарий головного мозга в адаптационных реакциях организма. // Наука и образование. - 2005. - № 3. – С. 237-241.

4.        Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. – 2000. - Т.2. – С. 442-444.

5.        Krstulovic A.M., Povwell A.M. Use of native fluorescence measurements and stopped-flow scanning technique in the high-performance liquid chromatographic analysis of catecholamines and related compounds.// J. of Chromatography, 1979. - Vol. 171. – P. 345.

< Back      Конференция 2007       Next>