Възрастови промени при стареене на нервната система

Стареенето се характеризира с прогресивни дегенератини промени в тъканната организация и функция. Стареенето увеличава вероятността за смърт. Много изследвания са проведини, с цел да бъде намерена причина за забавяне или избягване на процесите на стареене. Анализирани са факторите от околната среда, както и генетичните такива.

По своята същност нервната система е уникална и високо специализирана. Отделен неврон или ядро в нервната система може да има коренно различна структура, действие и реакция в сравнение с близко разположените й структури.

Добре е да се отбележи, че анатомично и физиологично невроните са много по-добре познати в сравнение с тази част от нервната система, която има предимно поддържаща структура.

Описани са множество невроанатомични алтернации, които съпътстват процесите на стареене. Голяма част от тези процеси се появяват при много млади хора, както и при възрастните.

Появата на промени, характерни за стареенето, при малди индивиди се счита несъмнено за патология. Съдейки по честотата на тяхната изява при възрастните индивиди – може да се каже, че промените в нервната система са нормално съпътстващи стареенето процеси. Редно е процесите, водещи до стареене, да се разглеждат като физиологични, а не като патофизиологични състояния.

В периферните нерви на човека се забелязва увеличаване на съединителната тъкан, както и редуциране на големината на кръвоносните съдове. Тези промени започват да настъпват около четвъртата декада от живота и са свързани с пролиферация на ендотела и хилинизация на кръвоносните съдове с увеличение на ендопериневриума – нарушаване и очевидно изместване на части от нервната система със съединителна тъкан. Благодарение на градуиращата редукция на снабдяването с кръв и увеличението на обема на съединителната тъкан настъпва редукция на нервни влакна, особено на аксони.

В началото на 50-те години от живота скоростта, с която работи нервната система, е леко, но прегресиращо намаляваща.

При опити с плъхове е наблюдавано постепенно увеличаване на скоростта на провеждане на периферните неврони в предиода на растеж, последващо от намаляване на тази им активност след достигане до полова зрялост.

Броят на нервни влакна в дорзалните и вентрални коренчета, на нивото на осми и девети гръден прешлен, както и броят на нервните влакна, влизащи в състава на ганглиите на дорзалните коренчета, показват намаляване на броя на миелинизираните влакна след петата декада от живота.

Всъщност при нормално остаряване метаболитната активност на периферните неврони е нарушена.

При проведени изследвания с мишки е установено, че при младите индивиди има много по-бърза целуларна пролиферация и много по-малка загуба на миелин в сравнение с по-старите индивиди.

В друг доклад се описва, че при по-възрастни индивиди много по-общо и екстензивно са изразени ретроградните дегенерационни процеси, с сравнение с по-млади животни. При по-възрастните метаблизмът протича значително по-бавно. При последните се забелязва намаление на броя влакна.

Клетките, намиращи се в дорзалните коренчета при човека, също както и тези при котки и плъхове претърпяват мастна дегенерация, която засяга Нисловите гранулации, както и увреждане на неврофибриларната мрежа. Клетките стават мехуроподобно издути, при което се увреждат. Направени проучвания на тази част от нервната система не отчитат разлики при млади и възрастни пациенти. Наличие на атипични клетки в тези ганглии може да се наблюдава през всички възрасти.

В автономни ганглии с наличие на увеличена интерстициална тъкан при човека са описани някои дегенеративни промени като невронофагия, хиалинна дегенерация, пигментации, нуклеарни промени, вакуолизации и пълни или частични клетъчни деструкции.

Един от тези пигменти е липофусцина – вещество много по-близко до восъците, отколкото до меланина. За сравнение може да се посочи, че при проведени изследвания с кучета този пигмент е намерен само при животни, които са на възраст над 10 години, докато при хората липофусцина се среща в много широк възрастов диапазон – от 7- до 92-годишни (възраст на участвалите в изследването).

Наличието на гликоген и меланин в нервната система също оказва влияние върху функциите й.

Промените в ЦНС са подобни на тези, осъществяващи се в ганглийните клетки. В гръбначния мозък хистологичните структури показват признаци на стареене при възраст от 30 години. При 60-годишните тези промени могат ясно да се отдиференцират. Пикноза и хроматоза на клетките от вентралният рог не се наблюдават често.

Пигментация се открива около 50-та година или по-късно. При изследване на пациенти на възраст 70-80 години съществува огромна трудност в намирането на нормални ганглийни клетки. При някои клетки промените са толкова малки, че се наблюдават като незначителни пикнотични петна. Corpora amylacea не е намерена при пациенти на възраст под 30 години. След 40-годишна възраст това явление е често срещано, особено в областта на входа на дорзалните корени.

Много изследвания посочват, че теглото на мозъка намалява с възрастта. При проведено изследване с доброволци на възраст от 12 до 96 години, е установено, че мозъчната маса нараства до 30–34-годишна възраст. Тук трябва да се отбележи, че детерминирането на теглото на мозъка е трудно с оглед на това, че в него влиза и еглото на менингите и цереброспиналната течност.

Доказано е, че намалението в теглото на мозъка не се дължи на промяна в съдържанието на течността.

При опити с плъхове е установено, че разликата в съдържанието на веществата в мозъка на младите и възрастните плъхове се основава на това, че при възрастните мозъкът съдържа повече фосфор и мазнини.

Изследвания показват, че намаляването на броя на кортикалните неврони с възрастта се дължи на редуцирането им в супериорните темпорални гири и долната четвърт на прецентралните.

Клетки на Пуркиние деградират с  напредване на възрастта. Установено е, че клетките на Пуркиние при пациент на 92 години са с 25% по-малко в сравнение с тези при 47-годишен мъж. В друго изследване, в което участвали 63 доброволци и от двата пола на възраст 12-92 години, било установено , че при 43 от тях има дегенерационни промени в клетките на Пуркиние, които обаче винаги са свързани със съпътстващо заболяване.

Пигментацията може да се прояви на всяко едно място от мозъка. Най-константният пигмент, който обектвно отчита стареенето на нервните клетки е липофусцина. Много рядко последния се появява при индивиди, които не са в напреднала възраст. Натрупването на пигмента се появява в различно време и на различни места.

Морфологичните и физиологичните промени в нервната система при стареене започват значително да се ускоряват при навлизане в 60-те и 70-те години.

Намалението на теглото на мозъка е свързано с разширяването на страничните вентрикули на мозъчните бразди. Забелязва се и намаляване на невроналната популация в неокортекса – също в периода на 70-те години.

Загубата на неврони в лимбичната система е в пряка връзка с паметта. Допуска се и хипотезата, че загубата на мозъчното тегло е свързана с намаляване на размера и теглото на невроните, а не на загубата им. Забелязва се съществена редукция на невроналния брой в областта на substantia nigra, locus coerules, както и при базалните ядра на предния мозък.

Не навсякъде се забелязва загуба в броя и обема на нервните клетки. Така например при locus coerules и substantia nigra загубите възлизат на около 35%, докато вестибуларните ядра и долните отливи запазват постоянен брой. След 60-тата година се забелязва и загуба на нервни клетки и миелинизирани влакна в гръбначния мозък.

Характерният ход на хипокампална атрофия например е около 2% на година при здрави лица.

Постепенната загуба на памет с напредване на възрастта не може само да бъде приписана на загубата на неврони. Едно приемливо обяснение за това е възникване на нарушения в синаптичните връзки и определени критични корови структури.

В стареещият мозък е описана и загуба на хоризонтални невронни дендрити в третия и петия слой на неокортекса. Морфометрични изследвания в такива случаи доказват, че при клетъчна загуба  остаряващите оцеляващи неврони могат да компенсират клетъчната загуба като развият нови синапси.

С напредване на възрастта нараства възможността за образуване на невритни плаки. Последните от първоначалното си локализиране в хипокампа дифузно се разпространяват в други области. Тук е добре да се отбележи, че при умствено интактни лица плаките са доста по-редки, отколкото при болестта на Alzheimer. Отбелязва се и по-малък брой на неврофибрилерните дегенерации в хипокампа и прилежащата енторинална кора.

Като заключение може да се посочи, че всяка молекулна структура в клетката е субект на свързани с възрастта биохимични модификации – образуване на карбонилни протеини, гликиране на захари и оксидативни липидни промени. Някои от тези субцелуларни феномени, както кумулирането на ДНК мутации и скъсяването на теломери, съдействат за процесите на остаряване. Към тях се отнасят повишеното натрупване на липофусцин в невроналната цитоплазма, на желязо и други пигменти в невроните, както и грануловакуоларните промени в стареещия хипокамп. Друг ефект на остаряването е натрупването на амилоидни плаки около нервните коренчета и дифузно – в субпиалното пространство.

Макар че липсва връзка между възрастта на пациента и степента на изява, една от най-честите находки при възрастните пациенти е мозъчната атеросклероза. Последната е по-дифузна при хипертоници и диабетици, а локализацията й – дори и в най-малките клонове на мозъчните и малкомозъчните артерии.

При около 25% от лицата след 70-годишна възраст се откриват различни по брой и обем мозъчни инфаркти.

В днешно време е доказано възрастово обусловено паралелно снижаване на мозъчния кръвен ток и метаболизъм и повишение на мозъчното съдовосъпротивление. Редукцията на мозъчния кръвен ток е по-изразена в префронталните корови зони. Въпреки че при някои индивиди мозъчният кръвен ток и кислородният метаболизъм са нормални, у всеки от тях глюкозният метаболизъм е снижен.

При изследвания с ЕЕГ на пациенти в напреднала възраст е установена тенденция към забавяне на алфа-ритъма и увеличаване на бета-активността; снижават се процентите на бавновълновия сън и се наблюдава повишена интрузия на темпорални тета-ритми.

При невротрансмитерните промени е налице снижаване на концентрацията на ацетилхолин, норепинефрин и допамин. Редукцията на ГАМК е предимно във фронталната кора. Нормалното стареене, за разлика от болестта на Alzheimer, е свързано само с леки и непоследователни нарушения в холинергичната инервация на хипокампа и кората. Това се отнася и за ацетилхолиновото съдържание, активността на холинацетилтрансферазата в същите области и броя на холинергичните неврони в базалното ядро на Meynert и в други базални ядра на предния мозък. Тези промени отразяват намаляването на броя на клетките с възрастта, но тяхната значимост трудно може да се оцени.

Съвременното общество предлага множество методи за забавяне на процесите на стареене. Едни от тях са научно обусловени, други се базират само на предположения.

Когато става въпрос за предотвратяване на процесите на стареене, като най-достъпен и широкоизползван метод се посочва начинът на хранене. Природните източници на антиоксиданти се смятат за едни от най-надеждните съюзници в борбата с остаряването на организма. Клинично е доказан противотуморният ефект на каротиноидите и ликопена.

По данни на проучвания, проведени във Вашингтонския университет, лекарствата, използващи се за лечение на епилепсия могат да забавят процесите на стареене на нервната система, като това се обяснява с факта, че те влияят на сигналите, продуцирани от нервната система.

Според някои учени калциевата хомеостаза има огромно значение за възникването и/или задълбочаването на процесите на старене на нервната система. Намалението на нивата на този елемент води след себе си промени в биохимичните и неврофизиологични процеси, които са калциево-зависими. Наблюдават се  промени в поведението.

Стериодните хормони, отделяни от ендокринните жлези, също се предполага, че оказват влияние върху процесите на стареене на нервната система. Тези предположения са на базата на изследването на чувствителността на нервната система през различните периоди на живота към нервнопротективното действие на стероидните хормони.