Нейробиология старения
Область исследования

Нейробиология старения — это изучение изменений в нервной системе, которые происходят при старении . Старение связано со многими изменениями в центральной нервной системе, такими как легкая атрофия коры, которая считается непатологической. Старение также связано со многими неврологическими и нейродегенеративными заболеваниями, такими как боковой амиотрофический склероз , деменция , легкие когнитивные нарушения , болезнь Паркинсона и болезнь Крейтцфельдта-Якоба . [1]

Нормальные структурные и нервные изменения

Нейрогенез происходит очень редко у взрослых, только в гипоталамусе и полосатом теле в небольшой степени в процессе, называемом взрослым нейрогенезом . Объем мозга на самом деле уменьшается примерно на 5% за десятилетие после сорока лет. В настоящее время неясно, почему объем мозга уменьшается с возрастом, однако, несколько причин могут включать: гибель клеток, уменьшение объема клеток и изменения в синаптической структуре. Изменения объема мозга неоднородны в разных регионах, при этом префронтальная кора получает наиболее значительное уменьшение объема, за ней по порядку следуют полосатое тело, височная доля, червь мозжечка, полушария мозжечка и гиппокамп. [2] Однако один обзор показал, что миндалевидное тело и вентромедиальная префронтальная кора остаются относительно свободными от атрофии, что согласуется с выводом об эмоциональной стабильности, происходящей при непатологическом старении. [3] Увеличение желудочков, борозд и трещин также распространено при непатологическом старении. [4]

Изменения также могут быть связаны с нейропластичностью, синаптической функциональностью и потенциалзависимыми кальциевыми каналами . [5] Увеличение величины гиперполяризации, возможно, в результате дисфункциональной регуляции кальция, приводит к снижению частоты срабатывания нейронов и снижению пластичности. Этот эффект особенно выражен в гиппокампе старых животных и может быть важным фактором, способствующим возрастному дефициту памяти . Гиперполяризацию нейрона можно разделить на три стадии: быстрая, средняя и медленная гиперполяризация. В старых нейронах фазы средней и медленной гиперполяризации включают длительное открытие кальций-зависимых калиевых каналов. Предполагается, что продление этой фазы является результатом дерегулированного кальция и гипоактивности холинергических, дофаминергических, серотонинергических и глутаминэргических путей. [6]

Нормальные функциональные изменения

Эпизодическая память начинает постепенно снижаться со среднего возраста, в то время как семантическая память увеличивается вплоть до ранней старости и снижается после этого. [7] Пожилые люди склонны чаще задействовать свою префронтальную кору во время задач рабочей памяти, возможно, чтобы компенсировать это исполнительными функциями. Дальнейшие нарушения когнитивной функции, связанные со старением, включают снижение скорости обработки и неспособность сосредоточиться. Модель, предложенная для учета измененной активации, постулирует, что снижение нейронной эффективности, вызванное амилоидными бляшками и снижением функциональности дофамина, приводит к компенсаторной активации. [8] Снижение обработки отрицательных стимулов в отличие от положительных стимулов появляется при старении, становится достаточно значительным, чтобы обнаружить даже при автономных нервных реакциях на эмоционально заряженные стимулы. [9] Старение также связано со снижением подошвенного рефлекса и реакции ахиллова рефлекса . Нервная проводимость также снижается при нормальном старении. [10]

повреждение ДНК

Определенные гены лобной коры человека демонстрируют сниженную транскрипционную экспрессию после 40 лет, и особенно после 70 лет. [11] В частности, гены, которые играют центральную роль в синаптической пластичности, демонстрируют сниженную экспрессию с возрастом . Промоторы генов с пониженной экспрессией в коре пожилых людей имеют заметное увеличение повреждений ДНК , вероятно, окислительных повреждений ДНК . [11]

Патологические изменения

Примерно 20% людей старше 60 лет имеют неврологические расстройства, причем наиболее распространенными являются эпизодические расстройства, за которыми следуют экстрапирамидные двигательные расстройства и нервные расстройства. [12] Заболевания, обычно связанные со старостью, включают:

Неправильное сворачивание белков является распространенным компонентом предлагаемой патофизиологии многих заболеваний, связанных со старением, однако нет достаточных доказательств, чтобы доказать это. Например, гипотеза тау при болезни Альцгеймера предполагает, что накопление белка тау приводит к разрушению цитоскелета нейронов, что приводит к болезни Альцгеймера. [22] Другой предлагаемый механизм для болезни Альцгеймера связан с накоплением бета-амилоида ,. [23] в механизме, аналогичном распространению прионов болезни Крейтцфельдта-Якоба. Аналогично предполагается, что белок альфа-синуклеин накапливается при болезни Паркинсона и связанных с ней заболеваниях. [24]

Химиотерапия мозга

Лечение противораковыми химиотерапевтическими средствами часто токсично для клеток мозга, что приводит к потере памяти и когнитивной дисфункции , которые могут сохраняться долгое время после периода воздействия. Это состояние, называемое «химический мозг», по-видимому, вызвано повреждениями ДНК, которые вызывают эпигенетические изменения в мозге, ускоряющие процесс старения мозга. [25]

Управление

Лечение неврологических заболеваний, связанных с возрастом, варьируется от заболевания к заболеванию. Модифицируемые факторы риска развития деменции включают диабет , гипертонию , курение , гипергомоцистеинемию , гиперхолестеринемию и ожирение (которое обычно связано со многими другими факторами риска развития деменции). Парадоксально, но курение защищает от болезни Паркинсона . [26] Также защитные преимущества для неврологических заболеваний, связанных с возрастом, оказывает потребление кофе или кофеина. [27] [28] [29] Потребление фруктов, рыбы и овощей защищает от деменции, как и средиземноморская диета . [30] Физические упражнения значительно снижают риск снижения когнитивных способностей в пожилом возрасте, [31] и являются эффективным методом лечения для людей с деменцией [32] [33] и болезнью Паркинсона . [34] [35] [36] [37]

Ссылки

  1. ^ Браун, Ребекка С.; Локвуд, Алан Х.; Сонаване, Бабасахеб Р. (8 января 2017 г.). «Нейродегенеративные заболевания: обзор факторов риска окружающей среды». Перспективы охраны окружающей среды . 113 (9): 1250–1256. doi :10.1289/ehp.7567. ISSN  0091-6765. PMC 1280411.  PMID 16140637  .
  2. ^ Питерс, Р. (8 января 2017 г.). «Старение и мозг». Postgraduate Medical Journal . 82 (964): 84–88. doi :10.1136/pgmj.2005.036665. ISSN  0032-5473. PMC 2596698. PMID 16461469  . 
  3. ^ Mather, Mara (5 октября 2015 г.). «Аффективная нейронаука старения». Annual Review of Psychology . 67 (1): 213–238. doi :10.1146/annurev-psych-122414-033540. PMC 5780182. PMID  26436717 . 
  4. ^ ЛеМэй, Марджори (1984). «Радиологические изменения стареющего мозга и черепа» (PDF) . Американский журнал нейрорадиологии . 5 : 269–275.
  5. ^ Келли, К. М.; Надон, Н. Л.; Моррисон, Дж. Х.; Тибо, О.; Барнс, К. А.; Блэлок, Э. М. (1 января 2006 г.). «Нейробиология старения». Epilepsy Research . 68 (Suppl 1): S5–20. doi :10.1016/j.eplepsyres.2005.07.015. ISSN  0920-1211. PMID  16386406. S2CID  17123597.
  6. ^ Кумар, Ашок; Фостер, Томас С. (1 января 2007 г.). «Нейрофизиология старых нейронов и синапсов». Старение мозга: модели, методы и механизмы . Frontiers in Neuroscience. CRC Press/Taylor & Francis. ISBN 9780849338182. PMID  21204354.
  7. ^ Питерс, Р. (8 января 2017 г.). «Старение и мозг». Postgraduate Medical Journal . 82 (964): 84–88. doi :10.1136/pgmj.2005.036665. ISSN  0032-5473. PMC 2596698. PMID 16461469  . 
  8. ^ Рейтер-Лоренц, Патрисия А.; Парк, Дениз К. (8 января 2017 г.). «Нейронаука человека и стареющий разум: новый взгляд на старые проблемы». Журналы геронтологии, серия B: психологические науки и социальные науки . 65B (4): 405–415. doi :10.1093/geronb/gbq035. ISSN  1079-5014. PMC 2883872. PMID 20478901  . 
  9. ^ Kaszniak, Alfred W.; Menchola, Marisa (1 января 2012 г.). «Поведенческая нейронаука эмоций при старении». Current Topics in Behavioral Neurosciences . 10 : 51–66. doi :10.1007/7854_2011_163. ISBN 978-3-642-23874-1. ISSN  1866-3370. PMID  21910076.
  10. ^ Стэнтон, Биба Р. (1 февраля 2011 г.). «Неврология старости». Клиническая медицина . 11 (1): 54–56. doi :10.7861/clinmedicine.11-1-54. ISSN  1470-2118. PMC 5873804. PMID 21404786  . 
  11. ^ ab Lu T, Pan Y, Kao SY, Li C, Kohane I, Chan J, Yankner BA (июнь 2004 г.). «Регуляция генов и повреждение ДНК в стареющем человеческом мозге». Nature . 429 (6994): 883–91. Bibcode :2004Natur.429..883L. doi :10.1038/nature02661. PMID  15190254. S2CID  1867993.
  12. ^ Калликсте, Куате-Тегеу; Клет, Чалеу Бенджамин; Жак, Думб; Фаустин, Йепнио; Франсуа, Дартиг Жан; Матурин, Табуэ-Тегуо (17 апреля 2015 г.). «Характеристика неврологических заболеваний у пожилых людей на амбулаторных консультациях в странах Африки к югу от Сахары». Исследовательские заметки BMC . 8 : 159. дои : 10.1186/s13104-015-1116-x . ISSN  1756-0500. ПМЦ 4405818 . ПМИД  25880073. 
  13. ^ Bensimon G, Ludolph A, Agid Y, Vidailhet M, Payan C, Leigh PN (2008). «Лечение рилузолом, выживаемость и диагностические критерии при болезни Паркинсона плюс: исследование NNIPPS». Brain . 132 (Pt 1): 156–71. doi :10.1093/brain/awn291. PMC 2638696 . PMID  19029129. 
  14. ^ Кэрролл, Уильям М. (2016). Международная неврология. John Wiley & Sons. стр. 188. ISBN 9781118777367.
  15. ^ Mendez MF (ноябрь 2012 г.). «Болезнь Альцгеймера с ранним началом: неамнестические подтипы и тип 2 AD». Архив медицинских исследований . 43 (8): 677–85. doi :10.1016/j.arcmed.2012.11.009. PMC 3532551. PMID 23178565  . 
  16. ^ Вермеер С.Е., Кудстал П.Дж., Оудкерк М., Хофман А., Бретелер М.М. (январь 2002 г.). «Распространенность и факторы риска тихих инфарктов головного мозга в популяционном Роттердамском исследовании сканирования». Гладить . 33 (1): 21–5. дои : 10.1161/hs0102.101629 . ПМИД  11779883.
  17. ^ Кирнан, MC; Вучич, S; Чиа, BC; Тернер, MR; Эйзен, A; Хардиман, O; Баррелл, JR; Зоинг, MC (12 марта 2011 г.). «Боковой амиотрофический склероз». Lancet . 377 (9769): 942–55. doi :10.1016/s0140-6736(10)61156-7. PMID  21296405. S2CID  14354178.
  18. ^ Belay, Ermias D.; Schonberger, Lawrence B. (1 декабря 2002 г.). «Вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба и губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота». Clinics in Laboratory Medicine . 22 (4): 849–862, v–vi. doi :10.1016/s0272-2712(02)00024-0. ISSN  0272-2712. PMID  12489284.
  19. ^ Сноуден Дж. С., Нири Д., Манн Д. М.; Нири; Манн (февраль 2002 г.). «Лобно-височная деменция». Br J Psychiatry . 180 (2): 140–3. doi : 10.1192/bjp.180.2.140 . PMID  11823324.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  20. ^ Диксон, Деннис; Уэллер, Рой О. (2011). Нейродегенерация: молекулярная патология деменции и двигательных расстройств (2-е изд.). John Wiley & Sons. стр. 224. ISBN 9781444341232.
  21. ^ "Информационная страница о кортикобазальной дегенерации: Национальный институт неврологических расстройств и инсульта (NINDS)". Архивировано из оригинала 2009-03-23 ​​. Получено 2009-03-20 .
  22. ^ Goedert, M.; Spillantini, MG; Crowther, RA (1 июля 1991 г.). «Тау-белки и нейрофибриллярная дегенерация». Brain Pathology (Цюрих, Швейцария) . 1 (4): 279–286. doi : 10.1111/j.1750-3639.1991.tb00671.x . ISSN  1015-6305. PMID  1669718. S2CID  33331924.
  23. ^ Харди Дж., Оллсоп Д. (октябрь 1991 г.). «Отложение амилоида как центральное событие в этиологии болезни Альцгеймера». Тенденции в фармакологических науках . 12 (10): 383–88. doi :10.1016/0165-6147(91)90609-V. PMID  1763432.{{cite journal}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
  24. ^ Гэлперн, Венди Р.; Лэнг, Энтони Э. (1 марта 2006 г.). «Интерфейс между тауопатиями и синуклеинопатиями: история двух белков». Annals of Neurology . 59 (3): 449–458. doi :10.1002/ana.20819. ISSN  0364-5134. PMID  16489609. S2CID  19395939.
  25. ^ Ковальчук А., Колб Б. (июль 2017 г.). «Химический мозг: от распознавания механизмов к снятию мозгового тумана — связь со старением». Cell Cycle . 16 (14): 1345–1349. doi :10.1080/15384101.2017.1334022. PMC 5539816 . PMID  28657421. 
  26. ^ Barranco Quintana, JL; Allam, MF; Del Castillo, AS; Navajas, RF (февраль 2009 г.). «Болезнь Паркинсона и чай: количественный обзор». Журнал Американского колледжа питания . 28 (1): 1–6. doi :10.1080/07315724.2009.10719754. PMID  19571153. S2CID  26605333.
  27. ^ Santos C, Costa J, Santos J, Vaz-Carneiro A, Lunet N (2010). «Потребление кофеина и деменция: систематический обзор и метаанализ». J. Alzheimers Dis . 20 (Suppl 1): S187–204. doi : 10.3233/JAD-2010-091387 . PMID  20182026.
  28. ^ Marques S, Batalha VL, Lopes LV, Outeiro TF (2011). «Модулирование болезни Альцгеймера с помощью кофеина: предполагаемая связь с эпигенетикой». J. Alzheimers Dis . 24 (2): 161–71. doi :10.3233/JAD-2011-110032. PMID  21427489.
  29. ^ Arendash GW, Cao C (2010). «Кофеин и кофе как терапевтические средства против болезни Альцгеймера». J. Alzheimers Dis . 20 (Suppl 1): S117–26. doi : 10.3233/JAD-2010-091249 . PMID  20182037.
  30. ^ Лурида, Илианна; Сони, Майя; Томпсон-Кун, Джоанна; Пурандаре, Нитин; Ланг, Иэн А.; Укумунне, Обиоха К.; Ллевеллин, Дэвид Дж. (июль 2013 г.). «Средиземноморская диета, когнитивная функция и деменция». Эпидемиология . 24 (4): 479–489. дои : 10.1097/EDE.0b013e3182944410 . PMID  23680940. S2CID  19602773.
  31. ^ Андраде, Читтаранджан; Радхакришнан, Раджив (1 января 2009 г.). «Профилактика и лечение когнитивного снижения и деменции: обзор последних исследований экспериментальных методов лечения». Indian Journal of Psychiatry . 51 (1): 12–25. doi : 10.4103/0019-5545.44900 . ISSN  0019-5545. PMC 2738400. PMID  19742190 . 
  32. ^ Farina N, Rusted J, Tabet N (январь 2014 г.). «Влияние вмешательств с использованием упражнений на когнитивные результаты при болезни Альцгеймера: систематический обзор». Int Psychogeriatr . 26 (1): 9–18. doi :10.1017/S1041610213001385. PMID  23962667. S2CID  24936334.
  33. ^ Rao AK, Chou A, Bursley B, Smulofsky J, Jezequel J (январь 2014 г.). «Систематический обзор влияния упражнений на повседневную деятельность людей с болезнью Альцгеймера». Am J Occup Ther . 68 (1): 50–56. doi :10.5014/ajot.2014.009035. PMC 5360200. PMID  24367955 . 
  34. ^ Мэттсон MP (2014). «Вмешательства, улучшающие биоэнергетику тела и мозга для снижения риска и терапии болезни Паркинсона». J Parkinsons Dis . 4 (1): 1–13. doi : 10.3233/JPD-130335 . PMID  24473219.
  35. ^ Грацина Р., Массано Дж. (2013). «Физические упражнения и болезнь Паркинсона: влияние на симптомы, течение заболевания и профилактика». Rev Neurosci . 24 (2): 139–152. doi :10.1515/revneuro-2012-0087. PMID  23492553. S2CID  33890283.
  36. ^ van der Kolk NM, King LA (сентябрь 2013 г.). «Влияние упражнений на подвижность у людей с болезнью Паркинсона». Mov. Disord . 28 (11): 1587–1596. doi :10.1002/mds.25658. PMID  24132847. S2CID  22822120.
  37. ^ Tomlinson CL, Patel S, Meek C, Herd CP, Clarke CE, Stowe R, Shah L, Sackley CM, Deane KH, Wheatley K, Ives N (сентябрь 2013 г.). «Физиотерапия против плацебо или отсутствия вмешательства при болезни Паркинсона». Cochrane Database Syst Rev. 9 ( 9): CD002817. doi :10.1002/14651858.CD002817.pub4. PMC 7120224. PMID  24018704 . 
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Нейронаука_старения&oldid=1251253635"