Изменения нервной системы в процессе старения

Изменения нервной системы в процессе старения. Возрастные изменения нервной системы определяют важнейшие проявления старения целостного организма человека (сдвиги в психических и поведенческих реакциях), снижение умственной и мышечной работоспособности, репродуктивной способности, адаптации к среде и др. Большая медицинская энциклопедия.

Гл. Ред. Б.В.Петровский.

Изд. 3-е т.16- М 1976 При старении наблюдается снижение веса мозга, истончение извилин, расширение и углубление борозд, расширение желудочково-цистернальной системы. Происходит уменьшение количества нейронов и замещение их глиальными элементами; в отдельных участках коры головного мозга потеря нейронов может достигать 25-45% (по отношению к их числу у новорожденных). В спинномозговых узлах людей 70-79-летнего возраста количество нервных клеток на 30,4% меньше, чем у 40-49-летних.

Вместе с тем в жизненно важных центрах продолговатого мозга снижение количества нейронов минимально. Закономерным и четким признаком старения нервных клеток является накопление липофусцина (так называемого пигмента старения), который представляет собой продукт окисления ненасыщенных жирных кислот. Микроскопически выявляют набухание нейронов и их отростков, гомогенизацию цитоплазмы, смещение и пикноз ядер, цитолиз, тигролиз и т.д. При электронно-микроскопическом исследовании обнаруживают нейроны с гипертрофией клеточных органелл, признаками дистрофии (ядро плотное, перинуклеарное пространство с цистернами и порами, митохондрии без крист, лизосомы с нарушенными мембранами и др.). В процессе старения наряду с деструктивными изменениями в нервной системе происходят приспособительные сдвиги (гипертрофия отдельных нейронов, увеличение поверхности ядра, количества ядрышек и др.). Старение организма сопровождается существенными изменениями различных функций нервной системы.

Средняя величина мембранного потенциала нейронов (напр мотонейронов спинного мозга, нейронов двигательной области коры) с возрастом существенно не изменяется.

Однако у старых животных чаще встречаются нейроны с низкой величиной мембранного потенциала. Происходит падение скорости распространения возбуждения по нервам (рис.1), замедляется синаптическое проведение. Существенные возрастные сдвиги возникают в вегетативных ганглиях (рис.2). В частности, изменения восприятия, переработки и передачи информации в нервных клетках связаны со снижением их лабильности.

В экспериментах на животных показано, что нервные центры, вегетативные ганглии, периферические синапсы у старых животных не могут усваивать высокие ритмы, трансформировать их, быстро переходить с одного ритма на другой. Большое значение в механизме изменения функции клеток в старости имеет снижение активности мембранной К+, Na+ - АТФ-азы, сдвиги в активном транспорте ионов. В процессе старения изменяется интегративная деятельность нервной системы: медленнее образуются условные рефлексы, снижается подвижность и сила основных нервных процессов, ухудшаются процессы сосредоточения и концентрации внимания, память; однако ослабление механического запоминания при этом, как правило, компенсируется сохранением и развитием логической памяти, повышением мотивационных факторов и др. Для ЭЭГ пожилых людей характерно замедление альфа-ритма, появление или усиление медленных колебаний (тета- и дельта-волны), снижение возможности усвоения навязанных ритмов.

Рис.1. Графики изменения скорости распространения возбуждения по нервам у людей в зависимости от возраста: 1 - скорость распространения возбуждения по локтевому нерву; 2 - малоберцовому нерву; 3 - большеберцовому нерву.

При старении ослабляются субординационные влияния высших отделов центральной нервной системы на низшие - растут пороги кортико-спинальных, ретикуло-спинальных влияний. Эти сдвиги во многом связаны с ослаблением тормозного процесса на разных уровнях Н. с внутреннего торможения, реципрокного торможения, тормозных влияний ретикулярной формации. Старение нервной системы не может рассматриваться как равномерное угасание ее функций.

В процессе старения неравномерно изменяется электровозбудимость отдельных нервных структур и их чувствительность к гуморальным факторам. Большое значение в механизме старения организма придается возрастным изменениям гипоталамуса. Неравномерное. разнонаправленное изменение его отдельных ядер приводит к нарушению координации функций гипоталамуса и в связи с этим к снижению надежности регуляции гомеостаза. Ослабление нервных трофических влияний, сдвиги в реакции на гуморальные факторы приводят к вторичным возрастным изменениям в тканях.

Рис.2. Возрастные различия функционального состояния верхнего шейного симпатического ганглия (А) и парасимпатических ганглиев сердца (Б) у кошек и кроликов: 1 - пороги возбудимости преганглионарных волокон у кошек; 2 - пессимальные частоты преганглионарной тетанизации у кошек; 3 - активность холпнэстеразы в ганглиозной ткани кроликов; 4 - пороговые дозы ацетилхолина, стимулирующие ганглии кошек; 5 - пороговые дозы бензогексония, угнетающие ганглионарную передачу возбуждения у кошек; белые столбики - взрослые животные; заштрихованные - старые животные. 2. Учение Сеченова о центральном торможении Вопрос о рефлекторной деятельности коры впервые был поставлен вопрос основоположником отечественной физиологии И.М. Сеченовым в книге "Рефлексы головного мозга" (1863 г). ОН полагал, что вся деятельность человека, в том числе и психическая (умственная), осуществляется рефлекторным путем с участием головного мозга.

Сеченов утверждал, что рефлексы головного мозга включают 3 звена.

Первое, начальное звено - это возбуждение в органах чувств, вызываемое внешними воздействиями. Второе, центральное звено - процессы возбуждения и торможения, протекающие в мозгу. На их основе возникают психические процессы (ощущения, представления, чувства и т.д.), третье, конечное звено - движения и действия человека, т.е. поведение.

Все эти звенья взаимосвязаны и обуславливают друг друга. Внешнее торможение условного рефлекса поступает в результате действия нового раздражителя. В коре головного мозга при этом возникает новый очаг возбуждения, который вызывает торможение существующего очага. Это торможение характерно не только для коры, но и для низших отделов центральной нервной системы, поэтому его называют еще безусловным торможением.

Характерная особенность внешнего торможения - его немедленное развитие при действии сильного постороннего раздражителя Пособие по биологии для поступающих в вузы: 2-е изд перераб. и доп. / Н.А.Лемеза, М.С. Морозик, Е.И.Морозов и др.; Под ред. Н.А. Лемезы Мн.: Экоперспектива, 2008 Внутреннее торможение развивается постепенно и только в коре (условное торможение). Условие возникновения - неподкрепление условного раздражителя условным. Угасание условного рефлекса - одни из видов внутреннего торможения. В природных условиях у организмов все неподкрепленные условные рефлексы тормозятся, а взамен образуются другие, соответствующие новой обстановке.

Другой вид внутреннего торможения - дифференцировка. Если один из раздражителей подкреплять безусловным, а другой близкий к нему, не подкреплять, то в результате условно-рефлекторная реакция возникает только на подкрепленный раздражитель. Чем больше подвижность первых процессов возбуждения и торможения, тем быстрее идет угасание старых условных рефлексов и укрепление новых, тем лучше организм приспосабливается к изменяющимся условиям окружающей среды.

Таким образом, в коре происходит сложное взаимодействие процессов возбуждения и торможения, причем кора способна различать и разделять отдельные раздражения (анализ) наряду с возможностью обобщать, объединять возбуждение, возникающие в различных ее участках (синтез) Биология. Справочник абитуриента /З.А.Власова - М.: СЛОВО, Ключ-С, 2008