Структурно-функциональные изменения мозга при старении

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ПСИХОЛОГИИ им. Л.С. ВЫГОТСКОГО

Контрольная работа по возрастной психофизиологии

Тема: Структурно-функциональные изменения мозга при старении

Москва, 2009 г.

Содержание

Введение

1. Закономерности развития старения

2. Нарушение регуляторной функции мозга

Заключение

Литература

Введение

старение мозг гомеостаз человек

Биология старения стала одной из центральных проблем современного естествознания. Всё нарастающий интерес исследователей к этой проблеме определяется рядом факторов. Во-первых, крупные достижения биологической науки, в первую очередь раскрытие механизмов передачи генетической информации, биосинтез белка, мембранных механизмов функции клеток, установление общих закономерностей регуляции обмена и функции организма, сделали реальной возможность познания ведущих механизмов старения. Во-вторых, экспериментальные исследования последних лет показали возможность пролонгирования жизни животных и обосновывают возможность перенесения некоторых результатов на человека. В-третьих, в высокоразвитых странах значительно растёт число пожилых и старых людей в обществе, развивается постарение населения, что приводит к возникновению ряда крупных социально-экономических проблем. В-четвертых, возрастные изменения обмена и функции организма - основа развития возрастной патологии, возникновением ряда заболеваний человека, являющихся основной причиной его смерти. Все это привело к тому, что проблемой биологии старения интересуются в последние годы не только биологи, но и клиницисты, экономисты демографы. К этой проблеме обращаются сотни творческих коллективов, многочисленные исследователи. Стало очевидным, что правильное понимание сущности старения необходимо для познания основных механизмов жизненных явлений, их становления и развития. Стало также очевидным, что исследования в области старения приобретают большое значение для практики медицины и ряда социальных мероприятий.

Как видно, проблема изучения механизмов старения имеет большое значение для самых разных областей жизни и науки. Данная работа рассматривает закономерности развития старения и нарушение регуляторных функций мозга.

1.Закономерности развития старения

Внутренне противоречивый характер возрастного развития, соотношение процессов регулирования и приспособления определяют многообразие метаболических, структурных и функциональных сдвигов в процессе старения. Оказалось, что даже один и тот же уровень некоторых показателей обмена и функции организма имеет в разные возрастные периоды неодинаковое внутреннее обеспечение благодаря включению адаптивных механизмов, направленных на сохранение гомеостаза.

Старение характеризуется нарастающим снижением надежности регуляции гомеостаза, снижением возможного диапазона приспособления. Это отчетливо, выявляется при использовании различных нагрузок, которые неизбежно и постепенно возникают в течение жизни. В этом случае, несмотря на гомеостатический уровень функций выявляется их изменение в старости. Вся жизнь представляет собой бесконечную цепь потрясений внутренней среды организма, постоянных нарушений гомеостаза. В ходе этих потрясений мобилизуются и совершенствуются адаптационно-регуляторные механизмы, способствующие сохранению гомеостаза. Старение характеризуется последовательной сменой функционального состояния организма, его потенциальных возможностей, которая укладывается в четыре этапа:

1) оптимальный базальный уровень функций и ее высокие потенциальные возможности, выявляемые при напряжении;

2) сохранение базального и потенциального уровня функций, несмотря на возрастные изменения, благодаря включению адаптационно-регуляторных механизмов;

3) сохранение базального уровня функций и снижение ее потенциальных возможностей из-за нарастания возрастных нарушений и ограничения адаптационно-регуляторных сдвигов;

4) падение базального уровня функций, ее выраженная недостаточность из-за прогрессирующего снижения адаптационных возможностей организма.

Для развития старения характерны гетерохронность, гетеротопность, гетерокинетичность, гетерокатефтенность. Гетерохронность -- различия во времени наступления старения отдельных тканей, органов, систем. Так, атрофия тимуса у человека начинается в возрасте 13--15 лет, половых желез -- в климактерическом периоде, а некоторые функции гипофиза сохраняются в глубокой старости. Гетеротопность --неодинаковая выраженность процесса старения в различных органах, в различных структурах одного и того же органа. Так, старение пучковой зоны коры надпочечника выражено меньше, чем клубочковой и сетчатой зон. Неодинаковые возрастные изменения наступают в различных полях коры головного мозга и т. д. Гетерокинетичность -- развитие возрастных изменений с различной скоростью. В одних тканях, возникая довольно рано, они медленно и относительно плавно прогрессируют, в других -- развиваются позже, но более быстро. И, наконец, гетерокатефтенность -- разнонаправленность возрастных изменений, связанных с подавлением одних и активацией других жизненных процессов в стареющем организме. Лэмб М. «Биология старения»- М. : Мир, 1980г.

Принципиальное значение для анализа механизмов старения может иметь сравнительно-геронтологическое определение динамики различных изменений обмена, структуры и функций в процессе старения у животных с различной видовой продолжительностью жизни (ВПЖ). Изменения, коррелирующие с ВПЖ, называется онтобиологическими, а коррелирующие с хронологическим возрастом животных разных видов, -- хронобиологическими, и выраженность их тем больше, чем дольше живет животное. Чем выраженнее корреляция этих изменений с биологическим возрастом, тем значительнее их вклад в генез самого процесса старения. Так, оказалось, что у крыс линии Вистар и кроликов АД(артериальное давление) к старости не растёт, а у более долгоживущих животных (собака, человек) наблюдается достоверный его подъем. У всех животных с возрастом наступают падение сердечного выброса и рост общего периферического сопротивления, однако у крыс и кроликов сдвиги эти не столь значительны, чтобы вызвать изменения АД. Иными словами, у животных с небольшой продолжительностью жизни эти изменения АД как бы не успевают развиваться. Известно, что остеопороз в старости более выражен у долгоживущих (человек, собака) и очень слабо у короткоживущих (крыса, кролик) животных.

Итак, многие проявления старения прямо коррелируют с хронологическим возрастом, степень их изменения зависит от фактора времени; они «не успевают » значительно проявиться у короткоживущих животных, хотя, быть может, и протекают у них быстро. Чем стремительнее развивается старение, тем резче выражена неравномерность возрастных изменений, тем значительнее влияние сдвигов в одной системе на состояние других, тем более выражены первичные механизмы старения.

Существуют общие, фундаментальные механизмы старения организмов. Однако качественная и количественная специфика их развития ведет к многообразию их видовых проявлений.

2. Нарушение регуляторной функции мозга

Человеческий организм хорошо функционирует только в том случае, если все его части взаимодействуют четко и в должной последовательности. На эту необходимость сложенного физиологического функционирования различных систем организма впервые обратил внимание еще в прошлом веке блестящий французский философ и физиолог Клод Бернар. Исследования Бернара помогли понять, как протекает процесс пищеварения, каким образом углеводы запасаются в печени, чтобы использоваться затем и случае необходимости, и как работает мозг, сердце и плацента. Бернар обратил внимание на то, что клетки тела омываются внеклеточной жидкостью, похожей на кровь, и что она доставляет питательные вещества и кислород из крови и клетки, а также уносит шлаки, в том числе двуокись углерода, из клеток в кровь.

Бернар придавал большое значение сохранению этой жидкости в теле для нормального функционирования клеток; он назвал ее milieu interieur--внутренней средой организма. Он писал: «Неизменность внутренней среды организма есть непременное условие свободной и независимой жизни. Все жизненные механизмы тела, сколь бы разнообразны они ни были, служат одной-единственной цели: сохранению постоянства условий жизни во внутренней среде организма ». Виленчик М.М. «Биологические основы старения и долголетия» М.: Знание, 1976г. Вслед за Бернаром другие физиологи также начали сознавать, что для нормального функционирования организма необходима согласованная работа всех его частей.

Согласно высказываниям советского ученого В.М. Дильмана (Научно-исследовательский онкологический институт им. Н.В. Петрова в Санкт- Петербурге), основным условием поддержания гомеостаза является «скоординированная деятельность двух главных регулирующих систем -- эндокринной и нервной». Эндокринные железы -- это органы, выделяющие в кровь гормоны: щитовидная железа, околощитовидные железы, яичники и яички, надпочечники, поджелудочная железа, тимус (вилочковая железа) и гипофиз.

Эндокринные железы постоянно «надзирают» за внутренней средой организма, отмечая любое отклонение от нормы; при обнаружении таких отклонений они выделяют в кровь гормоны, которые нормализуют состояние. Например, поджелудочная железа выделяет инсулин в кровь после еды, когда сахар из перевариваемой пищи поступает в кровоток и его содержание в крови превышает норму. Инсулин позволяет клеткам тела использовать сахар для производства энергии и в то же время запасать избыточный сахар в виде жира. Гипофиз -- «главная железа организма» -- выделяет множество гормонов, которые в свою очередь управляют выделением гормонов другими железами внутренней секреции. Но на самом деле «главная железа--лишь «рабыня» гипоталамуса, которым являются подлинным центром регулирования гомеостаза тела.

Гипоталамус, как и гипофиз, находится в головном мозге управляет многими нашими жизненно важными отправлениями, среди которых назовем сон, жажду, голод, половое влечение, менструальный цикл у женщин, водно-солевой баланс, температуру тела, кровяное давление и выделение гормонов. Некоторые геронтологи, в том числе и Дильман, полагают, что многие изменения, появляющиеся в организме по мере старения человека, обусловлены постепенной утратой организмом способности сохранять гомеостаз посредством гормонального контроля и мозговой регуляции. Многие симптомы старения, судя по всему, объясняются потерей контроля за образованием гормонов, в результате чего их вырабатывается либо слишком много, либо слишком мало и регулирование жизненных процессов разбалансировывается.

Климакс, например, обусловлен потерей гормона эстрогена, производимого яичниками. Это приводит к снижению способности к деторождению и уменьшению влагалищных выделений, снижению тонуса мышц, истощение и сухости кожи. В климактерический период возрастает количество холестерина в крови, а это значит, что после прекращения менструаций женщины подвергаются наравне с мужчинами опасности заболеваний сердца, которые связаны с тем, что отложения холестерина блокируют кровоснабжение сердца. Доктор Калеб Финч из Геронтологического центра Андруса при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе относится к числу выдающихся исследователей роли нарушения гомеостаза при старении. Нарушение гомеостаз Финч объясняет не просто неправильным функционированием самих эндокринных желез, а нарушением контроля гипоталамуса над гипофизом, что в свою очередь приводит к потере контроля над деятельностью эндокринных желез. В подтверждение своей гипотезы он ссылается на эксперименты двух ученых Тайваньского университета, Мин Цуппена и Хай Хохуана. Последние показали, что яичники, пересаженные от старых крыс молодым, «омолаживались» до такой степени, что снова начинали выделят яйцеклетки. Более того, как продемонстрировали английские ученые, молодые самки крыс оказывались оплодотворенным и даже в том случае, если им пересаживали яичники от старых, стерильных самок, причем потомство было нормальным во всех отношениях.

А это значит, по мнению Финча, что яичники и другие эндокринные железы управляются гипоталамусом и нарушение эндокринного гомеостаза происходит не в эндокринных железах, а в гипоталамусе. Другое доказательство того, что за нарушение гомеостаза, которое, возможно, приводит к старению, ответствен гипоталамус, представлено доктором Джозефом Мейтесом из Мичиганского университета. Мейтесу удалось вызывать овуляцию у старых самок крыс препаратом L-ДОФА (диоксифенилаланин).

Это лекарство увеличивает в мозгу количество молекул химических веществ, называемых катехоламинами, которые концентрируются в гипоталамусе и других отделах мозга. Возможно, что катехоламины являются регулирующими веществами, которые производятся некоторыми клетками гипоталамуса для контроля над гипофизом, а тот в свою очередь выделяет гормоны, контролирующие деятельность других эндокринных желез, и тем самым оказывает влияние почти на все жизненные процессы организма. Таким образом, утверждает Финч, «изменения в небольшой популяции клеток в мозгу (т. е. в гипоталамусе) могут быть причиной многих изменений в организме. Эти клетки могут оказаться регуляторами вызываемого гормонами процесса старения». Как показали эксперименты, проведенные Мейтесом, L-ДОФА увеличивает количество катехоламинов. Это позволяет сделать вывод, что сравнительно несложные приспособительные изменения химизма тела могут компенсировать нарушения в гипоталамусе.

Препарат L-ДОФА уже много лет используется для лечения болезни Паркинсона почти без каких-либо побочных явлений. И в самом деле, уже появились данные о том, что препарат L-ДОФА способен продлевать жизнь. В 1974 г. Джордж Котциас, ученый Брукхейвенской национальной лаборатории, сообщил, что при скармливании мышам L-ДОФА «продолжительность их периода расцвета сил значительно увеличивается». По сравнению с контрольной группой вдвое больше экспериментальных животных дожило до полуторагодичного возраста. Котциас также давал значительные дозы L-ДОФА людям без видимого вреда (правда, эти дозы были меньше, чем в опытах на мышах). Согласно Котциасу, крупному рогатому скоту постоянно скармливают бархатные бобы, растение, которое иногда содержит огромные количества L-ДОФА -- втрое больше, чем получали мыши в его опытах,-- и тем не менее никакого побочного эффекта не наблюдалось. Лекарства, которые называют ингибиторами моноаминоксидазы и которые психиатры используют в качестве антидепрессантов, могут также, по мнению некоторых врачей, применяться для увеличения количества катехоламинов в мозгу человека. Аршавский И.А. «Очерки по возрастной физиологии»- М. : Медицина, 1967г.

Заключение

В заключении можно сказать о том, что старение- это закономерный этап жизни человека как целостного существа. Самым, пожалуй, тяжелым проявлением старения являются выраженные психические нарушения, наступающие в разные периоды старения и имеющие серьезные социальные последствия, как для семьи, так и для общества в целом. Как стало понятно, с возрастом в головном мозгу происходят определенные функциональные изменения, что проявляется такими признаками как нарушение памяти (особенно на ближайшие события), заторможенность и медлительность мыслительных процессов, нарушения сна и др. Лучшее лекарство - постоянный мозговой тренинг. Есть немало свидетельств сохранения более высокого творческого потенциала у стариков по сравнению с более молодыми, что отражает несовпадение паспортного и биологического возраста. В тоже время, активная интеллектуальная деятельность человека может оказывать исключительно благотворное влияние, замедлять психическое старение. В сохранении физического и психического долголетия возрастает роль общества, которое должно бережно, рационально использовать умственные и творческие способности человека на протяжении всей его жизни, включая и период старения.

Литература

1. Аршавский И.А. «Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития: основы негентропийной теории онтогенеза»- М: Наука, 1982г.

2. Альперович В.Д. «Старость. Социально-философский анализ» Ростов-на- Дону:.1998г.

3. Аршавский И.А. «Очерки по возрастной физиологии»- М.: Медицина, 1967г.

4. Виленчик М.М. «Биологические основы старения и долголетия» М.: Знание, 1976г.

5. Лэмб М. «Биология старения»- М. : Мир, 1980г.

6. Рыбакова Н.А. «Феномен старости» - М.: Псков., 2000г.

Размещено на allbest.ru