Возрастные изменения в центральной нервной системе человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

План

Введение

1. Причины «старения» центральной нервной системы

2. Морфологические и функциональные возрастные изменения в коре больших полушарий головного мозга

3. Изменения в высшей нервной деятельности человека, связанные с изменениями в центральной нервной системе

Заключение

Список литературы

Введение

Одним из основных свойств живого вещества является раздражимость. Каждый живой организм получает раздражения из окружающего его мира и отвечает на них соответствующими реакциями, которые связывают организм с внешней средой. Протекающий в самом организме обмен веществ в свою очередь обуславливает ряд раздражений на который организм также реагирует. Связь между участком, на который падает раздражение, и реагирующим органом в высшем многоклеточном организме.

Большой вклад об учении о нервной системе внес М.И. Сеченов, он разработан и описал торможение. Его учение продолжил Павлов.

Таким образом актуальным является рассмотрение особенностей изменения нервной системы в два периода: первый - младенчество и юность; второй - связан с пожилым возрастом.

Старение было определено как сложный биологический процесс, приводящий к прогрессивному сокращению способности индивидуума поддержать гомеостаз при внутренних физиологических и внешних (от окружающей среды) стрессов, таким образом, увеличивая уязвимость индивидуума к болезни и в конечном счете приводя к смерти, старение--это не болезнь сама по себе. Интенсивность старения может изменяться от многих факторов, включая генетику, окружающую среду и пищу.

Цель контрольной работы - изучить особенности «старения» Центральной нервной системы.

Задачи:

- выявить причины «старения» центральной нервной системы;

- описать морфологические и функциональные возрастные изменения в коре больших полушарий головного мозга;

- рассмотреть изменения в высшей нервной деятельности человека, связанные с изменениями в центральной нервной системе.

1. Причины «старения» центральной нервной системы

Любой живой организм с момента возникновения и на протяжении всей жизни претерпевает определенные изменения в структуре, обмене, функции и поведении, последовательно проходя этапы эмбрионального и постэмбрионального развития, зрелости и старости, неизбежно заканчивающейся смертью. Старость и смерть неотвратимо наступают даже в том случае, если организм находится в максимально благоприятных условиях среды обитания и обеспечен хорошей пищей. Несмотря на то что, как известно, воздействия среды могут оказывать некоторое модифицирующее влияние на темп и характер возрастных изменений, значительно затормозить процесс старения и тем более обратить его вспять пока никому не удается, что свидетельствует скорее о внутренней природе этого процесса.

В настоящее время нельзя сделать окончательного заключения о причинах, вызывающих старение. Из существующих по этому вопросу многочисленных гипотез можно выделить две основные группы. Гипотезы первой группы предполагают, что старение является следствием накопления невосстанавливаемых повреждений, получаемых организмом в течение жизни.

В качестве повреждающих факторов могут выступать радиоактивное излучение, в том числе фоновое, происходящее вследствие распада естественных радиоактивных элементов, космические излучения и другие источники радиации, а также случайные флюктуации рН и температуры в микрообъемах среды [3].

Кроме того, сильное повреждающее действие оказывают свободные радикалы и перекиси, которые могут образовываться при окислении веществ в организме. Как известно, эти соединения химически чрезвычайно активны и способны вызывать повреждения молекул, разрывая их или образуя внутримолекулярные и межмолекулярные сшивки. Описанное при старении накопление плохо растворимого коллагена и липофусцина, возможно, представляет собой следствие такого свободнорадикального окисления.

Неизбежность старческих изменений и фатальность смерти, желание задержать уходящую и вернуть прошедшую молодость издавна волновали человеческий ум и будили воображение. Нет числа легендам, фантастическим попыткам и необоснованным рекомендациям, пришедшим из глубины веков и не исчезающих в наши дни, которые сулят быстрое достижение длительной молодости, долголетие и избавление от болезней. Чаще всего эти методы "омоложения" наивны и в лучшем случае достойны внимания. Однако они могут оказаться потенциально опасными для здоровья. Такого рода рекомендации должны быть основаны только на научном понимании механизмов старения и всесторонней экспериментальной проверке.

Центральная нервная система призвана приспособить организм к существованию в условиях внешней среды, обеспечить для него механизмы, способствующие увеличению продолжительности жизни. Возникающие в нервной системе возрастные изменения -- одна из главных причин старения.

Работа центральной нервной системы нарушается в первую очередь из-за старения рецепторов -- окончаний чувствительных нервных волокон и специализированных клеток, которые являются связующим звеном между внешними раздражителями и центральной нервной системой. Этот процесс продолжается всю жизнь и происходит во всех отделах центральной нервной системы.

В процессе старения организма значительно замедляется психомоторная реакция. Время, необходимое для срабатывания условных рефлексов -- сосудистых, двигательных, мигательных и дыхательных, -- заметно увеличивается. С возрастом способность к одновременному и успешному выполнению нескольких видов деятельности резко ухудшается.

Это объясняется существенным изменением процессов биосинтеза белка в мозге. Выработка белка становится менее активной из-за снижения содержания РНК в нервных клетках, что обусловлено тем, что процесс продуцирования этой кислоты замедляется. В результате ухудшаются возбудимость и реактивность клеточных структур мозга. Основные нервные процессы -- возбуждение и торможение -- становятся неустойчивыми.

В процессе старения изменяются структура и обменные процессы в нервных клетках (нейронах), в их длинных отростках (аксонах), а также в их ветвящихся отростках (дендритах). Это приводит к гибели части нейронов, что является практически невосполнимой потерей: в ходе последних открытий ученые установили, что нервные клетки хотя и делятся (раньше это отрицалось), но восстанавливаются крайне медленно. А между тем в течение всей жизни человека в нейронных сетях мозга накапливается и хранится вся необходимая жизненная информация, которая связана с памятью, опытом и возможностями их использования.

Так как в пожилом возрасте плотность нейронов в коре головного мозга уменьшается, снижается интенсивность кровотока мозга. Вес головного мозга в процессе старения также изменяется. После 30 лет он начинает медленно уменьшаться (у мужчин этот процесс происходит быстрее). Одновременно понижается энергетический потенциал мозга, что связано с ослаблением энергетического обмена.

Процессы старения характеризуются серией одноплановых для всех органов и систем проявлений, которые заключаются в замещении активно действующих клеток жировой и соединительной тканью вследствие нарушения кровоснабжения из-за атеросклеротических и инволютивных процессов в сердечно-сосудистой системе [2].

Эти явления характерны и для центральной нервной системы. С возрастом масса головного мозга человека снижается, происходит уменьшение количества нейронов в коре мозга, подкорковых ядерных структурах и мозжечке при одновременном увеличении количества глиальных клеток. В первую очередь гибнут нейроны, занимающие полярное положение в отношении функциональной активности, т.е. активно функционирующие клетки и нейроциты, не имеющие функциональной нагрузки (ускоренный износ и атрофия покоя). Изменяется биохимия деятельности нейронов: снижается синтез и обмен нейромедиаторов, накапливаются промежуточные метаболиты, токсины, вызывающие множественные пролонгированные повреждения ДНК, что приводит к накоплению мутаций и замедляет течение репаративных процессов [3, 2].

Описанные морфологические изменения мозговой ткани приводят к функциональным последствиям. Снижается электрическая активность нейронов коры и нарушается эффективность передачи нервных импульсов, снижается эффективность мозгового метаболизма, наблюдается каскад биохимических реакций - снижение концентрации дофамина, серотонина. На фоне гипоперфузии мозга отмечено накопление в нем провоспалительных сигнальных молекул - фактора некроза опухоли, провоспалительных интерлейкинов, что усугубляет процессы старения мозга и стимулирует клинические проявления этого старения [3].

Отметим, что начальные проявления старения появляются уже достаточно рано, в четвертую декаду жизни, в которую начинается процесс уменьшения количества нейронов. Однако само по себе уменьшение количества нервных клеток не имеет определяющего влияния на проявления старения. Более важным является состояние функциональных связей между нейронами, которые осуществляются благодаря нейротрансмиттерам, которые взаимодействуют с соответствующими рецепторами. Доказано, что в процессе нормального естественного старения происходит последовательное разобщение регуляторных систем нейронов мозга. В первую очередь это проявляется изменением сигнальных каскадов на уровне клеточного ядра, затем наблюдаются нарушение структурно-функциональных свойств синаптических мембран и их деградация [4].

2. Морфологические и функциональные возрастные изменения в коре больших полушарий головного мозга

В начале века сформировалось и другое представление: возрастные изменения в центральной нервной системе -- один из важнейших механизмов старения всего организма. Обычно при этом напоминают, что клетки нервной системы не делятся, продолжительность их жизни равна продолжительности жизни организма.

Грубые нарушения деятельности центральной нервной системы могут привести к изменениям в организме, во многом напоминающим признаки старения.

Итак, две, казалось бы, противоположные тенденции в проблеме «Старение и нервная система»: свойства нервной системы способствуют увеличению продолжительности жизни организма; старение нервной системы -- важный фактор старения всего организма. Благодаря адаптационно-регуляторной теории становится ясным, что это только разные подходы к одной и той же проблеме, две стороны единого биологического процесса. Вывод: с центральной нервной регуляцией связаны совершенные формы приспособления, процессы витаукта, что способствует увеличению продолжительности жизни. Но когда возрастные изменения неизбежно и неумолимо развиваются в самой центральной нервной системе, это становится ведущим фактором возрастного развития. Значит, внутренне противоречивый характер старения -- развитие угасания и приспособления -- связан с динамикой возрастных изменений нервной системы.

При старении центральной нервной системы, как и в других органах и тканях, основным морфологическим признаком являются атрофические процессы, выраженные в различной степени. Имеются сведения о возрастной потере нейронов в разных отделах головного мозга, особенно в коре больших полушарий, об изменениях нервных волокон белого вещества, синоптического аппарата. Масса головного мозга медленно, но неуклонно уменьшается, тоньше становится кора больших полушарий, а в последующем и мозжечка. Твердая мозговая оболочка утолщается, склерозируется, срастается с костями черепа. Мягкая мозговая оболочка также заметно утолщается, становится мутной; извилины истончаются, борозды расширяются и углубляются. Паутинная оболочка прогрессивно гиперплазируется и склерозируется с возрастом, в этот процесс вовлекаются пахионовы грануляции.

К моменту рождения ребенка кора имеет то же многослойное строение, что и у взрослых. Однако ширина корковых слоев и подслоев значительно увеличивается с возрастом. Наиболее существенные изменения претерпевает цито- и фиброархитектоника коры. В период новорожденности нейроны отличаются небольшими размерами, слабым развитием дендритов и аксонов. Модульная организация нейронов представлена вертикальными колонками. В течение первых лет жизни происходит интенсивная дифференциация клеточных элементов, типизация нейронов, увеличиваются их размеры, развиваются дендритные и аксонные ветвления, расширяется система вертикальных связей в ансамблях нейронов.

К 5-6 гг. усложняется система дендритных связей по горизонтали, возрастает полиморфизм нейронов, отражающий их специализацию.

К 9-10 гг. пирамидные нейроны достигают наибольших размеров, увеличивается ширина клеточных группировок.

К 12-14 гг. все типы интернейронов достигают высокого уровня дифференцировки, усложняются внутри- и межансамблевые связи по горизонтали. В филогенетически наиболее новых областях коры (лобных) усложнение ансамблевой организации нейронного аппарата и межансамблевых связей прослеживается до 18-20-летнего возраста.

Развитие нейронного аппарата, его ансамблевой организации и межансамблевых связей обеспечивает формирование с возрастом системной организации высших нервных функций, психики и поведенческих реакций.

С возрастом у людей, их мозг и нервная система проходят через естественные изменения. Головной и спинной мозг теряют нервные клетки и вес. Нервные клетки могут начать передавать сообщения медленнее, чем в прошлом. Отходы жизнедеятельности организма могут накапливаться в тканях головного мозга, так как нервные клетки разрушаются, что приводит к ненормальной структуре, называемой бляшками и клубками. Жировой коричневый пигмент (липофусцина) также может накапливаться в нервной ткани. В какой - то степени, это все блокирует нервные импульсы, поступаемые в мозг от других органов и систем органов.

Разбивка нервов может повлиять на чувства. Возможно, некоторые рефлексы уменьшатся или будут утраченные совсем, что приводит к проблемам с движением и безопасностью.

Некоторые незначительные замедления мышления и памяти, кажутся нормальной частью старения. Хотя эти изменения являются естественными, многие люди имеют неправильное представление о типе и степени этих изменений. Распространенный миф, что все пожилые люди становятся рассеянными. Или, многие люди винят старение в увеличивающейся путанице, когда она действительно может быть вызвана болезнью.

Эти изменения не являются одинаковыми для всех. У некоторых людей есть много физических изменений в нервах и тканях головного мозга, у других есть несколько иные изменения. Некоторые люди имеют атрофию и бляшки, некоторые бляшки и клубки, а некоторые другие патологические изменения, например, расстройство мышления, связанное с болезнью Альцгеймера [10].

Кроме того, эти изменения не всегда четко связаны с воздействие на нашу способность думать. Есть много примеров, когда люди с наиболее тяжелыми симптомами имеют меньше бляшек и клубков, чем людей со слабо или умеренно выраженными симптомами.

возрастной морфологический нервный мозг

3. Изменения в высшей нервной деятельности человека, связанные с изменениями в центральной нервной системе

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.[2].

Сопровождающие старение изменения могут быть определены на различных уровнях биологической организации: целого организма, отдельных его систем, составляющих их клеток и отдельных химических веществ. Общим признаком, характеризующим эти изменения, является увеличение их вариабельности с возрастом, разновременность их проявления у различных особей в различных физиологических системах и клетках, известное под названием гетерохронности и гетеротопности старения. Эта вариабельность признаков старения наблюдается даже в том случае, если используются высокоинбредные, генетически однородные животные, содержащиеся в однотипных условиях, когда различия в жизненном опыте и генетических свойствах сведены до минимума.

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, замедляется синаптическое проведение. Существенные возрастные сдвиги возникают в вегетативных ганглия. 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 [2].

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.

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.

Заключение

Таким образом, на основе выше изложенного можно сказать следующее: в нервной системе старение характеризуется уменьшением числа нервных клеток и увеличением глиальных элементов в некоторых слоях коры большого мозга при неизмененности этих элементов в других областях мозга. В теле нейронов накапливается особое пигментное вещество -- липофусцин.

Изменяются функциональные свойства нейронов -- уменьшается скорость проведения импульса по нерву, ослабляется синтез медиаторов в нервном окончании и снижается рефлекторная деятельность. Нарушаются также сложные функции высшей нервной деятельности -- ослабляется память, уменьшается творческая активность и способность к обучению, а также поведение в целом. В то же время ряд так называемых выкристаллизовавшихся достижений, таких как словарный запас, здравый смысл, общий объем знаний, сравнительно мало изменяются с возрастом.

Биологическое значение возрастных изменений в различных структурах мозга неодинаково. Особое значение для организма имеет старение тех его отделов, которые через функцию вегетативной нервной и эндокринной систем. обеспечивают регуляцию деятельности различных органов и постоянство внутренней среды организма. В этом смысле большое внимание уделяется гипоталамусу, возрастные изменения функции которого, по мнению некоторых исследователей, являются определяющими в возникновении нарушений в других системах и в первую очередь в эндокринной.

Литература

1. Физиология центральной нервной системы : учеб. пособие для студ. мед. Вузов / В.М. Смирнов [и др.]. 6-е изд. - М.: Академия, 2008. - 368 с.

2. Анатомия центральной нервной системы: учебно-методическое пособие для курсантов 1 курса психологического факультета по специальности 030301.65. - «Психология» (срок обучения - 5 лет) сост., Ковачев О.В. 2009. Анатомия человека / под ред. М.Р. Сапина: В 2 т. М.: Медицина. Т. 2. 2012.

3. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии : учеб. пособие для студ. вузов / под. ред. С.М. Будылиной,

4. В.М. Смирнова. 4-е изд., испр. - М. : Академия, 2011. - 332 с.

5. Анатомия, физиология и психология человека: крат ил. слов. / под ред. Батуева А.С. СПб.: Лань: Питер, 2012.

6. Асрапян Э.А. Рефлекторная теория высшей нервной деятельности // Избранные труды. М, 2013.

7. Батуев А.С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем. СПб., 2009.

8. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3 т. М., 2012.

9. Конорский Ю. Интегративная деятельность мозга. М., 2011.

10. Моренков Э.Д. Морфология мозга человека: учеб.- метод, пособие М.: Изд-во Моск. ун-та, 2011.

11. Ноздрачев А.Д., Баженов Ю.И., Баранникова И.А., Батуев А.С. [и др.] Начала физиологии: учебник для вузов. СПб., 2011.

Размещено на Allbest.ru