Войти

Старение и мозг

10.10.2024
12 просмотров

Введение

Функции мозга изменяются естественным образом по мере того, как люди рождаются, живут взрослую жизнь и стареют.
  • В детстве способность думать и рассуждать постепенно увеличивается, что позволяет ребенку усваивать все более сложные навыки.
  • В течение большей части взрослой жизни функции мозга относительно стабильны.
  • После определенного возраста, который варьируется от человека к человеку, функции мозга снижаются[1].


Размер мозга, его кровоснабжение и когнитивные способности изменяются с возрастом. С возрастом мозг сжимается, и изменения происходят на всех уровнях, от химического состава до морфологии. С возрастом увеличивается риск инсульта, поражений белого вещества и деменции, а также степень нарушения памяти и изменения уровней нейротрансмиттеров и гормонов. Физическое и психическое здоровье могут быть лучшей защитой от влияния старения на мозг. [2]

Общие возрастные изменения

У некоторых людей некоторые области мозга уменьшаются в размерах до 1% в год, но без потери функций.

  • Возрастные изменения в структуре мозга не всегда приводят к потере его функций.
  • Снижение функции мозга с возрастом может быть результатом многочисленных факторов, включая изменения в нейротрансмиттерах, нейронах, токсических веществах, накапливающихся в мозге с течением времени, и унаследованных изменений.
  • Уменьшение объема мозга: Объем мозга сокращается, особенно в лобной коре.
  • Потеря нервных клеток: Мозг и спинной мозг теряют нервные клетки и вес
  • Кратковременная память и способность к обучению новому материалу, как правило, страдают относительно рано.
  • Вербальные способности, включая словарный запас и употребление слов, могут начать снижаться позже.
  • Интеллектуальная производительность (способность обрабатывать информацию независимо от скорости) обычно сохраняется, если нет неврологических или сосудистых заболеваний.

Морфологические изменения мозга с возрастом

  • Объем мозга из-за потери нейронов уменьшается примерно на 5% от веса мозга за десятилетие после 40 лет [3], что делает некоторые структуры более выраженными: напр. борозды кора становится глубже; желудочки становятся более выраженными[4]
  • Скопление коричневых (липофусцин) [5] или черных (нейромеланин) [6] пигментов в мозге приводит к появлению небольших обесцвеченных участков из-за нормального старения (эти изменения более выражены в возрастных заболеваниях мозга, таких как Болезнь Альцгеймера). [4].

Физиологические изменения мозга с возрастом

  • Кровоток в мозге показал снижение на 27% за счет прямых изменений в сердечно-сосудистой системе после 70 лет и может ухудшаться из-за патологии кровеносных сосудов [7].
  • Эффективность гематоэнцефалического барьера снижается с возрастом, что увеличивает вероятность проникновения патогенов и токсичных материалов в мозг и нейронные структуры. Недавние исследования показали, что это чаще всего происходит в гиппокампе, что приводит к повреждению области и может привести к когнитивному снижению функции области мозга[8].
  • Старение также связано с уменьшением производства некоторых нейротрансмиттеров, включая норадреналин, глутамат, дофамин и серотонин. Дофамин регулирует моторные функции и обучение новым навыкам и является одним из химических веществ мозга, отвечающих за вознаграждение. Количество нейронов, производящих дофамин, уменьшается как часть нормального старения, и это может негативно влиять на способность учиться на прошлых опытах [9].

Устойчивость мозга

Мозг обладает определенными характеристиками, которые помогают компенсировать эти потери.
  1. Избыточность: Мозг имеет больше клеток, чем необходимо для нормального функционирования. Избыточность может помочь компенсировать потерю нервных клеток, которая происходит с возрастом и болезнью.
  2. Формирование новых связей: Мозг активно компенсирует возрастное уменьшение нервных клеток, создавая новые связи между оставшимися нервными клетками.
  3. Производство новых нервных клеток: Некоторые области мозга могут производить новые нервные клетки, особенно после травмы мозга или инсульта. Эти области включают гиппокамп (участвует в формировании и извлечении воспоминаний) и базальные ганглии (координируют и сглаживают движения).
  • Люди, перенесшие травму мозга или инсульт, могут осваивать новые навыки, как это происходит во время физиотерапии.
  • Люди могут влиять на скорость снижения функций мозга. Например, физические упражнения, как кажется, замедляют потерю нервных клеток в областях мозга, занимающихся памятью. Такие упражнения также помогают поддерживать функционирование оставшихся нервных клеток. С другой стороны, употребление двух или более алкогольных напитков в день может ускорить снижение функций мозга[1].

Тренировки для мозга

  • В отличие от более раннего, в основном пессимистичного взгляда на старение, исследования нейровизуализации показывают, что стареющий мозг может реорганизовываться и изменяться, и не обязательно в худшую сторону.
  • Стареющий мозг остается в некоторой степени гибким и пластичным. Пластичность относится к способности гибко привлекать разные области мозга для выполнения различных задач.
  • Пластичность старого мозга позволяет предположить, что они могут извлечь пользу из программ тренировки и увлекательных, захватывающих занятий, таких как изучение новых навыков, физические упражнения, когнитивные режимы и активный, социальный образ жизни. [10]

Нейровоспаление

Исследования за последние 30 лет выявили, что старение влияет на иммунную функцию в центральной нервной системе (ЦНС).[11] Старение характеризуется развитием стойких про-воспалительных реакций, которые способствуют атеросклерозу, метаболическому синдрому, раку и хрупкости.

Стареющий мозг уязвим к воспалению, что демонстрируется высокой распространенностью, например, когнитивного снижения, связанного с возрастом.

  • Системно циркулирующие про-воспалительные факторы могут способствовать когнитивному снижению, а в мозгу микроглия теряет способность очищать неправильно свёрнутые белки, связанные с нейродегенерацией[12]
  • В стареющих мозгах также увеличено количество активированных микроглий, что является признаком активированного иммунного ответа[13]. Микроглия действует как штатная очистительная группа мозга, фагоцитируя апоптотические клетки, бляшки и патогены.
  • Иммунные клетки, называемые макрофагами, были замечены в прекращении основных метаболических путей во время старения. Восстановление метаболизма в этих клетках достаточно для облегчения когнитивного снижения, связанного с возрастом, у мышей. Надеются, что эти результаты помогут разработать новые способы восстановления функции микроглии у людей.[12]
  • Исследования показали, что здоровый, но стареющий мозг имеет хронически повышенные уровни провоспалительных цитокинов и сниженные уровни противовоспалительных цитокинов.

Диета и нейровоспаление: Противовоспалительные диетические системы, такие как средиземноморская диета и диетические подходы к остановке гипертензии (DASH), могут обладать нейропротективным эффектом.

  • Несколько диетических компонентов, потребляемых в MD и DASH (омега-3 жирные кислоты, антиоксиданты и полифенолы), могут ингибировать нейровоспаление, связанное с болезнью Альцгеймера.
  • Противовоспалительные диеты могут также уменьшать нейровоспаление через косвенные иммунные пути из кишечной микробиоты и системного кровообращения.
  • Диета может влиять на когнитивное старение через несколько воспалительных путей[14]

Ссылки

  1. ↑ 1.0 1.1 Кеннет Маизе, MD, Национальный институт сердца, легких и крови Влияние старения на нервную системуПоследний полный обзор/пересмотр март 2021 | Содержание в последний раз изменено март 2021 Доступно по адресу: https://www.msdmanuals.com/en-au/home/brain,-spinal-cord,-and-nerve-disorders/biology-of-the-nervous-system/effects-of-aging-on-the-nervous-system(доступно с 28.3.2021)
  2. ↑ Питерс Р., Старение и мозг. Постдипломный медицинский журнал. 2006 февр 1;82(964):84-8.
  3. ↑ Свеннерхольм Л., Бострём К., Юнгбьер Б. Изменения в массе и составе основных компонентов мембран мозга человека в течение взрослой жизни шведов. Актa невропатологика. 1997 сен 1;94(4):345-52.
  4. ↑ 4.0 4.1 Кнайт Дж., Нигам У. Анатомия и физиология старения 5: нервная система. Время для медсестёр. 2017 июн 1;113(6):55-8.
  5. ↑ Оттис П., Копе К., Ониско Б., Дынин И., Арцбергер Т., Крецшмар Х., Рекена Дж.Р., Силва К. Дж., Хьюстон Дж. П., Кортх К. Протеом липофусцина мозга человека и крысы. Протеомика. 2012 авг;12(15-16):2445-54.
  6. ↑ Клюэтт Д.В., Ли Т.Х., Грининг С., Понцио А., Маргалит Э., Матер М. Нейромеланин отмечает место: идентификация маркера когнитивного резерва locus coeruleus в здоровом старении. Нейробиология старения. 2016 янв 1;37:117-26.
  7. ↑ Чен Дж.Дж., Росас Х.Д., Салат Д.Х. Снижения мозгового кровотока, связанные со старением, не зависят от региональной атрофии. Нейроизображение. 2011 мар 15;55(2):468-78.
  8. ↑ Монтанье А., Барнс С.Р., Свини М.Д., Халлидей М.Р., Сагаре А.П., Чжао З., Тога А.В., Джейкобс Р.Э., Лиу Ц.Й., Аместкуа Л., Харрингтон М.Г. Разрушение гематоэнцефалического барьера в стареющем гиппокампе человека. Нейрон. 2015 янв 21;85(2):296-302.
  9. ↑ Матер М. Аффективная нейронаука старения. Ежегодный обзор психологии. 2016 янв 4;67.
  10. ↑ The Conversation Старение мозга не обязательно означает снижение функций
    Доступно по адресу:https://theconversation.com/aging-brains-arent-necessarily-declining-brains-33574 (доступно с 28.3.2021)
  11. ↑ Фенн А.М., Норден Д.М., Годбаут Дж.П. Нейровоспаление при старении. Нейровоспаление. 2015 мар 10:87-105.Доступно по адресу: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118732748.ch6(доступно с 28.3.2021)
  12. ↑ 12.0 12.1 Минхас П.С., Латиф-Хернандес А., МакРейнольдс М.Р., Дурайрадж А.С., Ван Ц., Рубин А., Джоши А.Ю., Хэ Дж.К., Гауба Э., Лиу Л., Ван Ц. Восстановление метаболизма миелоидных клеток обращает когнитивный спад при старении. Природа. 2021 февр;590(7844):122-8.Доступно по адресу: https://www.nature.com/articles/s41586-020-03160-0 (доступно с 28.3.2021)
  13. ↑ news medical Нейровоспаление Доступно по адресу:https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-the-Types-of-Neuroinflammation.aspx (доступно с 28.3.2021)
  14. ↑ МакГраттан А.М., МакГиннесс Б., МакКинли М.С., Кее Ф., Пасмор П., Вудсайд Дж.В., МакЭвой С.Т. Диета и воспаление при когнитивном старении и болезни Альцгеймера. Текущие отчеты по питанию. 2019 июн 1;8(2):53-65. Доступно по адресу:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30949921/ (доступно с 28.3.2021)

```