научная статья по теме МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ СТАРЕНИЯ ЭПИФИЗА Биология

Текст научной статьи на тему «МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ СТАРЕНИЯ ЭПИФИЗА»

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2012, том 38, № 1, с. 119-127

ОБЗОРЫ

УДК 613.98;612.67/.68

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ

СТАРЕНИЯ ЭПИФИЗА

© 2012 г. В. Х. Хавинсон, Н. С. Линькова

Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН Поступила в редакцию 23.03.2011 г.

Обзор посвящен анализу морфологических, молекулярных и функциональных аспектов старения эпифиза. Эпифиз является центральным органом, регулирующим активность нейроиммуноэндо-кринной, антиоксидантной и многих других систем организма. С возрастом функциональная активность эпифиза снижается, что выражается в снижении секреции мелатонина. Однако, по данным морфологического и молекулярного исследования, выраженной атрофии эпифиза с возрастом не происходит, что указывает на возможность нормализации мелатонинобразующей функции эпифиза при его старении. Многолетний опыт исследований показал, что пептидный экстракт эпифиза эпиталамин и созданный на его основе тетрапептидэпиталон, восстанавливают секрецию мелато-нина в эпифизе и обладают выраженной регуляторной активностью на нейроиммуноэндокринную и антиоксидантную системы организма.

Ключевые слова: эпифиз, старение, сигнальные молекулы, мелатонин, пептиды, эпиталамин, эпи-талон.

Эпифиз (пинеальная железа — ПЖ — шишковидная железа) — является одним из высших центров эндокринной системы организма наряду с гипофизом и гипоталамусом [1]. Темпы старения нейроиммуноэндокринной системы и развитие возрастной патологии во многом связаны с инволюцией эпифиза, которая в большей степени определяется снижением его функциональной активности и в меньшей — морфологическими и молекулярными изменениями [2, 3].

Морфологические изменения эпифиза при старении

В качестве отправной точки для анализа современных данных по старению эпифиза можно взять исследование аутопсийного материала эпифиза, полученного от 2700 человек, в возрасте от нескольких месяцев до 90 лет. Установлено, что в возрастном диапазоне 10—50 лет масса ПЖ возрастает от 80—100 до 150—160 мг [4]. Масса эпифиза обратно пропорциональна степени половой активности, поэтому в пубертатном и постклимактерическом периоде этот показатель выше, чем в период половой зрелости. Увеличение массы железы при ее старении было связано с возрастанием объема фиброзной ткани и количества кист без существенного уменьшения числа пине-алоцитов в паренхиме органа. В процессе старения ПЖ отмечалось изменение состава соединительной ткани — возрастало число коллагеновых

волокон и снижалось количество ретикулиновых волокон [5].

По данным компьютерной томографии, объем эпифиза, характеризующий его функциональную активность, снижался в возрасте 21—60 лет, а затем стабилизировался [6]. Эти данные совпадают с результатами исследований [7], в которых было показано, что строение эпифиза не имеет выраженных различий в молодом и пожилом возрасте.

В зависимости от возраста происходит последовательная смена 3 преобладающих типов структуры ПЖ: целлюлярного, трабекулярного и альвеолярного [8].

Целлюлярный тип строения эпифиза характерен для детей раннего возраста. У них ПЖ представлена сплошным полем пинеалоцитов. Для людей среднего возраста преобладающим является трабекулярный тип строения шишковидного тела — железистая ткань пронизана перегородками стромы, не имеющими определенного направления. Для людей пожилого и старческого возраста характерна смена трабекулярного типа строения ПЖ на альвеолярный. Трабекулы при альвеолярном строении делят эпифиз на отдельные округлые или полигональные дольки, которые разделены кольцами стромы.

С возрастом так же отмечается изменение расположения сосудов эпифиза. После рождения, сосуды ПЖ лежат непосредственно среди пинеа-лоцитов. С возрастом происходит нарастание ретикулиновой стромы вокруг сосудов, что являет-

ся причиной перехода от целлюлярного к трабе-кулярнму типу строения шишковидного тела. В пожилом и старческом возрасте сосуды густой сетью оплетают дольки паренхимы ПЖ, что определяет ее альвеолярное строение. У людей старше 60 лет, при развитии склерозирующих процессов в эпифизе, наблюдается образование выростов фиброзных элементов каркаса соединительной ткани. При этом кровообращение ПЖ снижается по сравнению с лицами в возрасте 40—45 лет. Ухудшение трофики ПЖ, ассоциированное с возрастом, приводит к инволютивным изменениями ее клеток — пинеалоцитов.

При старении в пинеалоцитах было отмечено накопление липофусцина и липидных включений, наблюдалась фрагментация и почкование ядер [5, 9]. Электронно-микроскопическое изучение эпифизов людей в возрасте от 2 дней до 86 лет показало, что липофусциновые пигменты располагаются не только в цитоплазме пинеало-цитов, но и в области капилляров [10]. Авторы исследования полагают, что происхождение этих включений в большей степени связано с секреторной активностью железы, чем с ее атрофией.

В исследованиях С.В. Петрова [11] было показано, что инволюция пинеалоцитов начинается с 50-летнего возраста и достигает максимума к 80 годам, что выражается в уменьшении объема ядер и ядрышек, количества секреторных гранул, а также в склеротических изменениях в артерио-лах и капиллярах эпифиза [11]. При одинаковых размерах клеток уменьшение ядерно-цитоплаз-матического соотношения отражает снижение функциональной активности пинеалоцитов, ассоциированной с возрастом. По другим данным, уменьшение размеров ядер пинеалоцитов происходит уже с 40-летнего возраста [12]. Общее число пинеалоцитов при старении снижается всего лишь на 18%, при этом возрастные изменения в клетках 2 типа проявляются изменением формы ядра, увеличением в нем доли гетерохроматина, просветлением матрикса митохондрий и образованием аутофагосом [13]. По мнению других исследователей, основные возрастные изменения пинеалоцитов характеризуются увеличением поверхности их ядер, что способствует увеличению площади контакта оболочки ядер с цитоплазмой и, как следствие, усилению синтеза белка [14]. Этот факт подтверждается наблюдениями о наличии двуядерных клеток с удвоенным содержанием ДНК у лиц старше 30 лет.

В исследованиях уровня кальция в эпифизах людей в возрасте от 3 месяцев до 65 лет была выявлена положительная корреляция между этим показателем и возрастом, и отрицательная зависимость между количеством кальция и ночной концентрацией гормона ПЖ мелатонина (МТ) [5]. Однако вопрос о наличии связи между воз-

растом и накоплением в пинеалоцитах мозгового песка, основой которого являются кальциевые отложения, является спорным.

Одни исследователи указывали на увеличение количества кальцификатов в эпифизе [15] и связывали этот процесс с возрастным снижением активности Са++-АТФазы [2]. Другие авторы либо не отмечали такой зависимости [6], либо не находили кальцификаты в ПЖ даже у долгожителей [10] или верифицировали их в эпифизе у детей [16].

В последнее время наиболее распространенным стало мнение о том, что образование в пине-алоцитах кальциевых отложений, так же как и липофусцина, в большей степени связано с функциональной активностью эпифиза, нежели с истинной атрофией ПЖ. Это предположение подтверждается результатами компьютерной томографии 70 пациентов с эпилепсией в возрасте 9—58 лет [17]. Частота случаев кальцификации ПЖ оказалась не связанной с возрастом и была выше, если эпилептический фокус локализовался в правой височной доле, чем если он был локализован в левой доле. Вследствие особенностей межполушарной асимметрии и иннервации эпифиза, эпилептические приступы в правой доле приводят к более выраженной стимуляции ПЖ, где число кальциевых конкреций значительно превосходило этот показатель в левой доле. О зависимости количества кальцификатов в эпифизе от уровня его стимуляции свидетельствует ускоренное накопление мозгового песка в шишковидной железе песчанок при иммобилизацион-ном стрессе [18].

Приведенные данные позволяют сделать вывод о том, что морфологические изменения в ПЖ характеризуются увеличением содержания соединительной ткани, что наблюдается при старении практически во всех органах и не может служить подтверждением "выраженной атрофии" шишковидной железы.

Под термином "выраженная атрофия" подразумеваются значительные морфологические изменения, которые происходят с возрастом в органе и напрямую определяют необратимое снижение его функциональной активности. Ярким примером "выраженной атрофии" органа при его старении является тимус, для которого установлено резкое снижение массы и размеров при замещении большей части его ткани жировым компонентом у людей старше 70 лет, что является причиной необратимого снижения его функциональной активности.

Отметим, что масса эпифиза с возрастом не изменяется, тогда как остальные описанные морфологические признаки старения эпифиза — наличие кальцификатов, липофусцина, уменьшение ядерно-цитоплазматического отношения в

пинеалоцитах, скорее, свидетельствуют о снижении его функциональной активности, чем об ин-волютивно-дистрофических изменениях в эпифизе, что является предпосылкой для возможного восстановления его функций.

Молекулярные изменения эпифиза при старении

Для изучения молекулярных основ старения эпифиза нами было проведено обширное имму-ногистохимическое исследование образцов ПЖ, полученных при аутопсиях у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей.

Результаты иммуногистохимического исследования эпифиза показали, что экспрессия проа-поптотического белка Р53 пинеалоцитами стремительно снижается в возрасте от 60 до 70 лет, а после 70 лет значительно не изменяется. При этом экспрессия маркера пролиферации Ki-67 пинеалоцитами у пожилых людей, лиц старческого возраста и долгожителей не изменяется. Полученные данные позволяют предположить, что инволюция эпифиза происходит за счет ослабления пролиферативной активности пинеалоцитов, тогда как вклад апоптоза в этот процесс незначителен [19, 20].

Важным маркером, характеризующим межклеточные взаимодействия, интенсивность которых при старении снижается, являются ферменты из группы матриксных металлопротеиназ (ММР). Проведенные нами исследования позволили верифицировать в ткани эпифиза у лиц старше 60 лет металопротеиназы ММР2

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»