Нейронаука старения
Нейронаука старения – это изучение изменений в нервной системе, которые происходят с возрастом . Старение связано со многими изменениями в центральной нервной системе, такими как легкая атрофия коры головного мозга, которая считается непатологической. Старение также связано со многими неврологическими и нейродегенеративными заболеваниями, такими как боковой амиотрофический склероз , деменция , легкие когнитивные нарушения , болезнь Паркинсона и болезнь Крейтцфельдта-Якоба . [ 1 ]
Нормальные структурные и нервные изменения
[ редактировать ]Нейрогенез у взрослых происходит очень редко, только в небольшой степени в гипоталамусе и полосатом теле в процессе, называемом взрослым нейрогенезом . Объем мозга фактически уменьшается примерно на 5% за десятилетие после сорока лет. В настоящее время неясно, почему объем мозга уменьшается с возрастом, однако некоторые причины могут включать в себя: гибель клеток, уменьшение объема клеток и изменения в синаптической структуре. Изменения объема мозга неоднородны в разных регионах: наиболее значительное уменьшение объема наблюдается в префронтальной коре, за которой следуют полосатое тело, височная доля, червь мозжечка, полушария мозжечка и гиппокамп. [ 2 ] Однако один обзор показал, что миндалевидное тело и вентромедиальная префронтальная кора оставались относительно свободными от атрофии, что согласуется с данными об эмоциональной стабильности, возникающей при непатологическом старении. [ 3 ] Увеличение желудочков, борозд и щелей также часто встречается при непатологическом старении. [ 4 ]
Изменения также могут быть связаны с нейропластичностью, синаптической функциональностью и потенциалзависимыми кальциевыми каналами . [ 5 ] Увеличение величины гиперполяризации, возможно, в результате дисфункциональной регуляции кальция, приводит к снижению скорости возбуждения нейронов и снижению пластичности. Этот эффект особенно выражен в гиппокампе пожилых животных и может быть важным фактором возрастного дефицита памяти . Гиперполяризацию нейрона можно разделить на три стадии: быструю, среднюю и медленную гиперполяризацию. В старых нейронах фазы средней и медленной гиперполяризации включают длительное открытие кальций-зависимых калиевых каналов. Предполагается, что продление этой фазы является результатом дерегуляции кальция и гипоактивности холинергических, дофаминергических, серотонинергических и глутаминергических путей. [ 6 ]
Нормальные функциональные изменения
[ редактировать ]Эпизодическая память начинает постепенно ухудшаться со среднего возраста, тогда как семантическая память увеличивается вплоть до ранней старости и затем снижается. [ 7 ] Пожилые люди склонны чаще задействовать свою префронтальную кору при выполнении задач на рабочую память, возможно, чтобы компенсировать это исполнительными функциями. Дальнейшие нарушения когнитивных функций, связанные со старением, включают снижение скорости обработки информации и неспособность сосредоточиться. Модель, предложенная для объяснения измененных положений активации, при которых снижение эффективности нейронов, вызванное амилоидными бляшками, и снижение функциональности дофамина приводят к компенсаторной активации. [ 8 ] Снижение обработки негативных стимулов по сравнению с положительными стимулами появляется с возрастом и становится достаточно значительным, чтобы его можно было обнаружить даже с помощью вегетативных нервных реакций на эмоционально заряженные стимулы. [ 9 ] Старение также связано со снижением подошвенного рефлекса и ахиллова рефлекса реакции . Нервная проводимость также снижается при нормальном старении. [ 10 ]
повреждение ДНК
[ редактировать ]человека Определенные гены лобной коры демонстрируют снижение транскрипционной экспрессии после 40 лет, и особенно после 70 лет. [ 11 ] В частности, гены, которые играют центральную роль в синаптической пластичности, демонстрируют снижение экспрессии с возрастом . Промоторы генов со сниженной экспрессией в коре головного мозга пожилых людей имеют заметное увеличение повреждений ДНК , вероятно, окислительных повреждений ДНК . [ 11 ]
Патологические изменения
[ редактировать ]Примерно 20% людей старше 60 лет страдают неврологическими расстройствами, причем наиболее распространенными являются эпизодические расстройства, за которыми следуют экстрапирамидные двигательные расстройства и нервные расстройства. [ 12 ] К заболеваниям, обычно связанным со старостью, относятся
- Множественная системная атрофия [ 13 ]
- болезнь Паркинсона [ 14 ]
- болезнь Альцгеймера [ 15 ]
- Гладить . [ 16 ]
- Боковой амиотрофический склероз [ 17 ]
- Болезнь Крейтцфельдта-Якоба [ 18 ]
- Лобно-височная деменция [ 19 ]
- Деменция с тельцами Леви [ 20 ]
- Кортикобазальная дегенерация [ 21 ]
- Транзиторная ишемическая атака
- Сосудистая деменция
Неправильное сворачивание белков является распространенным компонентом предполагаемой патофизиологии многих заболеваний, связанных со старением, однако доказательств этого недостаточно. Например, тау-гипотеза болезни Альцгеймера предполагает, что накопление тау-белка приводит к разрушению цитоскелета нейронов, что приводит к болезни Альцгеймера. [ 22 ] Другой предполагаемый механизм болезни Альцгеймера связан с накоплением бета-амилоида . [ 23 ] механизм аналогичен механизму распространения прионов при болезни Крейтцфельдта-Якоба. белок альфа-синуклеин накапливается при болезни Паркинсона и связанных с ним заболеваниях. Аналогичным образом предполагается, что [ 24 ]
Химия мозга
[ редактировать ]Лечение противораковыми химиотерапевтическими агентами часто оказывается токсичным для клеток головного мозга, что приводит к потере памяти и когнитивной дисфункции , которые могут сохраняться еще долгое время после периода воздействия. Это состояние, называемое химиомозгом, по-видимому, связано с повреждениями ДНК, которые вызывают эпигенетические изменения в мозге, которые ускоряют процесс старения мозга. [ 25 ]
Управление
[ редактировать ]Лечение возрастных неврологических заболеваний варьируется от заболевания к заболеванию. Модифицируемые факторы риска деменции включают диабет , гипертонию , курение , гипергомоцистеинемию , гиперхолестеринемию и ожирение (которое обычно связано со многими другими факторами риска деменции). Парадоксально, но курение обеспечивает защиту от болезни Паркинсона . [ 26 ] Также употребление кофе или кофеина оказывает защитное воздействие на возрастные неврологические заболевания. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] Потребление фруктов, рыбы и овощей обеспечивает защиту от деменции, как и средиземноморская диета . [ 30 ] Физические упражнения значительно снижают риск снижения когнитивных функций в пожилом возрасте. [ 31 ] и является эффективным лечением для людей с деменцией [ 32 ] [ 33 ] и болезнь Паркинсона . [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Браун, Ребекка С.; Локвуд, Алан Х.; Сонаване, Бабасахеб Р. (8 января 2017 г.). «Нейродегенеративные заболевания: обзор факторов риска окружающей среды» . Перспективы гигиены окружающей среды . 113 (9): 1250–1256. дои : 10.1289/ehp.7567 . ISSN 0091-6765 . ПМК 1280411 . ПМИД 16140637 .
- ^ Питерс, Р. (8 января 2017 г.). «Старение и мозг» . Последипломный медицинский журнал . 82 (964): 84–88. дои : 10.1136/pgmj.2005.036665 . ISSN 0032-5473 . ПМК 2596698 . ПМИД 16461469 .
- ^ Мазер, Мара (5 октября 2015 г.). «Аффективная нейронаука старения» . Ежегодный обзор психологии . 67 (1): 213–238. doi : 10.1146/annurev-psych-122414-033540 . ПМК 5780182 . ПМИД 26436717 .
- ^ ЛеМэй, Марджори (1984). «Радиологические изменения старения мозга и черепа» (PDF) . Американский журнал нейрорадиологии . 5 : 269–275.
- ^ Келли, К.М.; Надон, Нидерланды; Моррисон, Дж. Х.; Тибо, О.; Барнс, Калифорния; Блэлок, EM (1 января 2006 г.). «Нейробиология старения». Исследования эпилепсии . 68 (Приложение 1): С5–20. doi : 10.1016/j.eplepsyres.2005.07.015 . ISSN 0920-1211 . ПМИД 16386406 . S2CID 17123597 .
- ^ Кумар, Ашок; Фостер, Томас К. (1 января 2007 г.). «Нейрофизиология старых нейронов и синапсов» . Старение мозга: модели, методы и механизмы . Границы в неврологии. CRC Press/Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9780849338182 . ПМИД 21204354 .
- ^ Питерс, Р. (8 января 2017 г.). «Старение и мозг» . Последипломный медицинский журнал . 82 (964): 84–88. дои : 10.1136/pgmj.2005.036665 . ISSN 0032-5473 . ПМК 2596698 . ПМИД 16461469 .
- ^ Рейтер-Лоренц, Патрисия А.; Пак, Дениз К. (8 января 2017 г.). «Человеческая нейронаука и стареющий разум: новый взгляд на старые проблемы» . Журналы геронтологии, серия B: Психологические науки и социальные науки . 65Б (4): 405–415. дои : 10.1093/geronb/gbq035 . ISSN 1079-5014 . ПМЦ 2883872 . ПМИД 20478901 .
- ^ Кашняк, Альфред В.; Менчола, Мариса (1 января 2012 г.). «Поведенческая нейробиология эмоций при старении». Актуальные темы поведенческой нейронауки . 10 : 51–66. дои : 10.1007/7854_2011_163 . ISBN 978-3-642-23874-1 . ISSN 1866-3370 . ПМИД 21910076 .
- ^ Стэнтон, Биба Р. (1 февраля 2011 г.). «Неврология старости» . Клиническая медицина . 11 (1): 54–56. doi : 10.7861/clinmedicine.11-1-54 . ISSN 1470-2118 . ПМЦ 5873804 . ПМИД 21404786 .
- ^ Jump up to: а б Лу Т., Пан Ю., Као С.Ю., Ли С., Кохане И., Чан Дж., Янкнер Б.А. (июнь 2004 г.). «Регуляция генов и повреждение ДНК в мозге стареющего человека». Природа . 429 (6994): 883–91. Бибкод : 2004Natur.429..883L . дои : 10.1038/nature02661 . ПМИД 15190254 . S2CID 1867993 .
- ^ Калликсте, Куате-Тегеу; Клет, Чалеу Бенджамин; Жак, Думб; Фаустин, Йепнио; Франсуа, Дартиг Жан; Матурин, Табуэ-Тегуо (17 апреля 2015 г.). «Картина неврологических заболеваний у пожилых людей на амбулаторных консультациях в странах Африки к югу от Сахары» . Исследовательские заметки BMC . 8 : 159. дои : 10.1186/s13104-015-1116-x . ISSN 1756-0500 . ПМЦ 4405818 . ПМИД 25880073 .
- ^ Бенсимон Дж., Людольф А., Агид Ю., Видайлхет М., Паян С., Ли П.Н. (2008). «Лечение рилузолом, выживаемость и диагностические критерии при болезни Паркинсона плюс расстройства: исследование NNIPPS» . Мозг . 132 (Часть 1): 156–71. дои : 10.1093/brain/awn291 . ПМЦ 2638696 . ПМИД 19029129 .
- ^ Кэрролл, Уильям М. (2016). Международная неврология . Джон Уайли и сыновья. п. 188. ИСБН 9781118777367 .
- ^ Мендес М.Ф. (ноябрь 2012 г.). «Болезнь Альцгеймера с ранним началом: неамнестические подтипы и БА 2 типа» . Архивы медицинских исследований . 43 (8): 677–85. doi : 10.1016/j.arcmed.2012.11.009 . ПМЦ 3532551 . ПМИД 23178565 .
- ^ Вермеер С.Е., Кудстаал П.Дж., Оудкерк М., Хофман А., Бретелер М.М. (январь 2002 г.). «Распространенность и факторы риска тихих инфарктов головного мозга в популяционном Роттердамском исследовании сканирования» . Гладить . 33 (1): 21–5. дои : 10.1161/hs0102.101629 . ПМИД 11779883 .
- ^ Кирнан, MC; Вучич, С; Чеа, Британская Колумбия; Тернер, MR; Эйзен, А; Хардиман, О; Баррелл-младший; Зоинг, MC (12 марта 2011 г.). «Боковой амиотрофический склероз». Ланцет . 377 (9769): 942–55. дои : 10.1016/s0140-6736(10)61156-7 . ПМИД 21296405 . S2CID 14354178 .
- ^ Белай, Эрмиас Д.; Шенбергер, Лоуренс Б. (1 декабря 2002 г.). «Вариант болезни Крейцфельдта-Якоба и губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота». Клиники лабораторной медицины . 22 (4): 849–862, v–vi. дои : 10.1016/s0272-2712(02)00024-0 . ISSN 0272-2712 . ПМИД 12489284 .
- ^ Сноуден Дж.С., Нири Д., Манн Д.М.; Нири; Манн (февраль 2002 г.). «Лобно-височная деменция» . Br J Психиатрия . 180 (2): 140–3. дои : 10.1192/bjp.180.2.140 . ПМИД 11823324 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Диксон, Деннис; Веллер, Рой О. (2011). Нейродегенерация: молекулярная патология деменции и двигательных расстройств (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. п. 224. ИСБН 9781444341232 .
- ^ «Информационная страница о кортикобазальной дегенерации: Национальный институт неврологических расстройств и инсульта (NINDS)» . Архивировано из оригинала 23 марта 2009 г. Проверено 20 марта 2009 г.
- ^ Гедерт, М.; Спиллантини, МГ; Кроутер, РА (1 июля 1991 г.). «Тау-белки и нейрофибриллярная дегенерация» . Патология головного мозга (Цюрих, Швейцария) . 1 (4): 279–286. дои : 10.1111/j.1750-3639.1991.tb00671.x . ISSN 1015-6305 . ПМИД 1669718 . S2CID 33331924 .
- ^ Харди Дж., Олсоп Д. (октябрь 1991 г.). «Отложение амилоида как центральное событие в этиологии болезни Альцгеймера». Тенденции в фармакологических науках . 12 (10): 383–88. дои : 10.1016/0165-6147(91)90609-В . ПМИД 1763432 .
{{cite journal}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка ) - ^ Гальперн, Венди Р.; Ланг, Энтони Э. (1 марта 2006 г.). «Взаимодействие между тауопатиями и синуклеинопатиями: история двух белков». Анналы неврологии . 59 (3): 449–458. дои : 10.1002/ana.20819 . ISSN 0364-5134 . ПМИД 16489609 . S2CID 19395939 .
- ^ Ковальчук А, Колб Б (июль 2017 г.). «Химио-мозг: от понимания механизмов к устранению мозгового тумана — связь со старением» . Клеточный цикл . 16 (14): 1345–1349. дои : 10.1080/15384101.2017.1334022 . ПМК 5539816 . ПМИД 28657421 .
- ^ Барранко Кинтана, JL; Аллам, МФ; Дель Кастильо, AS; Навахас, РФ (февраль 2009 г.). «Болезнь Паркинсона и чай: количественный обзор». Журнал Американского колледжа питания . 28 (1): 1–6. дои : 10.1080/07315724.2009.10719754 . ПМИД 19571153 . S2CID 26605333 .
- ^ Сантос С, Коста Дж, Сантос Дж, Ваз-Карнейро А, Люнет Н (2010). «Потребление кофеина и деменция: систематический обзор и метаанализ» . Дж. Альцгеймерс Дис . 20 (Приложение 1): S187–204. дои : 10.3233/JAD-2010-091387 . ПМИД 20182026 .
- ^ Маркес С., Баталья В.Л., Лопес Л.В., Оутейру Т.Ф. (2011). «Модуляция болезни Альцгеймера с помощью кофеина: предполагаемая связь с эпигенетикой». Дж. Альцгеймерс Дис . 24 (2): 161–71. дои : 10.3233/JAD-2011-110032 . ПМИД 21427489 .
- ^ Арендаш Г.В., Цао С (2010). «Кофеин и кофе как лекарственные средства против болезни Альцгеймера» . Дж. Альцгеймерс Дис . 20 (Приложение 1): S117–26. дои : 10.3233/JAD-2010-091249 . ПМИД 20182037 .
- ^ Лурида, Илианна; Позор, Майя; Томпсон-Кун, Джоанна; Пурандаре, Нитин; Ланг, Иэн А.; Укумунне, Обиоха К.; Ллевеллин, Дэвид Дж. (июль 2013 г.). «Средиземноморская диета, когнитивные функции и деменция» . Эпидемиология . 24 (4): 479–489. дои : 10.1097/EDE.0b013e3182944410 . ПМИД 23680940 . S2CID 19602773 .
- ^ Андраде, Читтаранджан; Радхакришнан, Раджив (1 января 2009 г.). «Профилактика и лечение снижения когнитивных функций и деменции: обзор недавних исследований экспериментальных методов лечения» . Индийский журнал психиатрии . 51 (1): 12–25. дои : 10.4103/0019-5545.44900 . ISSN 0019-5545 . ПМК 2738400 . ПМИД 19742190 .
- ^ Фарина Н., Растед Дж., Табет Н. (январь 2014 г.). «Влияние физических упражнений на когнитивные результаты при болезни Альцгеймера: систематический обзор». Международный психогериатр . 26 (1): 9–18. дои : 10.1017/S1041610213001385 . ПМИД 23962667 . S2CID 24936334 .
- ^ Рао А.К., Чоу А., Берсли Б., Смуловски Дж., Джезекель Дж. (январь 2014 г.). «Систематический обзор влияния физических упражнений на повседневную жизнь людей с болезнью Альцгеймера» . Am J Occup Ther . 68 (1): 50–56. дои : 10.5014/ajot.2014.009035 . ПМК 5360200 . ПМИД 24367955 .
- ^ Маттсон, член парламента (2014). «Вмешательства, улучшающие биоэнергетику тела и мозга для снижения риска и терапии болезни Паркинсона» . Дж. Паркинсонс Дис . 4 (1): 1–13. дои : 10.3233/JPD-130335 . ПМИД 24473219 .
- ^ Гразина Р., Массано Дж. (2013). «Физические упражнения и болезнь Паркинсона: влияние на симптомы, течение заболевания и профилактика». Преподобный Нейроски . 24 (2): 139–152. дои : 10.1515/revneuro-2012-0087 . ПМИД 23492553 . S2CID 33890283 .
- ^ ван дер Колк, Н.М., Кинг Лос-Анджелес (сентябрь 2013 г.). «Влияние физических упражнений на подвижность у людей с болезнью Паркинсона». Мов. Разлад . 28 (11): 1587–1596. дои : 10.1002/mds.25658 . ПМИД 24132847 . S2CID 22822120 .
- ^ Томлинсон К.Л., Патель С., Мик С., Херд С.П., Кларк С.Э., Стоу Р., Шах Л., Сакли С.М., Дин К.Х., Уитли К., Айвз Н. (сентябрь 2013 г.). «Физиотерапия против плацебо или отсутствие вмешательства при болезни Паркинсона» . Cochrane Database Syst Rev. 9 (9): CD002817. дои : 10.1002/14651858.CD002817.pub4 . ПМК 7120224 . ПМИД 24018704 .