<<
>>

Распределение металлов в центральной нервной системе

Информация о содержании МЭ в различных отделах нервной системы важна для разработки новых подходов к фармакотерапии неврологической патологии (Кириенко, 1966; Bradbury, 1997; Crawford, 1996; Takeda, 1998, 2004).

Возрастная динамика концентрации МЭ в ЦНС связана с особеннос­тями обменных процессов, свойственных определенному периоду жизни и, в первую очередь, с изменением интенсивности окислительных процессов (Райцес, 1981).

Показано, что содержание меди, цинка, кремния, марганца, алюминия в сером и белом веществе головного мозга повышается к моменту рожде­ния. У новорожденных наибольшее количество таких МЭ, как медь, титан, алюминий, кремний, содержится в зрительных буграх и продолговатом мозге (Рис. 2). В зрелом возрасте некоторые МЭ, особенно медь и титан, концентрируются в коре полушарий большого мозга. В старости отмечены обратные соотношения (Круглик, 1977; Дельва, 1968).

Распределение металлов в разных структурах ЦНС неодинаково (Рай­цес, 1981; Saito, 1991, Громова с соавт., 2003, Kudrin с соавт., 2004, Рис.

2). Ряд ученых считает, что содержание металлов выше в участках мозга с наиболее интенсивной деятельностью (Жуковская, 1983). Головной мозг, и особенно кора больших полушарий, лидирует в организме человека по содержанию большинства элементов (Авцын с соавт. 1991, Громова с со­авт. 2003). Раздельное изучение серого и белого вещества головного моз­га позволило установить, что в коре и подкорковых ядрах избирательно накапливаются Mg, Cu, Co, Cr, Ti, Mn, Mo, V, Zn в связанном с лигандами состоянии.

Сравнительно мало в коре головного мозга Si и Al (Goyer, 1995). В хвос­татом теле и скорлупе отмечается высокое содержание Cr и Cu, в красном ядре — висмута (Bi), в черном веществе — никеля (Ni), Fe, Si; в зритель­ном бугре много титана (Ti), V и Mn. В мозжечке высокая концентрация Cu и

алюминия (А1).

Большое количество меди находится в подкорковых образо­ваниях мозга, преимущественно связанных с осуществлением двигатель­ных функций (скорлупа, хвостатое ядро, черная субстанция). Неравномер­ная концентрация меди в отдельных структурах мозга, очевидно, отражает особенности распределения медь-содержащих ферментов - тирозиназы и дофамин-р-гидроксилазы, содержание которых наиболее высоко в обра­зованиях экстрапирамидной системы.

Ре.ТІУ.Мп Мозолистое тело

Зрительный бугор (таламус)

Шишковидное тело (гипофиз)

Продолговатый мозг. Ре, Си. Мп. Мо. Со, М. РЬ, Ад. Т|

Рис. 2. Металлы в различных отделах головного мозга

Среди образований ствола мозга наиболее высокой концентрацией Fe, Си, Мп, Мо, Со, №, РЬ, Ад, Т отличается продолговатый мозг (Авцын с соавт., 1991; Goyer с соавт., 1995). Возможно, это связано с деятельнос­тью ретикулярной формации ствола мозга, с ее большой биохимической активностью и высоким энергетическим потенциалом. Ножки мозга содер­жат меньше Мп, Д серебра (Ад), чем другие образования ствола мозга. Вместе с тем в них обнаружено большое количество Си. В белом веществе мозжечка отмечена высокая концентрация Си, Мп, Т и Ад. Оболочки голо­вного мозга и его сосудистые сплетения характеризуются исключительно высоким содержанием кремния и алюминия (Райцес, 1981).

Из эссенциальных МЭ особенно неравномерно распределяется в моз­ге Fe (Носк с соавт., 1975). Бледный шар и черная субстанция характеризу­ются максимальной концентрацией Fe, превышающей 20 мг на 100 г сырой ткани мозга.

Высокое содержание Fe обнаружено в красном и хвостатом ядрах, скорлупе, таламусе и гипоталамусе. Ниже концентрация Fe в коре,

мозжечке, мамиллярных телах и в сером веществе. Минимальное содер­жание Fe в спинальных и симпатических ганглиях, в продолговатом мозге (Райцес, 1981).

Концентрация Zn в веществе мозга превышает концентрацию других двухвалентных металлов, составляя 10 мкг на 1 г сырой ткани мозга. Среди мозговых структур максимальными концентрациями цинка характеризует­ся гиппокамп и передняя доля гипофиза (Demmel с соавт., 1980).

Содержание металлов в отдельных структурах мозга асимметрично. Так, левое полушарие головного мозга содержит больше таких МЭ, как Fe, Cu, Mn, чем правое (Goyer с соавт., 1995). Прежде всего, это касается ци­тоархитектонических полей, входящих в состав слухового, зрительного и кожного анализаторов. «Биохимическая асимметрия» мозга, в т.ч. распре­деление МЭ, предположительно связана с асимметрией функционально­го назначения больших полушарий. Пока не установлены межполушарные различия в содержании Со, Rb, Se, Zn, Cr, Ag и Cs.

При изучении внутриклеточного распределения элементов в нейронах головного мозга Curtis (1995) установил, что наибольшее количество ме­таллов локализуется в митохондриях (до 30%), ядрах (до 10%) и микросо- мах (до 6%). Тяжелые металлы преимущественно накапливаются в ядрах нервных клеток, значительно превышая их концентрацию в крови (Goyer с соавт., 1995).

Концентрация Cu в мозге выше у плода и новорожденного, чем у взрослых, что обусловлено важной ролью Cu в синтезе фосфолипидов (Lajath 1985; Linder, 1991). Количество Fe увеличивается с возрастом во всех участках мозга (кроме продолговатого мозга) (Anthony с соавт., 1995). Особенно интенсивно накапливается Fe до 20 лет. С помощью эмиссион­ного спектрального анализа установлено, что содержание Cu, Mn, Ti, Al, Si и Zn в сером и белом веществе мозга повышается к моменту рождения. Недостаточность Zn в критические периоды развития мозга (на 8-12 не­делях и в последнем триместре беременности) приводит к уменьшению объема мозга, а также общего числа нервных клеток, в которых изменяется ядерно-цитоплазматическое соотношение цинка, что указывает на угнете­ние клеточного деления в период формирования крупных нейронов (Goyer с соавт., 1995).

Как было показано в работах Elinder (1994), в процессе онтогенеза осу­ществляется активное перераспределение катионов металлов в структурах мозга. У новорожденных наиболее высокая концентрация металлов наблю­дается в продолговатом мозге и таламусе. По мере усложнения цитоархи­тектоники мозга происходит относительное перемещение МЭ в высшие отделы - в кору.

При изучении срезов мозга пациентов, умерших от нейродегенератив­ных заболеваний, было показано, что при болезни Альцгеймера нейротоксич­ные микроэлементы Al, Fe, Sn накапливаются в коре, а при болезни Паркин­сона — в подкорковых ядрах и в мозжечке (Loeffer, 1995). Post mortem иссле­дования мозга детей, страдавших тяжелой формой детского церебрального паралича и умерших от пневмонии, выявили увеличение в мозге (особенно в затылочной доле, мозжечке и зрительном бугре) содержания Cu, Co и Ni и снижение их концентрации во внутренних органах (Жуковская, 1983).

Г

В эксперименте на мышах Vassin (2000), избыточные дозы витамина В12, (примечание: содержит 4% масс. Со) приводили не только к накопле­нию Со, но перераспределению других металлов в мозговой ткани, что под­тверждает принцип взаимосвязи МЭ.

Общей чертой в нарушении металло-лигандного гомеостаза и топог­рафии МЭ при различной патологии ЦНС и при старении является «возвра­щение» к эмбриональному распределению МЭ с большим, чем в норме, накоплением металлов в подкорковых структурах и уменьшение пула внут­риклеточных МЭ (Райцес 1981; Goyer с соавт., 1995).

Деформации металло-лигандного гомеостаза и нарушения топогра­фии металлов в ЦНС у детей начинают формироваться уже в перинаталь­ном периоде (Вельтищев с соавт., 1989, Авдеенко, 1998, Бурцев, 1999, Ан­дреев, 2000, Громова, 2001, Федорова, 2002, Федотова, 2003, Лиманова, 2004, Федосеенко, 2005). Работы по изучению распределения металлов в ЦНС проводились, в основном, на патологоанатомическом материале. В настоящее время начаты более своевременные клинические работы по изучению роли дисбаланса МаЭ и МЭ у живых пациентов с различной не­врологической патологией.

<< | >>
Источник: Торшин И. Ю., Громова О. А.. Экспертный анализ данных в молекулярной фармаколо- Т61 гии. - М.: МЦНМО, 2012- 747 с.. 2012

Еще по теме Распределение металлов в центральной нервной системе:

  1. РЕФЕРАТ. АНАТОМИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ 2000, АНАТОМИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
  2. ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
  3. ДЕМИЕЛИНИЗИРУЮЩИЕ БОЛЕЗНИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (G35- G37)
  4. Анатомия центральной нервной системы
  5. ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (A80-A89)
  6. БАРЬЕРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
  7. ВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ БОЛЕЗНИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (G00-G09)
  8. 2.4.2. Соотношение признаков незрелости и поврежденности центральной нервной системы
  9. Показатели текущего и срочного функционального состояния центральной нервной системы
  10. ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ ГЛАЗА, ГОЛОВНОГО МОЗГА И ДРУГИХ ОТДЕЛОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (C69-C72)
  11. V. Лучевая диагностика поражения центральной нервной системы при болезни Ходжкина
  12. ОБУЧЕНИЕ РОДИТЕЛЕЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИМ ТЕХНОЛОГИЯМ ВОСПИТАНИЯ РЕБЕНКА РАННЕГО ВОЗРАСТА С ОРГАНИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЕМ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
  13. РЕФЕРАТ. Анатомия центральной нервной системы0000, 0000
  14. Тестовые задания к главе «Нервная система и нервно-психическое развитие»
  15. Нервная система и нервно-психическое развитие
  16. СИСТЕМНЫЕ АТРОФИИ, ПОРАЖАЮЩИЕ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ЦЕНТРАЛЬНУЮ НЕРВНУЮ СИСТЕМУ (G10-G13)
  17. 21.Медиаторы центральной системы
  18. Центральна нервова система
  19. Глава З НЕРВНАЯ СИСТЕМА
  20. Г л а в а IX АЛЛЕРГИЯ И НЕРВНАЯ СИСТЕМА