Гематоэнцефалический барьер на страже молодости головного мозга (лекция)
https://doi.org/10.24884/1682-6655-2024-23-2-84-90
Аннотация
Проблема поддержания здоровья на должном уровне пациентов пожилого и старческого возраста год от года становится все более актуальной. Эта актуальность совершенно понятна, так как детальное изучение этой темы позволит улучшить качество жизни у преимущественно уязвимой категории граждан. Общеизвестно, что старение – это физиологический процесс, который затрагивает все без исключения органы и системы организма. Однако, на наш взгляд, наиболее значима проблема возрастных изменений в головном мозге, поскольку ничто так сильно не снижает качество жизни пациентов старших возрастных групп, как нарушения функционирования структур центральной нервной системы (ЦНС). В статье представлен обзор литературы, в котором освещены современные представления о гематоэнцефалическом барьере (ГЭБ) и его влиянии на возраст-ассоциированные изменения в нервной ткани.
Об авторах
А. А. Баландин
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Пермский государственный медицинский университет имени академика Е. А. Вагнера» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Баландин Анатолий Александрович – канд. мед. наук, доцент кафедры нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии
614990, Пермь, ул. Петропавловская, д. 26
Г. С. Тимганова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Пермский государственный медицинский университет имени академика Е. А. Вагнера» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Тимганова Гузель Салаватовна – методист кафедры нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии
614990, Пермь, ул. Петропавловская, д. 26
И. А. Баландина
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Пермский государственный медицинский университет имени академика Е. А. Вагнера» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Баландина Ирина Анатольевна – д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии
614990, Пермь, ул. Петропавловская, д. 26
Список литературы
1. Пальцев М. Персонифицированная медицина // Наука в России. – 2011. – № 1. – С. 12–17.
2. Coste J, Valderas JM, Carcaillon-Bentata L. The epidemiology of multimorbidity in France: Variations by gender, age and socioeconomic factors, and implications for surveillance and prevention // PLoS One. 2022;17(4):e0265842. Doi: 10.1371/journal.pone.0265842.
3. Flatt T, Partridge L. Horizons in the evolution of aging. BMC Biol. 2018;16(1):93. Doi: 10.1186/s12915-018-0562-z.
4. Cecchin E, Stocco G. Pharmacogenomics and Personalized Medicine. Genes. 2020;11(6):679. Doi: 10.3390/genes11060679.
5. Ломова И.П., Кожевникова В.В., Левашкина И.М. и др. Ранние маркеры и предикторы цереброваскулярных заболеваний в группе сотрудников МЧС России молодого и среднего возраста // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2021. – Т. 20. – № 2. – С. 27–36. Doi: 10.24884/1682-6655-2021-20-2-27-36.
6. Баландин А.А., Баландина И.А., Панкратов М.К. Эффективность лечения пациентов пожилого возраста с черепно-мозговой травмой, осложненной субдуральной гематомой // Успехи геронтол. – 2021. – Т. 34, № 3. – С. 461–465. Doi: 10.34922/AE.2021.34.3.017
7. Бессонов И.С., Кузнецов В.А., Горбатенко Е.А. и др. Результаты чрескожных коронарных вмешательств у пациентов с острым инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST в различных возрастных группах // Сиб. науч. мед. журн. – 2021. – Т. 41, № 2. – С. 56–65. Doi: 10.18699/SSMJ20210208
8. Друзь В.Ф., Олейникова И.Н., Будза В.Г. и др. Гендерные особенности одиноко проживающих психически больных позднего возраста и их связь с клиническими факторами // Оренбургский мед. вестн. – 2019. – № 1. – С. 29–33.
9. Meyer AC, Drefahl S, Ahlbom A, Lambe M, Modig K. Trends in life expectancy: did the gap between the healthy and the ill widen or close? BMC Med. 2020;18(1):41. Doi: 10.1186/s12916-020-01514-z.
10. Phillips KU. Achieving Healthy NC 2030 Goals: Life Expectancy. N C Med J. 2022;83(5):357-360. Doi: 10.18043/ncm.83.5.357.
11. Farina MP. Trends in Life Expectancy: Learning From International Comparisons. Am J Public Health. 2023; 113(9):954-955. Doi: 10.2105/AJPH.2023.307365.
12. Boskey AL, Coleman R. Aging and Bone. JDR. 2010; 89(12):1333-1348. Doi: 10.1177/0022034510377791.
13. Баландина И.А., Некрасова А.М., Баландин А.А. Морфологические различия ампулы маточной трубы в молодом и старческом возрасте // Успехи геронтол. – 2021. – Т. 34, № 6. – С. 857–862.
14. Wu R, Delahunt E, Ditroilo M, Lowery M, De Vito G. Effects of age and sex on neuromuscular-mechanical determinants of muscle strength. Age (Dordr). 2016;38(3):57. Doi: 10.1007/s11357-016-9921-2.
15. Gazibara T, Kurtagic I, Kisic-Tepavcevic D, Nurkovic S, Kovacevic N, Gazibara T, Pekmezovic T. Falls, risk factors and fear of falling among persons older than 65 years of age. Psychogeriatrics. 2017;17(4):215-223. Doi: 10.1111/psyg.12217.
16. Характеристика постурально-моторного контроля у женщин пожилого возраста с синдромом падений / Дёмин А.В., Мороз Т.П., Грибанов А.В., Торшин В.И. // Экология человека. – 2016. – № 5. – С. 30–35.
17. Кохан Е.Н., Черняк А.В., Резниченко Е.К. Инсомния у пожилых и пути ее коррекции // Молодежный инновац. вестн. – 2015. – Т. 4, № 1. – С. 208–209.
18. Полуэктов М.Г., Ляшенко Е.А. Возможности коррекции инсомнии у пожилых пациентов // Эффективная фармакотер. – 2014. – № 22. – С. 44–49.
19. Резникова Т.Н., Селиверстова Н.А., Чихачев И.В. Эмоциональные риски у пожилых лиц с умеренными когнитивными нарушениями // Психич. здоровье. – 2022. – Т. 17, № 9. – С. 20–28. Doi: 10.25557/2074-014X.2022.09.20-28.
20. Ганин Д.В., Карасёва Т.В. Взаимосвязь эмоциональных и когнитивных нарушений у лиц пожилого возраста // Науч. мнение. – 2021. – № 11. – С. 21–24. Doi: 10.25807/22224378_2021_11_21.
21. Mustafa Khalid N, Haron H, Shahar S, Fenech M. Current Evidence on the Association of Micronutrient Malnutrition with Mild Cognitive Impairment, Frailty, and Cognitive Frailty among Older Adults: A Scoping Review. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(23):15722. Doi: 10.3390/ijerph192315722.
22. Profaci CP, Munji RN, Pulido RS, Daneman R. The blood-brain barrier in health and disease: Important unanswered questions. J Exp Med. 2020;217(4):e20190062. Doi: 10.1084/jem.20190062.
23. Kadry H, Noorani B, Cucullo L. A blood-brain barrier overview on structure, function, impairment, and biomarkers of integrity. Fluids Barriers CNS. 2020;17(1):69. Doi: 10.1186/s12987-020-00230-3.
24. Daneman R, Prat A. The blood-brain barrier. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2015;7(1):a020412. Doi: 10.1101/cshperspect.a020412.
25. Zlokovic BV. The blood-brain barrier in health and chronic neurodegenerative disorders. Neuron. 2008;57(2):178- 201. Doi: 10.1016/j.neuron.2008.01.003.
26. Баландин А.А., Железнов Л.М., Баландина И.А. Сравнительная иммуногистохимическая характеристика глиоархитектоники таламуса человека молодого и старческого возраста // Журн. анат. и гистопатол. – 2021. – Т. 10, № 4. – С. 14–18. Doi: 10.18499/2225-7357-2021-10-4-14-18.
27. Liu B, Teschemacher AG, Kasparov S. Neuroprotective Potential of Astroglia. J Neurosci Res. 2017;95(11):2126- 2139. Doi: 10.1002/jnr.24140.
28. Pardridge WM. Drug transport across the blood-brain barrier. J Cereb Blood Flow Metab. 2012;32(11):1959-1972. Doi: 10.1038/jcbfm.2012.126.
29. Лебедев В.В. Гематоэнцефалический барьер в практической нейрохирургии // Нейрохирургия. – 2006. – № 2. – С. 6–11.
30. Xu L, Nirwane A, Yao Y. Basement membrane and blood-brain barrier. Stroke Vasc Neurol. 2018;4(2):78-82. Doi: 10.1136/svn-2018-000198.
31. Блинов Д.В. Современные представления о роли нарушения резистентности гематоэнцефалического барьера в патогенезе заболеваний ЦНС. Часть 2: функции и механизмы повреждения гематоэнцефалического барьера // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. – 2014. – Т. 6, № 1. – С. 70–84.
32. Langen UH, Ayloo S, Gu C. Development and Cell Biology of the Blood-Brain Barrier. Annu Rev Cell Dev Biol. 2019;35:591- 613. Doi: 10.1146/annurev-cellbio-100617-062608.
33. Sweeney MD, Zhao Z, Montagne A, Nelson AR, Zlokovic BV. Blood-brain barrier: from physiology to disease and back. Physiological Rev. 2019;99(1):21-78. Doi: 10.1152/physrev.00050.2017.
34. Jones AR, Shusta EV. Blood-brain barrier transport of therapeutics via receptor-mediation. Pharm Res. 2007; 24(9):1759-1771. Doi: 10.1007/s11095-007-9379-0.
35. Goulatis LI, Shusta EV. Protein engineering approaches for regulating blood-brain barrier transcytosis. Curr Opin Struct Biol. 2017;45:109-115. Doi: 10.1016/j.sbi.2016.12.005.
36. Knox EG, Aburto MR, Clarke G, Cryan JF, O’Driscoll CM. The blood-brain barrier in aging and neurodegen tion. Mol Psychiatry. 2022;27(6):2659-2673. Doi: 10.1038/s41380-022-01511-z.
37. Kadry H, Noorani B, Cucullo L. A blood-brain barrier overview on structure, function, impairment, and biomarkers of integrity. Fluids Barriers CNS. 2020;17(1):69. Doi: 10.1186/s12987-020-00230-3.
38. Lochhead JJ, Yang J, Ronaldson PT, Davis TP. Structure, function, and regulation of the blood-brain barrier tight junction in central nervous system disorders. Front Physiol. 2020;11:914. Doi: 10.3389/fphys.2020.00914.
39. Fan H, Cai Q, Qin Z. Measurement and Modeling of Transport Across the Blood-Brain Barrier. J Biomech Eng. 2023;145(8):080802. Doi: 10.1115/1.4062737.
40. Vatine GD, Al-Ahmad A, Barriga BK, Svendsen S, Salim A, Garcia L, Garcia VJ, Ho R, Yucer N, Qian T, Lim RG, Wu J, Thompson LM, Spivia WR, Chen Z, Van Eyk J, Palecek SP, Refetoff S, Shusta EV, Svendsen CN. Modeling Psychomotor Retardation using iPSCs from MCT8-Deficient Patients Indicates a Prominent Role for the Blood-Brain Barrier. Cell Stem Cell. 2017;20(6):831-843.e5. Doi: 10.1016/j.stem.2017.04.002.
41. De Vivo DC, Trifiletti RR, Jacobson RI, Ronen GM, Behmand RA, Harik SI. Defective glucose transport across the blood-brain barrier as a cause of persistent hypoglycorrhachia, seizures, and developmental delay. N Engl J Med. 1991;325(10):703-709. Doi: 10.1056/NEJM199109053251006.
42. Gingrich MB, Traynelis SF. Serine proteases and brain damage – is there a link? Trends Neurosci. 2000;23(9):399- 407. Doi: 10.1016/S0166-2236(00)01617-9.
43. Адаптация к периодической гипоксии предупреждает снижение плотности сосудистой сети мозга крыс при экспериментальной болезни Альцгеймера / Горячева А.В., Барсков И.В., Дауни Г.Ф., Манухина Е.Б. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2021. – Т. 20, № 2. – С. 59–64. Doi: 10.24884/1682-6655-2021-20-2-59-64
44. Попова П.И., Головкин А.С., Кудрявцев И.В. и др. Маркеры дисфункции эндотелия у пожилых пациентов с нарушениями мозгового кровообращения. Рецепторы и внутриклеточная сигнализация : cб. статей. Том 1. – Пущино: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук». – 2021. – С. 116–122.
45. Choi JH, Santhosh M, Choi JW. In Vitro Blood-Brain Barrier-Integrated Neurological Disorder Models Using a Microfluidic Device. Micromachines (Basel). 2019;11(1):21. Doi: 10.3390/mi11010021.
46. Li W, Cao F, Takase H, Arai K, Lo EH, Lok J. BloodBrain Barrier Mechanisms in Stroke and Trauma. Handb Exp Pharmacol. 2022;273:267-293. Doi: 10.1007/164_2020_426.
47. Bauer M, Wulkersdorfer B, Karch R, Philippe C, Jäger W, Stanek J, Wadsak W, Hacker M, Zeitlinger M, Langer O. Effect of P-glycoprotein inhibition at the blood-brain barrier on brain distribution of (R)-[11 C]verapamil in elderly vs. young subjects. Br J Clin Pharmacol. 2017;83(9):1991-1999. Doi: 10.1111/bcp.13301.
48. Ананьева Н.И., Лукина Л.В., Андреев Е.В. и др. Гендерные различия объема структур головного мозга в аспекте физиологического старения // Успехи геронтол. – 2021. – Т. 34. – № 3. – С. 352–359. Doi: 10.34922/AE.2021.34.3.003.
49. Баландин А.А., Баландина И.А., Железнов Л.М. Анатомические характеристики таламусов человека по данным магнитно-резонансной томографии в первом и втором периодах зрелого возраста // Операт. хир. и клин. анат. – 2021. – Т. 5. – № 3. – С. 5–9. Doi: 10.17116/operhirurg202150315
50. Баландин А.А., Баландина И.А., Юрушбаева Г.С. Возрастная динамика параметров объема ствола мозга у женщин // Наука и инновации в мед. – 2023. – Т. 8, № 2. – С. 83–86. Doi: 10.35693/2500-1388-2023-8-2-83-86.
51. Arda KN, Akay S. The Relationship between Corpus Callosum Morphometric Measurements and Age/Gender Characteristics: A Comprehensive MR Imaging Study. J Clin Imaging Sci. 2019;9:33. Doi: 10.25259/JCIS-13-2019.
52. Allouh MZ, Al Barbarawi MM, Ali HA, Mustafa AG, Alomari SO. Morphometric Analysis of the Corpus Callosum According to Age and Sex in Middle Eastern Arabs: Racial Comparisons and Clinical Correlations to Autism Spectrum Disorder. Front. Syst Neurosci. 2020;14:30. Doi: 10.3389/fnsys.2020.00030.
53. Сычев Д.А., Остроумова О.Д., Переверзев А.П. и др. Пожилой и старческий возраст пациентов как фактор риска развития лекарственно-индуцированных заболеваний // Безопасность и риск фармакотер. – 2021. – Т. 9, № 1. – С. 15–24.
54. Corrada M, Brookmeyer R, Berlau D, Paganini-Hill A, Kawas C. Prevalence of dementia after age 90: results from the 90+ study. Neurology. 2008;71(5):337-343. Doi: 10.1212/01. wnl.0000310773.65918.cd.
55. Dhingra R, Vasan RS. Age as a risk factor. Med Clin North Am. 2012;96(1):87-91. Doi: 10.1016/j.mcna.2011.11.003.
56. Власова Т.И., Петрищев Н.Н., Власов Т.Д. Эндотелий и старение: механизмы формирования сенесцентного фенотипа эндотелиальных клеток // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2023. – Т. 22, № 3. – С. 19– 33. Doi: 10.24884/1682-6655-2023-22-3-19-33
57. Liebner S, Dijkhuizen RM, Reiss Y, Plate KH, Agalliu D, Constantin G. Functional morphology of the blood-brain barrier in health and disease. Acta Neuropathol. 2018;135(3):311- 336. Doi: 10.1007/s00401-018-1815-1.
58. Segarra M, Aburto MR, Acker-Palmer A. Blood-Brain Barrier Dynamics to Maintain Brain Homeostasis. Trends Neurosci. 2021;44(5):393-405. Doi: 10.1016/j.tins.2020.12.002.
59. Ungvari Z, Kaley G, de Cabo R, Sonntag WE, Csiszar A. Mechanisms of vascular aging: new perspectives. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2010;65(10):1028-1041. Doi: 10.1093/gerona/glq113.
60. Ohene Y, Harrison IF, Evans PG, Thomas DL, Lythgoe MF, Wells JA. Increased blood-brain barrier permeability to water in the aging brain detected using noninvasive multiTE ASL MRI. Magn Reson Med. 2021;85(1):326-333. Doi: 10.1002/mrm.28496.
61. Jiang X, Andjelkovic AV, Zhu L, Yang T, Bennett MVL, Chen J, Keep RF, Shi Y. Blood-brain barrier dysfunction and recovery after ischemic stroke. Prog Neurobiol. 2018;163-164: 144-171. Doi: 10.1016/j.pneurobio.2017.10.001.
62. Erickson MA, Banks WA. Age-associated changes in the immune system and blood-brain barrier functions. Int J Mol Sci. 2019;20(7):1632. Doi: 10.3390/ijms20071632.
63. Yang AC, Stevens MY, Chen MB, Lee DP, Stähli D, Gate D, Contrepois K, Chen W, Iram T, Zhang L, Vest RT, Chaney A, Lehallier B, Olsson N, du Bois H, Hsieh R, Cropper HC, Berdnik D, Li L, Wang EY, Traber GM, Bertozzi CR, Luo J, Snyder MP, Elias JE, Quake SR, James ML, Wyss-Coray T. Physiological blood–brain transport is impaired with age by a shift in transcytosis. Nature. 2020;583(7816):425-430. Doi: 10.1038/s41586-020-2453-z.
64. Bachschmid MM, Schildknecht S, Matsui R, Zee R, Haeussler D, Cohen RA, Pimental D, Loo Bv. Vascular aging: chronic oxidative stress and impairment of redox signalingconsequences for vascular homeostasis and disease. Ann Med. 2013;45(1):17-36. Doi: 10.3109/07853890.2011.645498.
65. Galley JC, Straub AC. Redox Control of Vascular Function. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2017;37(12):e178-e184. Doi: 10.1161/ATVBAHA.117.309945.
66. Sikora E, Bielak-Zmijewska A, Dudkowska M, Krzystyniak A, Mosieniak G, Wesierska M, Wlodarczyk J. Cellular Senescence in Brain Aging. Front Aging Neurosci. 2021; 13:646924. Doi: 10.3389/fnagi.2021.646924.
67. Ham PB 3rd, Raju R. Mitochondrial function in hypoxic ischemic injury and influence of aging. Prog Neurobiol. 2017;157:92-116. Doi: 10.1016/j.pneurobio.2016.06.006.
68. Salmina AB, Kharitonova EV, Gorina YV, Teplyashina EA, Malinovskaya NA, Khilazheva ED, Mosyagina AI, Morgun AV, Shuvaev AN, Salmin VV, Lopatina OL, Komleva YK. Blood-Brain Barrier and Neurovascular Unit In Vitro Models for Studying Mitochondria-Driven Molecular Mechanisms of Neurodegeneration. Int J Mol Sci. 2021;22(9):4661. Doi: 10.3390/ijms22094661.
69. Егорова А.В., Баранич Т.И., Брыдун А.В. и др. Морфологические и гистофизиологические особенности эндотелия капилляров головного мозга // Росс. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. – 2022. – Т. 108, № 5. – С. 562–578. Doi: 10.31857/S086981392205003X
70. Rossman MJ, Gioscia-Ryan RA, Clayton ZS, Murphy MP, Seals DR. Targeting mitochondrial fitness as a strategy for healthy vascular aging. Clin Sci (Lond). 2020; 134(12):1491-1519. Doi: 10.1042/CS20190559.
71. Ungvari Z, Sonntag WE, Csiszar A. Mitochondria and aging in the vascular system. J Mol Med (Berl). 2010; 88(10):1021-1027. Doi: 10.1007/s00109-010-0667-5.
72. Лугин И.А., Игнатенко В.В., Прокофьева К.С. Современные представления о липофусцине как о биомаркере старения // Синергия Наук. – 2017. – № 18. – С. 1147–1156.
73. König J, Ott C, Hugo M, Jung T, Bulteau AL, Grune T, Höhn A. Mitochondrial contribution to lipofuscin formation. Redox Biol. 2017;11:673-681. Doi: 10.1016/j.redox.2017.01.017.
74. Moreno-García A, Kun A, Calero O, Medina M, Calero M. An Overview of the Role of Lipofuscin in Age-Related Neurodegeneration. Front Neurosci. 2018;12:464. Doi: 10.3389/fnins.2018.00464.
75. Ефимов А.А., Маслякова Г.Н. О роли липофусцина в инволютивных и патологических процессах // Саратовский науч.-мед. журн. – 2009. – Т. 5, № 1. – С. 111–115.
76. Höhn A, Grune T. Lipofuscin: formation, effects and role of macroautophagy. Redox Biol. 2013;19;1(1):140-144. Doi: 10.1016/j.redox.2013.01.006.
Рецензия
Для цитирования:
Баландин А.А., Тимганова Г.С., Баландина И.А. Гематоэнцефалический барьер на страже молодости головного мозга (лекция). Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2024;23(2):90-96. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2024-23-2-84-90
For citation:
Balandin A.A., Timganova G.S., Balandina I.A. Blood-brain barrier as guardian of brain youth (lecture). Regional blood circulation and microcirculation. 2024;23(2):90-96. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1682-6655-2024-23-2-84-90
Просмотров:
829
Послать статью по эл. почте 
