It is generally accepted that advanced age is the main risk factor for the development and progression of Parkinson's disease (PD). However, data that experimentally confirm the dependence on the age of the rate of neurodegeneration progression and the activity of compensatory processes in the nigrostriatal system in the development of PD are absent in the modern literature. The present study uses a model of neurodegeneration of the nigrostriatal system in rats of different age groups, created by the microinjections of the proteasome inhibitor lactacystin (LC) into the substantia nigra pars compacta (SNpc). The model reproduces the main pathomorphological signs of PD with great reliability. It is shown for the first time that LC administration to old rats, in comparison with young and middle-aged, causes more pronounced neurodegenerative changes in the nigrostriatal system, associated with impairments of fine motor function, a decrease in the growth of the stress-inducible heat shock protein Hsp70 in surviving neurons of SNpc and a decrease in the tyrosine hydroxylase and the vesicular monoamine transporter 2 contents. The data obtained allow us to summarize that the ageing-related weakening of Hsp70 expression combined with a decrease in the efficiency of compensatory processes are significant factors that determine the progression of pathology in the nigrostriatal system in the modeling of PD in old rats. The demonstrated age-related loss of compensatory mechanisms may be one of the reasons for the rapid PD progression in the elderly.
Общепризнано, что преклонный возраст является основным фактором риска развития и прогрессирования болезни Паркинсона (БП). Однако в литературе до сих пор отсутствуют данные, экспериментально подтверждающие зависимость от возраста темпа прогрессии нейродегенерации и активности компенсаторных процессов в нигростриатной системе при развитии БП. В настоящем исследовании применена модель нейродегенерации нигростриатной системы у крыс разных возрастных групп, созданная с помощью микроинъекций ингибитора протеасом лактацистина (ЛЦ) в компактную часть черной субстанции (кчЧС). Модель с большой надежностью воспроизводит основные патоморфологические признаки БП. Впервые показано, что введение ЛЦ старым крысам, по сравнению с молодыми и среднего возраста, вызывает более выраженные нейродегенеративные изменения в нигростриатной системе, сопряженные с нарушением тонкой моторики, уменьшением прироста стресс-индуцибельного белка теплового шока Hsp70 в выживших нейронах кчЧС и снижением содержания тирозингидроксилазы, везикулярного транспортера моноаминов 2. Полученные данные позволяют резюмировать, что связанное со старением ослабление экспрессии Hsp70 в комплексе со снижением эффективности компенсаторных процессов являются значимыми факторами, определяющими прогрессирование патологии в нигростриатной системе при моделировании БП у старых крыс. Продемонстрированная возрастная утрата компенсаторных механизмов может являться одной из причин быстрого прогрессирования БП у пожилых лиц.
Keywords: Hsp70 chaperone; Parkinson's disease; aging; compensatory mechanisms; lactacystin; neurodegeneration; nigrostriatal system; rats.