«Нервові клітини не відновлюються» - цю фразу знають усі. Але не всі знають, що насправді це неправда. Природа дала мозку всі можливості для репарації. Проект Fleming розповідає, як нервові клітини змінюють своє призначення, навіщо людині друга півкуля і як найближчим часом будуть лікувати інсульт.
Шлях до зміни
Нейрон під електронним мікроскопом
На питання «Чи можливе відновлення нервової тканини?» Лікарі та вчені з усього світу протягом довгого часу в один голос твердо відповідали «Ні». Однак, деякі ентузіасти не залишали надій довести зворотне. У 1962 році американський професор Джозеф Альтман поставив експеримент по відновленню нервової тканини у щура. У 1980 р радянський фізіолог, нейроендокрінологіі Андрій Поленов виявив у земноводних нейрональні стовбурові клітини в стінках мозкових шлуночків, початківці ділитися при пошкодженні нервової тканини. У 1990-х роках професор Фред Гейдж при лікуванні пухлин мозку використовував бромдіоксіурідін, який накопичувався в клітинах, що діляться тканин. Згодом сліди цього препарату були виявлені по всій корі головного мозку, що дозволило йому зробити висновок про наявність в мозку людини нейрогенезу. Сьогодні наука має достатньо даних, що дозволяють їй стверджувати, що зростання і відновлення функцій нервових клітин можливо.
Нервова система призначена для забезпечення зв'язку між організмом і навколишнім світом. З точки зору будови нервову тканину ділять на власне нервову і нейроглії - сукупність клітин, що забезпечують відокремлення відділів нервової системи, їх харчування і захист. Нейроглія також грає роль в утворенні гематоенцефалічного бар'єру. Гематоенцефалічний бар'єр захищає нервові клітини від зовнішнього впливу, зокрема, перешкоджає виникненню аутоімунних, спрямованих проти власних клітин, реакцій. У свою чергу, власне нервова тканина представлена нейронами, що мають два види відростків: численні дендрити і єдиний аксон. Зближуючись, ці відростки формують синапси - місця переходу сигналу від однієї клітини до іншої, причому сигнал завжди передається з аксона однієї клітини на дендрит іншого. Нервова тканина дуже чутлива до впливу зовнішнього середовища, запас поживних речовин в самих нейронах наближений до нуля, тому необхідний постійний приплив глюкози і кисню для забезпечення клітин енергією, в іншому випадку відбувається дегенерація і загибель нейронів.
Підгострий інфаркт головного мозку
Ще в 1850 р англійський лікар серпня Валлер вивчив дегенеративні процеси в травмованих периферичних нервах і виявив можливість відновлення функції нерва при зіставленні решт нерва. Валлер зауважив, що пошкоджені клітини поглинаються макрофагами, а аксони з одного боку пошкодженого нерва починають рости в бік іншого кінця. Якщо аксони стикаються з перешкодою, то їх ріст припиняється і утворюється неврома - пухлина з нервових клітин, що заподіює нестерпний біль. Однак, якщо дуже точно зіставити кінці нерва, можливо повне відновлення його функції, наприклад, при травматичної ампутації кінцівок. Завдяки цьому зараз мікрохірургії пришивають відрізані ноги і руки, які в разі успішного лікування повністю відновлюють свою функцію.
Складніша справа з нашим мозком. Якщо в периферичних нервах передача імпульсу йде в одному напрямку, то в центральних органах нервової системи нейрони утворюють нервові центри, кожен з яких відповідає за конкретну, унікальну для нього функцію організму. У головному і спинному мозку ці центри пов'язані між собою і об'єднані в провідні шляхи. Ця особливість дозволяє людині виконувати складні дії і навіть об'єднувати їх в комплекси, забезпечувати їх синхронність і точність.
Ключова відмінність центральної нервової системи від периферичної - в стабільності внутрішнього середовища, що забезпечується глией. Глія перешкоджає проникненню чинників зростання і макрофагів, а що виділяються їй речовини пригнічують (гальмують) клітинний ріст. Таким чином, аксони не можуть вільно рости, оскільки нервові клітини просто не мають умов для зростання і ділення, які навіть в нормі можуть привести до серйозних розладів. Додатково до всього, клітини нейроглії формують гліальний шрам, що перешкоджає проростанню аксонів як у випадку з периферійними нервами.
удар
Інсульт, гостра стадія
Пошкодження нервової тканини відбувається не тільки на периферії. Згідно з даними центру з контролю за захворюваністю США, понад 800 тисяч американців госпіталізується з діагнозом «інсульт», кожні 4 хвилини від цієї хвороби гине один пацієнт. За даними Росстату, в 2014 році в Росії інсульт став безпосередньою причиною смерті більш ніж у 107 тисяч чоловік.
Інсульт - це гостре порушення мозкового кровообігу, що виникає в результаті крововиливу з подальшим здавленням мозкового речовини (геморагічний інсульт) або слабкого кровопостачання ділянок мозку, що виник в результаті закупорки або звуження судини (інфаркт мозку, ішемічний інсульт). Незалежно від природи інсульту, він призводить до порушення різних чутливих і рухових функцій. По тому, які функції порушені, лікар може визначити локалізацію вогнища інсульту та найближчим часом почати лікування і подальше відновлення. Лікар, орієнтуючись на природу інсульту, призначає терапію, що забезпечує нормалізацію кровообігу і, тим самим, мінімізує наслідки захворювання, але навіть при адекватній і своєчасній терапії відновлюються менш 1/3 пацієнтів.
перекваліфіковані нейрони
У головному мозку відновлення нервової тканини може відбуватися різними шляхами. Перший - формування нових зв'язків в зоні головного мозку поряд з пошкодженням. Насамперед відновлюється зона близько безпосередньо пошкодженої тканини - вона називається зоною діашіза. При постійному надходженні внещніх сигналів, в нормі оброблюваних ураженої зоною, сусідні клітини починають формувати нові синапси і брати функції пошкодженої зони на себе. Наприклад, в досвіді у мавп при пошкодженні моторної кори її роль на себе брала премоторная зона.
У перші місяці після інсульту особливу роль відіграє і наявність у людини другої півкулі. Виявилося, що на ранніх стадіях після поразки мозку, частина функцій пошкодженого півкулі бере на себе протилежна сторона. Наприклад, при спробі руху кінцівкою на ураженій стороні, активується то півкуля, яке в нормі не відповідає за цю половину тіла. У корі спостерігається перебудова пірамідальних клітин - вони утворюють зв'язку з аксонами рухових нейронів з пошкодженої сторони. Цей процес активний в гострій фазі інсульту, в подальшому цей механізм компенсації сходить нанівець і частина зв'язків розривається.
У головному мозку дорослої людини також є зони, де активні стовбурові клітини. Це т.зв. зубчаста звивина гіппокапма і субвентрікулярной зона. Активність стовбурових клітин у дорослих, звичайно, не така, як в ембріональному періоді, але тим не менше клітини з цих зон мігрують в нюхові цибулини і там стають новими нейронами або клітинами нейроглії. В експерименті на тваринах деякі клітини залишали звичний маршрут міграції і досягали пошкодженої зони кори головного мозку. Достовірних даних про подібну міграції у людей немає, через те, що цей процес може бути прихований іншими явищами відновлення мозку.
Трансплантація «мозку»
Інсульт, гостра фаза
У відсутності природної міграції клітин, нейрофізіологи запропонували штучно заміщати уражені ділянки мозку ембріональними стовбуровими клітинами. При цьому клітини повинні диференціюватися в нейрони, а імунна система не зможе їх знищити через гематоенцефалічного бар'єру. За однією з гіпотез, нейрони зливаються зі стовбуровими клітинами, утворюючи двоядерні синкариона; «Старе» ядро надалі гине, а нове продовжує контролювати клітку, продовжуючи їй життя за рахунок віддалення межі клітинних поділів.
Експериментальні операції, що проводяться міжнародною групою вчених під керівництвом французького нейрохірурга Анни-Катерини Башу-Леві з госпіталю Генрі Мондора вже показали дієвість цього методу при лікуванні хореї Хантінгтона (генетичного захворювання, що викликає дегенеративні зміни в головному мозку). На жаль, в ситуації з хореей Хантінгтона функціонуючий трансплантат, внесений з замісної метою, не може протистояти прогресу нейродегенерации в цілому, оскільки причиною хвороби є спадковий генетичний дефект. Проте, на матеріалі розтину було показано, що пересаджені нервові клітини тривалий час виживають і не піддаються змінам, характерним для хворобою Хантінгтона. Таким чином, внутрішньомозкова трансплантація ембріональної нервової тканини пацієнтам з хворобою Хантінгтона, за попередніми даними, може забезпечити період поліпшення і тривалої стабілізації в перебіг захворювання. Позитивний ефект може бути отриманий лише у ряду пацієнтів, тому необхідний ретельний відбір і відпрацювання критеріїв для проведення трансплантації. Як і в онкології, неврологів і їх пацієнтам в майбутньому доведеться вибирати між ступенем і тривалістю очікуваного терапевтичного ефекту і ризиками, пов'язаними з хірургічним втручанням, використанням іммуннодепрессантов і т.д. Подібні операції проводять і в США, але американські хірурги використовують очищені ксенотрансплантати (взяті у організмів іншого виду) і поки стикаються з проблемою виникнення злоякісних пухлин (30-40% від числа всіх проведених операцій подібного плану).
Виходить, що майбутнє нейротрансплантологіі не за горами: хоча існуючі методи не забезпечують повного одужання і носять лише тільки експериментальний характер, вони істотно поліпшують якість життя, але це все ще тільки майбутнє.
Мозок - неймовірно пластична структура, яка адаптується навіть до таких пошкоджень як інсульт. У найближчому майбутньому ми перестанемо чекати, поки тканину перебудується сама, і почнемо допомагати їй, що зробить реабілітацію хворих ще більш швидким процесом.
За надані ілюстрації дякуємо портал http://radiopaedia.org/
Якщо ви знайшли помилку, видiлiть її мишкою та натисніть Ctrl + Enter
