20.09.2019

Нервные клетки не только восстанавливаются. Нервные клетки восстанавливаются? Нейроны и мозг

Мозг новорожденного младенца содержит 100 миллиардов нервных клеток - нейронов. Считается, что их количество остается неизменным в течение всей жизни. По мере взросления человека и развития его интеллекта увеличивается не число нейронов, а число и сложность соединений между ними. Гибель нервных клеток в результате болезни или травмы невосполнима - человек теряет способность думать, чувствовать, говорить, двигаться - в зависимости от того, какие части мозга повреждены. Поэтому и бытует выражение: "нервные клетки не восстанавливаются".

На вопрос: можно ли восстановить поврежденную нервную ткань? - наука долгое время отвечала отрицательно. Однако исследования академика Российской академии естественных наук, члена Международных институтов эмбриологии и биологии развития Льва Владимировича Полежаева свидетельствуют о другом: в некоторых условиях нервные клетки могут быть восстановлены.

Академик Л. ПОЛЕЖАЕВ.

Загадки нейронов

Медикам давно известно, что при повреждении разных отделов мозга у человека нервные клетки (нейроны) теряют способность проводить электрические импульсы. Кроме того, при травмах мозга нейроны сильно изменяются: их многочисленные ветвистые отростки, принимающие и передающие нервные импульсы, исчезают, клетки сморщиваются и уменьшаются в размере. После такого превращения нейроны уже не способны выполнять свою главную работу в организме. А не работают нервные клетки - нет и мышления, эмоций, сложных проявлений психической жизни человека. Поэтому травмирование нервной ткани, особенно в головном мозге, и приводит к непоправимым последствиям. Это касается не только человека, но и млекопитающих.

А как обстоит дело с другими животными - у всех ли нервная ткань не восстанавливается после повреждения? Оказывается, у рыб, тритонов, аксолотлей, саламандр, лягушек и ящериц нервные клетки мозга способны к восстановлению.

Почему же у одних животных нервная ткань обладает способностью к регенерации, а у других нет? И так ли это на самом деле? Этот вопрос долгие годы занимал умы ученых.

Что такое, вообще, восстановление нервной ткани? Это либо появление новых нервных клеток, которые возьмут на себя функции погибших нейронов, либо возвращение изменившихся в результате травмы нервных клеток в исходное рабочее состояние.

Источником восстановления нервной ткани могут стать еще не развитые клетки глубоких слоев мозга. Они превращаются в так называемые нейробласты - предшественники нервных клеток, а затем уже - в нейроны. Это явление обнаружил в 1967 году немецкий исследователь В. Кирше - сначала у лягушек и аксолотлей, а потом еще и у крыс.

Был замечен и другой путь: после повреждения мозга сохранившиеся нервные клетки светлеют, внутри них формируются два ядра, далее разделяется пополам цитоплазма, и в результате этого разделения получается два нейрона. Так появляются новые нервные клетки. Российский биолог И. Рампан, работавший в Институте мозга, в 1956 году первым открыл именно такой способ восстановления нервной ткани у крыс, собак, волков и других видов животных.

В 1981-1985 годах американский исследователь Ф. Ноттебом обнаружил, что сходные процессы протекают у поющих самцов канареек. У них сильно увеличиваются области мозга, отвечающие за пение - как оказалось, за счет того, что в этих областях появляются новые нейроны.

В 70-е годы в Киевском и Саратовском университетах, в Московском медицинском институте исследователи изучали крыс и собак с повреждениями различных участков мозга. Под микроскопом удалось проследить, как по краям раны нервные клетки размножаются и появляются новые нейроны. Однако нервная ткань в области травмы полностью не восстанавливалась. Напрашивался вопрос: нельзя ли как-то стимулировать процесс деления клеток и тем самым вызвать появление новых нейронов?

Трансплантация нервной ткани
Ученые пытались решить проблему восстановления нервной ткани таким путем - пересадить нервную ткань, взятую от взрослых млекопитающих, в головной мозг других животных того же вида. Но эти попытки не привели к успеху - пересаженная ткань рассасывалась. В 1962-1963 годах автор статьи и его сотрудница Э. Н. Карнаухова пошли другим путем - они осуществили пересадку кусочка мозга от одной крысы к другой, используя для трансплантации растертую, бесклеточную нервную ткань. Опыт оказался удачным - ткань мозга у животных восстановилась.

В 70-е годы во многих странах мира стали проводить пересадки в головной мозг нервной ткани не взрослых животных, а зародышей. При этом эмбриональная нервная ткань не отторгалась, а приживлялась, развивалась и соединялась с нервными клетками мозга хозяина, то есть чувствовала себя как дома. Этот парадоксаль ный факт исследователи объяснили тем, что эмбриональная ткань более устойчива, чем взрослая.

Кроме того, у этого метода были и другие преимущества - кусочек эмбриональной ткани не отторгался при трансплантации. Почему? Все дело в том, что ткань мозга отделена от остальной внутренней среды организма так называемым гематоэнцефалическим барьером. Этот барьер не пропускает в мозг крупные молекулы и клетки из других частей тела. Гематоэнцефалический барьер состоит из плотно сомкнутых клеток внутренней части тонких кровеносных сосудов мозга. Нарушенный во время пересадки нервной ткани гематоэнцефалический барьер через некоторое время восстанавливается. Все, что расположено внутри барьера - в том числе и пересаженный кусочек эмбриональной нервной ткани, - организм считает "своим". Этот кусочек оказывается как бы в привилегированном положении. Поэтому иммунные клетки, обычно способствующие отторжению всего чужеродного, на этот кусочек не реагируют, и он успешно приживается в мозге. Пересаженные нейроны своими отростками соединяются с отростками нейронов хозяина и буквально врастают в тонкую и сложную структуру коры головного мозга.

Важную роль играет и такой факт: при трансплантации из разрушенной нервной ткани и хозяина, и трансплантата выделяются продукты распада нервной ткани. Они каким-то образом омолаживают нервную ткань хозяина. В результате мозг практически полностью восстанавливается.

Этот метод пересадки нервной ткани стал быстро распространяться в разных странах мира. Оказалось, что трансплантацию нервной ткани можно осуществлять и у людей. Так появилась возможность лечить некоторые неврологические и психические заболевания.

Например, при болезни Паркинсона у больного разрушается особый отдел мозга - черная субстанция. В ней вырабатывается вещество - дофамин, которое у здоровых людей передается по нервным отросткам в соседнюю часть мозга и осуществляет регуляцию разнообразных движений. При болезни Паркинсона этот процесс нарушается. Человек не может совершать целенаправленные движения, руки его дрожат, тело постепенно теряет подвижность.

Сегодня с помощью эмбриональной трансплантации в Швеции, Мексике, США, на Кубе прооперирова но уже несколько сотен пациентов с болезнью Паркинсона. Они вновь обрели способность двигаться, а некоторые вернулись к работе.

Пересадка эмбриональной нервной ткани в область раны может помочь и при тяжелых травмах головы. Такая работа проводится сейчас в Институте нейрохирургии в Киеве, которым руководит академик А. П. Ромоданов, и в некоторых американских клиниках.

С помощью эмбриональной трансплантации нервной ткани удалось улучшить состояние пациентов с так называемой болезнью Гентингтона, при которой человек не может контролировать свои движения. Это связано с нарушением работы некоторых частей мозга. После трансплантации эмбриональной нервной ткани в пораженную область больной постепенно обретает контроль над своими движениями.

Возможно, что медикам удастся с помощью пересадки нервной ткани улучшить память и познаватель ные способности тех пациентов, чей мозг разрушен болезнью Альцгеймера.

Нейроны могут восстанавливаться
В лаборатории экспериментальной нейрогенетики Института общей генетики им. Н. И. Вавилова АН СССР несколько лет проводили опыты на животных, чтобы установить причины гибели нервных клеток и понять возможности их восстановления. Автор статьи и его сотрудники обнаружили, что в условиях острого кислородного голодания некоторые нейроны сморщивались или растворялись, остальные же как-то боролись с нехваткой кислорода. Однако при этом в нейронах резко снижалась выработка белка и нуклеиновых кислот, и клетки теряли способность проводить нервные импульсы.

После кислородного голодания в головной мозг крыс пересаживали кусочек эмбриональной нервной ткани. Трансплантаты успешно приживлялись. Отростки их нейронов соединялись с отростками нейронов мозга хозяина. Исследователи обнаружили, что этот процесс как-то усиливают продукты распада нервной ткани, которые выделяются при операции. По-видимому, именно они стимулировали регенерацию нервных клеток. Благодаря каким-то веществам, содержащимся в разрушенной нервной ткани, сморщенные и уменьшившиеся в размере нейроны постепенно восстанавливали свой обычный внешний вид. В них начиналась активная выработка биологически важных молекул, и клетки снова становились способными проводить нервные импульсы.

Какой же именно продукт распада нервной ткани мозга дает толчок регенерации нервных клеток? Поиски постепенно привели к выводу: наиболее важна информационная РНК ("дублер" молекулы наследственности ДНК). На основе этой молекулы в клетке из аминокислот синтезируются специфические белки. Введение в мозг этой РНК привело к полному восстановлению изменившихся после кислородного голодания нервных клеток. Поведение животных после инъекции РНК было таким же, как у их здоровых собратьев.

Гораздо удобнее было бы вводить РНК в кровеносные сосуды животных. Но сделать это оказалось непросто - крупные молекулы не проходили сквозь гематоэнцефалический барьер. Однако проницаемость барьера можно регулировать, например, с помощью инъекции раствора соли. Если таким путем временно раскрыть гематоэнцефалический барьер, а потом сделать инъекцию РНК, то молекула РНК достигнет цели.

Автор статьи вместе с химиком-органиком из Института судебной психиатрии В. П. Чехониным решили усовершенствовать метод. Они соединили РНК с поверхност ноактивным веществом, которое служило как бы "буксиром" и позволило крупным молекулам РНК пройти в мозг. В 1993 году опыты увенчались успехом. С помощью электронной микроскопии удалось проследить, как клетки капилляров мозга как бы "заглатыва ют" и затем выбрасывают в мозг РНК.

Таким образом, был разработан метод регенерации нервной ткани, совершенно безопасный, безвредный и очень простой. Есть надежда, что этот метод даст в руки врачам оружие против тяжелых психических болезней, которые сегодня считаются неизлечимыми. Однако для применения этих разработок в клинике требуется, согласно указаниям Минздрава России и Фармкомитета, провести проверку препарата на мутагенность, канцерогенность и токсичность. Проверка займет 2-3 года. К сожалению, в настоящее время экспериментальная работа приостановлена: нет финансирования. Между тем эта работа имеет огромное значение, так как больных шизофренией, старческим слабоумием, маниакально-депрессивным психозом в нашей стране немало. Во многих случаях врачи бессильны что-либо сделать, а больные медленно погибают.

Литература

Полежаев Л. В., Александрова М. А. Трансплантация ткани мозга в норме и патологии . М., 1986.

Полежаев Л. В. и др. Трансплантация ткани мозга в биологии и медицине . М., 1993.

Полежаев Л. Трансплантация лечит мозг. "Наука и жизнь" № 5, 1989.

Нейроны и мозг

В головном мозге человека и млекопитающих ученые выделяют области и ядра - плотные скопления нейронов. Различают также кору мозга и подкорковые области. Все эти участки мозга состоят из нейронов и связаны между собой отростками нейронов. Каждый нейрон имеет один аксон - длинный отросток и множество дендритов - коротких отростков. Специфические соединения между нейронами называются синапсами. Нейроны окружены клетками другого рода - глиоцитами. Они играют роль поддерживающих и питающих нейроны клеток. Нейроны легко повреждаются, очень ранимы: через 5-10 минут после того, как перестал поступать кислород, они погибают.

Словарик к статье

Нейроны - нервные клетки.

Гематоэнцефалический барьер - структура из клеток внутренней части капилляров мозга, которая не пропускает в мозг крупные молекулы и клетки из других частей тела.

Синапс - особое соединение нервных клеток.

Гипоксия - нехватка кислорода.

Трансплантат - кусочек ткани, который пересаживается другому животному (реципиенту).

РНК - молекула, дублирующая наследственную информацию и служащая основой для синтеза белков.

Часто можно услышать крылатое выражение "нервные клетки не восстанавливаются", но так ли это на самом деле? Современный темп жизни оставляет заметный след на психологическом состоянии. В связи с этим многие задаются вопросом, как восстановить нервные клетки. В статье вы найдет ответ на данный вопрос.

Восстанавливаются ли нервы?

О способности нейронов мозга к самовосстановлению ученые стали размышлять и спорить еще давно. Но из-за отсутствия необходимого оборудования и исследовательской базы специалисты не могли долго определить, восстанавливаются нервы или нет. Первый опыт был проведен в 1962 году, когда результаты были ошеломляющие: американские ученые выявили, что восстановление является естественным процессом, но несмотря на это, данный факт научно подтвердился только спустя 36 лет.

Негативным воздействием на мозг являются стрессы, радиация, бессонница, употребление алкоголя и наркотических веществ, хронические недосыпания. На сегодняшний день после многочисленных исследований ученые пришли к единому мнению, что поврежденные нервы восстанавливаются и назвали данный процесс нейрогенезом.

Строение нейрона и его функции

Нейрон является одним из главных структурных элементов нервной системы, который способен передавать информацию с помощью электрического импульса, механическим и химическим путями. Функция клеток заключается в сокращении на любой раздражитель.

Нейроны делятся на следующие виды:

  • двигательные - передают информацию к мышечным тканям;
  • чувствительные - импульсы от рецепторов попадает сразу в головной мозг;
  • промежуточные - могут выполнять обе функции.

Нервные клетки состоят из тела и двух отростков - аксонов и дендритов. Снаружи нейрон покрыт оболочкой из белка под названием "миелин", который имеет свойство самообновления на протяжении всей жизни человека. Роль аксонов заключается в передаче импульсов от клеток. А дендриты помогают уловить сигнал от других клеток для создания связи между ними.

Особенности нервной системы

Основным элементом нервной системы является нейрон. Количество таких клеток в организме человека составляет десятки миллиардов, которые между собой взаимосвязаны. Ученые много уделяют времени вопросу нейрогенеза, но несмотря на это, на данный момент ими исследовано около пяти процентов нейронов. В результате изучения было выяснено, что они имеют способность самообновления на протяжении всей жизни человека.

Нервная система выполняет огромное количество сложных функций. Самыми необходимыми из них являются:

  • Интеграция, или объединение. Благодаря взаимодействию всех органов и систем, организм работает как единое целое.
  • Информация из внешней среды способна поступать через внешние и внутренние рецепторы.
  • Получение информации и ее передача.

Таким образом, теория о том, что нервные клетки не восстанавливаются, является всего лишь мифом.

Признаки стресса

Нашему организму необходимо спокойствие и гармония. Отсутствие полноценного отдыха и длительное пребывание в активном состоянии, как правило, приводит к неврозу. Очень важно как можно быстрее выявить признаки депрессии и начать лечение, так как на начальной стадии восстановление нервных клеток происходит быстрее.

Первые симптомы проявляются следующим образом:

  • резкая смена настроения;
  • нервозность и раздражительность;
  • потеря интереса к жизни;
  • вспышки гнева на окружающих;
  • отсутствие аппетита;
  • бессонница;
  • пессимистичные мысли;
  • апатия и беспомощность;
  • снижение концентрации внимания;
  • отсутствие желания что-либо делать.

Физиологические последствия стресса

Во время стрессовой ситуации организм увеличивает выделения гормонов внутренней секреции. Одним из ведущих гормонов является адреналин. Именно он влияет на повышенное потребление клетками кислорода и сахара, учащенный ритм сердца и величину артериального давления.

Из-за избыточного количества гормонов организм человека быстро истощается. Как правило, для восстановления организма требуется много времени. При случае повторного стресса, когда внутренние резервы не восполнены, потребуется еще больше количества адреналина.

Любой стресс отражается не только на нервной системе, но и на организме в целом. В первую очередь в подобных ситуациях страдают надпочечники. В тревожном состоянии им подается сигнал от нервной системы секретировать гормоны такие, как кортизол. За счет этого повышается сахар в крови и учащается пульс.

При длительном стрессе появляются следующие проблемы:

Через сколько восстанавливаются нервы?

Каждый из нас точно знает, как нанести себе вред, а вот как восстановить потраченные нервы - остается под вопросом. Несомненно, в некоторых случаях нужна помощь профессиональных врачей с опытом и базой необходимых знаний, которые помогут нервной системе восстановить адаптацию.

Популярным вопросом является, как долго восстанавливаются нервы. На данный вопрос нет точного ответа, так как здесь требуется индивидуальный подход. По статистике, курс лечения составляет от 4 до 9 месяцев, а рецидивы депрессивных состояний после первого приступа происходят у пятидесяти процентов больных.

Сколько восстанавливается поврежденных нервов? Учеными приведены следующие факты и цифры: за весь год нейроны восстанавливаются на 1,75 процентов. По их подсчетам, в день обновляются около 700 клеток. Активность нейрогенеза с возрастом снижается, но это не влияет на качество.

На первых порах после медикаментозного лечения пациенту требуются регулярные встречи с лечащим врачом, не реже одного раза в неделю. После того как препараты подобраны, а состояние стабилизировалось, во избежание рецидива к специалисту необходимо обращаться один раз в три месяца.

Что касается вопроса о том, как восстанавливаются нервы после операции, то здесь специалисты уверены, что это зависит от индивидуальной переносимости. Но в любом случае процесс лечения займет много времени. Скорейшему восстановлению нервов после операции способствуют такие процедуры, как массаж, физиотерапия и рефлексотерапия.

Исследования ученых

Учеными Принстонского университета в 1999 году был проведен опыт на обезьянах, основной целью которого было выяснение, восстанавливаются ли поврежденные нервы. В результате эксперимента они выявили, что в их мозге каждый день появляются новые нейроны, при этом они не перестают регенерировать до конца всей жизни. Процесс восстановления занимает большое количество времени, но его ускорению способствуют следующие факторы:

  • интеллектуальный труд;
  • решение вопросов процесса планирования и пространственной ориентации;
  • работа, где необходимо задействовать память.

Учеными из Соединенных Штатов Америки Л. Кац и М. Рубин введен термин «нейробика», который представляет собой упражнения для мозговой активности. Данные умственные тренировки походят как детям, так и взрослым. Подобные упражнения помогают развить память и улучшить работоспособность в любом возрасте, даже в преклонном. Благодаря методике уже не важно, восстанавливаются нервы или нет.

Как восстановить нервные клетки?

Наш мозг имеет удивительную способность к регенерации, но чтобы это происходило, необходимо, чтобы человек всячески развивал свои природные способности. Любые мысли и действия вызывают изменения, а стресс и внутренние тревоги, которые сопровождают нас на протяжении всей жизни, неизбежно поражают мозг. Это негативно влияет на память, умственную деятельность и приводит к различным заболеваниям.

При лечении депрессии следует изначально начать восстановление с простых методов, не прибегая к употреблению лекарств. Только в том случае, если с помощью данных упражнений нервы не восстанавливаются, следует приступать к более тяжелой артиллерии, но по наставлению лечащего врача.

Для того чтобы улучшить здоровье мозга и стимулировать нейрогенез, специалисты советуют придерживаться следующих правил.

Физическая активность

Восстановление нервных клеток напрямую связано с физической активностью. Прогулка, плавание или же тренировка способствуют оксигенации мозга, то есть помогают насытить его кислородом, а также стимулируют выработку эндорфинов. Данный гормон улучшает настроение и укрепляет нервные структуры и таким образом помогает бороться со стрессом.

Из этого следует, что любая активная деятельность, которая помогает снизить уровень тревожности, будь это танцы, езда на велосипеде и прочее, способствует регенерации нейронов.

Полноценный сон

Одним из главных помощников в борьбе за спокойное душевное равновесие является крепкий сон, который также помогает предотвратить некоторые болезни. Именно во сне отдыхает нервная система и восстанавливается весь организм.

И наоборот, хронический недосып и беспокойный сон негативно сказываются на психическом состоянии.

Развитие гибкого ума

Гибкость ума заключается в быстром восприятии информации из окружающего мира, позволяет рассуждать, делать выводы и логические заключения. Добиться этого можно при помощи таких занятий:

  • чтение книг;
  • изучение иностранных языков;
  • путешествия;
  • игра на музыкальных инструментах и многое другое.

Рацион питания

Учеными давно доказано, что употребление различных полуфабрикатов и ненатуральных продуктов питания способствует замедлению нейрогенеза.

Для здоровой мозговой активности необходимо соблюдать низкокалорийную диету, но при этом питание должно быть сбалансированным и разнообразным. Необходимо помнить о том, что мозгу по утрам нужен заряд энергии. Для этого подойдет овсяная каша с фруктами, темным шоколадом или же ложечкой меда. Продукты, которые богаты жирными кислотами омега-3, помогут поддержать и активизировать нейрогенез.

Медитация

Благодаря медитации происходит развитие определенных познавательных способностей, а именно внимания, памяти и концентрации. Этот процесс способствует пониманию реальности и помогает правильно управлять стрессом.

Во время занятий мозг производит более высокие альфа-волны, плавно переходящие в гамма-волны, что позволяет расслабиться и стимулировать нейрогенез.

Помогает ли йога избавиться от стресса?

Учеными выявлено, что йога помогает бороться со стрессом и депрессией. Это обусловлено тем, что при занятиях в организме человека повышается уровень гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Благодаря повышению данного показателя снижается возбудимость нейронов, что оказывает тем самым успокаивающее действие на нервную систему.

Люди, практикующие данную методику, менее подвержены приступам тревожности и гнева. Так как именно йога помогает расслабиться, контролировать свои эмоции, а также снимает усталость и стресс.

Но стоит учесть, что одних техник выполнения будет недостаточно для избавления от депрессии. Чтобы достичь результата, необходимо получать удовольствие и радость от вашей деятельности.

Аптечные препараты

Стоит заметить, что вышеперечисленные советы помогают устранить лишь последствия стресса. Если благодаря данным способам нервы не восстанавливаются, то на помощь придут соответствующие медикаменты:

  • Седативные средства. Они лечат истощенную нервную систему, положительно влияют на естественный сон и не вызывают сонливости, что является огромным плюсом.
  • Антидепрессанты помогают при затяжных депрессиях, которые сопровождаются апатией и подавленным состоянием. Подобные лекарства следует принимать только по рецепту врача.

Мы выяснили, что нейроны имеют способность восстанавливаться в разных участках мозга. Теперь понятно, как долго восстанавливаются поврежденные нервы. Это вопрос времени. При длительном стрессе организм теряет много ресурсов, что впоследствии приводит к психологическим расстройствам. Поэтому важно беречь свои нервы и воспитывать в себе эмоциональную устойчивость.

Запускает проект «Вопрос учёному», в рамках которого специалисты будут отвечать на интересные, наивные или практичные вопросы. В новом выпуске кандидат биологических наук Сергей Саложин объясняет, стоит ли надеяться на восстановление нервных клеток.

Восстанавливаются
ли нервные клетки?

Сергей Саложин

Кандидат биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной нейробиологии Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Нервная клетка, или нейрон, представляет собой сложную структуру, имеющую очень развитую морфологию. Как правило, у нервной клетки существует несколько разветвленных отростков (аксон и дендриты) , за счет которых осуществляется контакт с другими нейронами или, например, мышечными волокнами. Потеря таких контактов лежит в основе целого ряда заболеваний нервной системы. Чтобы занять свое место в нервной системе, клетке нужно пройти сложный путь, найти верных партнеров для контакта, образовать множество связей.

До сих пор точно неизвестно, зачем нужен нейрогенез

Известно, что нервные клетки не делятся. Искусственные попытки заставить их делиться приводили к тому, что нейроны умирали. По-видимому, сам по себе процесс деления является для них запрещенным, поскольку в противном случае нервная клетка не сможет выполнять свои функции, ведь ей нужно будет сначала утратить все контакты, а потом восстановить их. Поэтому принято говорить, что нервные клетки не восстанавливаются.

Тем не менее, в нашем мозге существует процесс образования новых нервных клеток из клеток-предшественниц – так называемый нейрогенез. Двумя наиболее хорошо охарактеризованными областями нейрогенеза являются зубчатая извилина гиппокампа и субвентрикулярная область. В этих областях каждый день образуются новые нервные клетки, которые затем мигрируют в те отделы мозга, где им суждено выполнять свою функцию. Однако до сих пор точно неизвестно, зачем нужен нейрогенез и какова функция новообразующихся нервных клеток.

Крылатое выражение "Нервные клетки не восстанавливаются" все с детства воспринимают как непреложную истину. Однако эта аксиома - не более чем миф, и новые научные данные его опровергают.

Природа закладывает в развивающийся мозг очень высокий запас прочности: при эмбриогенезе образуется большой избыток нейронов. Почти 70% из них гибнут еще до рождения ребенка. Человеческий мозг продолжает терять нейроны и после рождения, на протяжении всей жизни. Такая гибель клеток генетически запрограммирована. Конечно же погибают не только нейроны, но и другие клетки организма. Только все остальные ткани обладают высокой регенерационной способностью, то есть их клетки делятся, замещая погибшие.

Наиболее активно процесс регенерации идет в клетках эпителия и кроветворных органах (красный костный мозг). Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы. Помимо нейронов к таким клеткам относятся клетки сердечной мышцы. Как же люди умудряются сохранить интеллект до весьма преклонных лет, если нервные клетки погибают и не обновляются?

Одно из возможных объяснений: в нервной системе одновременно "работают" не все, а только 10% нейронов. Этот факт часто приводится в популярной и даже научной литературе. Мне неоднократно приходилось обсуждать данное утверждение со своими отечественными и зарубежными коллегами. И никто из них не понимает, откуда взялась такая цифра. Любая клетка одновременно и живет и "работает". В каждом нейроне все время происходят обменные процессы, синтезируются белки, генерируются и передаются нервные импульсы. Поэтому, оставив гипотезу об "отдыхающих" нейронах, обратимся к одному из свойств нервной системы, а именно - к ее исключительной пластичности.

Смысл пластичности в том, что функции погибших нервных клеток берут на себя их оставшиеся в живых "коллеги", которые увеличиваются в размерах и формируют новые связи, компенсируя утраченные функции. Высокую, но не беспредельную эффективность подобной компенсации можно проиллюстрировать на примере болезни Паркинсона, при которой происходит постепенное отмирание нейронов. Оказывается, пока в головном мозге не погибнет около 90% нейронов, клинические симптомы заболевания (дрожание конечностей, ограничение подвижности, неустойчивая походка, слабоумие) не проявляются, то есть человек выглядит практически здоровым. Значит, одна живая нервная клетка может заменить девять погибших.

Но пластичность нервной системы - не единственный механизм, позволяющий сохранить интеллект до глубокой старости. У природы имеется и запасной вариант - возникновение новых нервных клеток в головном мозге взрослых млекопитающих, или нейрогенез.

Первое сообщение о нейрогенезе появилось в 1962 году в престижном научном журнале "Science". Статья называлась "Формируются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?". Ее автор, профессор Жозеф Олтман из Университета Пердью (США) с помощью электрического тока разрушил одну из структур мозга крысы (латеральное коленчатое тело) и ввел туда радиоактивное вещество, проникающее во вновь возникающие клетки. Через несколько месяцев ученый обнаружил новые радиоактивные нейроны в таламусе (участок переднего мозга) и коре головного мозга. В течение последующих семи лет Олтман опубликовал еще несколько работ, доказывающих существование нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих. Однако тогда, в 1960-е годы, его работы вызывали у нейробиологов лишь скепсис, их развития не последовало.

И только спустя двадцать лет нейрогенез был вновь "открыт", но уже в головном мозге птиц. Многие исследователи певчих птиц обращали внимание на то, что в течение каждого брачного сезона самец канарейки Serinus canaria исполняет песню с новыми "коленами". Причем новые трели он не перенимает у собратьев, поскольку песни обновлялись и в условиях изоляции. Ученые стали детально изучать главный вокальный центр птиц, расположенный в специальном отделе головного мозга, и обнаружили, что в конце брачного сезона (у канареек он приходится на август и январь) значительная часть нейронов вокального центра погибала, - вероятно, из-за избыточной функциональной нагрузки. В середине 1980-х годов профессору Фернандо Ноттебуму из Рокфеллеровского университета (США) удалось показать, что у взрослых самцов канареек процесс нейрогенеза происходит в вокальном центре постоянно, но количество образующихся нейронов подвержено сезонным колебаниям. Пик нейрогенеза у канареек приходится на октябрь и март, то есть через два месяца после брачных сезонов. Вот почему "фонотека" песен самца канарейки регулярно обновляется.

В конце 1980-х годов нейрогенез был также обнаружен у взрослых амфибий в лаборатории ленинградского ученого профессора А. Л. Поленова.

Откуда берутся новые нейроны, если нервные клетки не делятся? Источником новых нейронов и у птиц, и у амфибий оказались нейрональные стволовые клетки стенки желудочков мозга. Во время развития зародыша именно из этих клеток образуются клетки нервной системы: нейроны и клетки глии. Но не все стволовые клетки превращаются в клетки нервной системы - часть из них "затаивается" и ждет своего часа.

Как было показано, новые нейроны появляются из стволовых клеток взрослого организма и у низших позвоночных. Однако потребовалось почти пятнадцать лет, чтобы доказать, что аналогичный процесс происходит и в нервной системе млекопитающих.

Развитие нейробиологии в начале 1990-х годов привело к обнаружению "новорожденных" нейронов в головном мозге взрослых крыс и мышей. Их находили большей частью в эволюционно древних отделах головного мозга: обонятельных луковицах и коре гиппокампа, которые отвечают главным образом за эмоциональное поведение, реакцию на стресс и регуляцию половых функций млекопитающих.

Так же, как у птиц и низших позвоночных, у млекопитающих нейрональные стволовые клетки располагаются поблизости от боковых желудочков мозга. Их перерождение в нейроны идет очень интенсивно. У взрослых крыс за месяц из стволовых клеток образуется около 250 000 нейронов, замещая 3% всех нейронов гиппокампа. Продолжительность жизни таких нейронов очень высока - до 112 дней. Стволовые нейрональные клетки преодолевают длинный путь (около 2 см). Они также способны мигрировать в обонятельную луковицу, превращаясь там в нейроны.

Обонятельные луковицы головного мозга млекопитающих отвечают за восприятие и первичную обработку различных запахов, включая и распознавание феромонов - веществ, которые по своему химическому составу близки к половым гормонам. Сексуальное поведение у грызунов регулируется в первую очередь выработкой феромонов. Гиппокамп же расположен под полушариями мозга. Функции этой сложноорганизованной структуры связаны с формированием краткосрочной памяти, реализацией некоторых эмоций и участием в формировании полового поведения. Наличие у крыс постоянного нейрогенеза в обонятельной луковице и гиппокампе объясняется тем, что у грызунов эти структуры несут основную функциональную нагрузку. Поэтому нервные клетки в них часто гибнут, а значит, их необходимо обновлять.

Для того чтобы понять, какие условия влияют на нейрогенез в гиппокампе и обонятельной луковице, профессор Гейдж из Университета Салка (США) построил миниатюрный город. Мыши там играли, занимались физкультурой, отыскивали выходы из лабиринтов. Оказалось, что у "городских" мышей новые нейроны возникали в гораздо большем количестве, чем у их пассивных сородичей, погрязших в рутинной жизни в виварии.

Cтволовые клетки можно извлечь из мозга и пересадить в другой участок нервной системы, где они превратятся в нейроны. Профессор Гейдж с коллегами провел несколько подобных экспериментов, наиболее впечатляющим среди которых был следующий. Участок мозговой ткани, содержащий стволовые клетки, пересадили в разрушенную сетчатку глаза крысы. (Светочувствительная внутренняя стенка глаза имеет "нервное" происхождение: состоит из видоизмененных нейронов - палочек и колбочек. Когда светочувствительный слой разрушается, наступает слепота.) Пересаженные стволовые клетки мозга превратились в нейроны сетчатки, их отростки достигли зрительного нерва, и крыса прозрела! Причем при пересадке стволовых клеток мозга в неповрежденный глаз никаких превращений с ними не происходило. Вероятно, при повреждении сетчатки глаза вырабатываются какие-то вещества (например, так называемые факторы роста), которые стимулируют нейрогенез. Однако точный механизм этого явления до сих пор не ясен.

Перед учеными встала задача показать, что нейрогенез идет не только у грызунов, но и у человека. Для этого исследователи под руководством профессора Гейджа недавно выполнили сенсационную работу. В одной из американских онкологических клиник группа больных, имеющих неизлечимые злокачественные новообразования, принимала химиотерапевтический препарат бромдиоксиуридин. У этого вещества есть важное свойство - способность накапливаться в делящихся клетках различных органов и тканей. Бромдиоксиуридин включается в ДНК материнской клетки и сохраняется в дочерних клетках после деления материнской. Патологоанатомическое исследование показало, что нейроны, содержащие бромдиоксиуридин, обнаруживаются практически во всех отделах мозга, включая кору больших полушарий. Значит, эти нейроны были новыми клетками, возникшими при делении стволовых клеток. Находка безоговорочно подтвердила, что процесс нейрогенеза происходит и у взрослых людей. Но если у грызунов нейрогенез идет только в гиппокампе, то у человека, вероятно, он может захватывать более обширные зоны головного мозга, включая кору больших полушарий. Недавно проведенные исследования показали, что новые нейроны во взрослом мозге могут образовываться не только из нейрональных стволовых, но из стволовых клеток крови. Открытие этого феномена вызвало в научном мире эйфорию. Однако публикация в журнале "Nature" за октябрь 2003 года во многом остудила восторженные умы. Оказалось, что стволовые клетки крови действительно проникают в мозг, но они не превращаются в нейроны, а сливаются с ними, образуя двуядерные клетки. Затем "старое" ядро нейрона разрушается, а его замещает "новое" ядро стволовой клетки крови. В организме крысы стволовые клетки крови в основном сливаются с гигантскими клетками мозжечка - клетками Пуркинье, правда, происходит это довольно редко: во всем мозжечке можно обнаружить лишь несколько слившихся клеток. Более интенсивное слияние нейронов происходит в печени и сердечной мышце. Пока совершенно непонятно, какой в этом физиологический смысл. Одна из гипотез заключается в том, что стволовые клетки крови несут с собой новый генетический материал, который, попадая в "старую" клетку мозжечка, продлевает ей жизнь.

Итак, новые нейроны могут возникать из стволовых клеток даже в мозге взрослого человека. Этот феномен уже достаточно широко применяется для лечения различных нейродегенеративных заболеваний (заболеваний, сопровождающихся гибелью нейронов головного мозга). Препараты стволовых клеток для трансплантации получают двумя способами. Первый - это использование нейрональных стволовых клеток, которые и у эмбриона, и у взрослого человека располагаются вокруг желудочков головного мозга. Второй подход - использование эмбриональных стволовых клеток. Эти клетки располагаются во внутренней клеточной массе на ранней стадии формирования зародыша. Они способны превращаться практически в любые клетки организма. Наибольшая сложность в работе с эмбриональными клетками - заставить их трансформироваться в нейроны. Новые технологии позволяют сделать это.

В некоторых лечебных учреждениях в США уже сформированы "библиотеки" нейрональных стволовых клеток, полученных из зародышевой ткани, и проводятся их пересадки пациентам. Первые попытки трансплантации дают положительные результаты, хотя на сегодняшний день врачи не могут разрешить основную проблему подобных пересадок: безудержное размножение стволовых клеток в 30-40% случаев приводит к образованию злокачественных опухолей. Пока не найдено подхода к предотвращению подобного побочного эффекта. Но, несмотря на это, трансплантация стволовых клеток, несомненно, будет одним из главных подходов в терапии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, ставших бичом развитых стран.

Доктор медицинских наук В. Гриневич



1 0 0
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.