Нейроны головного мозга восстанавливаются или нет. Нейрогенез: нервные клетки восстанавливаются или нет? Алкоголь и сигареты

Нейрогенез: нервные клетки восстанавливаются или нет?

Нейроны головного мозга формируются в период пренатального развития. Происходит это за счет разрастания определенного вида клеток, их передвижений, а затем дифференцирования, во время которого они меняют свою форму, размер и функции. Большая часть нейронов гибнет еще во время внутриутробного развития, многие продолжают это делать после рождения и на протяжении всей жизни человека, что заложено генетически. Но вместе с этим явлением происходит и другое – восстановление нейронов в некоторых мозговых отделах.

Процесс, при котором происходит формирование нервной клетки (как в пренатальном периоде, так и жизненном), носит название «нейрогенез».

Широко известное утверждение, что нервные клетки не восстанавливаются когда-то сделал в 1928 году Сантьяго Рамон-И-Халем – испанский ученый-нейрогистолог. Это положение просуществовало до конца прошлого века пока не появилась научная статья Э. Гоулд и Ч. Кросса, в которой приводились факты, доказывающие продуцирование новых клеток головного мозга, хотя еще в 60–80-х гг. некоторые ученые пытались донести до научного мира это открытие.

Где восстанавливаются клетки

В настоящее время «взрослый» нейрогенез изучен на том уровне, который позволяет сделать вывод о том, где он происходит. Существуют две таких области.

1. Субвентрикулярная зона (находится вокруг мозговых желудочков). Процесс регенерации нейронов в этом отделе совершается непрерывно и обладает некоторыми особенностями. У животных происходит миграция стволовых клеток (так называемых предшественниц) в обонятельную луковицу после их деления и превращения в нейробласты, где они продолжают свою трансформацию в полноценные нейроны. В отделе человеческого головного мозга происходит тот же самый процесс за исключением миграции – что, скорее всего, связано с тем, что для человека функция обоняния не так жизненно необходима, в отличие от животных.
2. Гиппокамп. Это парный отдел головного мозга, который является ответственным за ориентацию в пространстве, закрепление запоминаний и формирование эмоций. Нейрогенез в этом отделе особенно активен – в сутки здесь появляется около 700 нервных клеток.

Некоторые ученые утверждают, что в человеческом мозге регенерация нейронов может происходить и в других структурах – например, коре больших полушарий.

Современные представления о том, что образование нервных клеток присутствует во взрослом периоде жизни человека, открывает огромные возможности в изобретении методов лечения дегенеративных болезней головного мозга – Паркинсона, Альцгеймера и подобных, последствий черепно-мозговых травм, инсультов.

Ученые в настоящее время пытаются выяснить, что именно способствует восстановлению нейронов. Так, установлено, что астроциты (особые нейроглиальные клетки), которые являются самыми устойчивыми после клеточного повреждения, производят вещества, стимулирующие нейрогенез. Также предполагают, что один из факторов роста – активин А – в сочетании с другими химическими соединениями дает возможность нервным клеткам подавлять воспаление. Это, в свою очередь, способствует их регенерации. Особенности обоих процессов еще недостаточно изучены.

Влияние внешних факторов на процесс восстановления

Нейрогенез – это постоянный процесс, на который периодически могут негативно воздействовать различные факторы. В современной нейробиологии известны некоторые из них.

1. Химиотерапия и лучевая терапия, применяющиеся в лечении раковых заболеваний. Клетки-предшественницы испытывают на себе влияние этих процессов и перестают делиться.
2. Хронический стресс и депрессия. Количество клеток мозга, которые находятся в стадии деления, резко уменьшается в тот период, когда человек испытывает негативные эмоциональные чувства.
3. Возраст. Интенсивность процесса формирования новых нейронов уменьшается к старости, что сказывается на процессах внимания и памяти.
4. Этанол. Установлено, что алкоголь повреждает астроциты, которые участвуют в производстве новых клеток гиппокампа.

Положительное воздействие на нейроны

Перед учеными стоит задача – изучить как можно полнее эффекты воздействия внешних факторов на нейрогенез с целью того, чтобы понять, как зарождаются те или иные болезни и что может способствовать их излечению.

Исследование формирования нейронов мозга, которое проводилось на мышах, показало, что физические нагрузки напрямую влияли на деление клеток. Бегающие в колесе животные давали положительные результаты по сравнению с теми, кто сидел без дела. Этот же фактор положительно сказался в том числе и на тех грызунах, которые имели «пожилой» возраст. Кроме того, нейрогенез усиливали умственные нагрузки – решение задач в лабиринтах.

В настоящее время интенсивно проводятся эксперименты, которые ставят своей целью поиск веществ или других терапевтических воздействий, способствующих формированию нейронов. Так, в научном мире известно о некоторых из них.

1. Стимуляция процесса нейрогенеза с помощью биоразлагаемых гидрогелей показала положительный результат на культурах стволовых клеток.
2. Антидепрессанты не только позволяют справиться с клинической депрессией, но и влияют на восстановление нейронов у страдающих этим заболеванием. В связи с тем, что исчезновение симптомов депрессии при лекарственной терапии происходит примерно за один месяц, а процесс регенерации клеток занимает столько же, ученые выдвинули предположение, что появление этой болезни напрямую зависит от того, что нейрогенез в гиппокампе замедляется.
3. В исследованиях, направленных на изучение поиска способов восстановления тканей после ишемического инсульта, было установлено, что периферийная стимуляция головного мозга и физиотерапия усиливали нейрогенез.
4. Регулярное воздействие агонистами дофаминовых рецепторов стимулирует восстановление клеток после их поражения (например, при болезни Паркинсона). Важным для этого процесса является различная комбинация лекарственных средств.
5. Введение тенасцина-С – белка межклеточного матрикса – воздействует на клеточные рецепторы и повышает регенерацию аксонов (отростков нейронов).

Применение стволовых клеток

Отдельно необходимо сказать о стимуляции нейрогенеза посредством введения стволовых клеток, которые являются предшественниками нейронов. Этот метод является потенциально действенным в качестве лечения дегенеративных болезней головного мозга. В настоящее время он проводился только на животных.

Для этих целей используются первичные клетки зрелого мозга, сохранившиеся еще со времен эмбрионального развития и способные к делению. После деления и трансплантации они приживаются и превращаются в нейроны в тех самых отделах, уже известных как места, в которых осуществляется нейрогенез – субвентрикулярной зоне и гиппокампе. В других областях они образуют глиальные клетки, но не нейроны.

После того, как ученые поняли, что нервные клетки восстанавливаются из нейрональных стволовых, они предположили, возможность стимуляции нейрогенеза посредством других стволовых клеток – кровяных. Правда оказалась в том, что они проникают в мозг, но образуют двуядерные клетки, сливаясь с существующими уже нейронами.

Основная проблема метода заключается в незрелости «взрослых» стволовых клеток головного мозга, поэтому существует риск того, что после пересадки они могут не дифференцироваться или погибнуть. Задача исследователей состоит в том, чтобы определить, что конкретно заставляет стволовую клетку перейти в нейрон. Это знание позволит после забора «дать» ей нужный биохимический сигнал для начала трансформации.

Еще одно серьезное затруднение, встречающееся на пути внедрения этого метода в качестве терапии, – бурное деление стволовых клеток после их трансплантации, что в трети случаев приводит к образованию раковых опухолей.

Итак, в современном научном мире вопрос о том, происходит ли формирование нейронов, не стоит: уже не только известно, что нейроны могут восстанавливаться, но и, в некоторой степени, определено, какие факторы могут влиять на этот процесс. Хотя основные исследовательские открытия в этой сфере еще впереди.

Выживут только нейроны: Как восстановить нервные клетки

Текст: Екатерина Хрипко

Раньше было принято говорить, что нервные клетки не восстанавливаются — однако новые исследования подтверждают, что мы способны не только «тратить» нервы. Нейрогенез — или процесс образования нервных клеток — открыли недавно, так что полного представления о нём у учёных пока нет, а данные зачастую расходятся. Трудность и в том, что изучать мозг человека непросто по очевидным причинам — медицинским и этическим, — и исследования пока проводятся в основном на грызунах. Тем не менее мы попробовали разобраться, что на сегодня известно о нейронах.

Трудный путь к мозгу

В отличие от клеток других тканей, нейроны не способны делиться, поэтому учёные долгое время думали, что мы ограничены запасом, доставшимся при рождении. Позже выяснилось, что новые нейроны всё-таки появляются в течение жизни — они возникают из стволовых клеток, которые способны превратиться практически в любые. Свой запас таких универсальных помощников есть и у мозга. Пока научное сообщество не определилось с точным количеством отделов, в которых формируются новые нейроны. Известно, что они образуются в субвентикулярной зоне (тонком слое клеток вдоль желудочков мозга) и в зубчатой извилине гиппокампа — отдела мозга, который отвечает за эмоции и память.

Значительная часть свежих нервных клеток быстро погибает — из-за микросреды, работы нейромедиаторов, активности некоторых белков и прочей химии мозга. Кроме того, новорождённой нервной клетке для существования необходимо сформировать связи (синапсы) с другими: одиноко плавающие нейроны мозгу не нужны. В среднем в структуру мозга каждый день встраивается около 700 новых выживших нейронов.

Нейроны погибают —
и это нормально

Мозг взрослого человека состоит примерно из 86 миллиардов нейронов — но при рождении их намного больше. По словам сотрудника лаборатории возрастной психогенетики Психологического института РАО, психофизиолога Ильи Захарова, уже к концу первого года жизни число сохранившихся нейронов становится в два раза меньше, чем при рождении. Развитие мозга активнее всего происходит в первые три года жизни — в это время образуются нейронные связи, в которых сохраняется весь интеллектуальный и эмоциональный опыт, сформированные и закреплённые навыки. Всё, что ребёнок видит, трогает, нюхает, пробует на вкус или познаёт как-то ещё, фиксируется в виде новой синаптической связи. Подобным образом мозг будет развиваться всю жизнь, но главный скачок он совершает в раннем детстве.

Одновременно мозг старается навести порядок и уничтожает часть нервных клеток, которые не успели вступить в связи с другими, считая их бесполезными. Происходит так называемый апоптоз — запрограммированная гибель клеток. Это нормальный процесс, в котором нет ничего страшного.

Один за всех

По словам Захарова, хотя стресс может способствовать гибели клеток за счёт токсического эффекта некоторых гормонов и нейромедиаторов, такая потеря тоже не критична. «Разрушающий нервные клетки» стресс вообще очень размытое понятие. «Все знают, что такое стресс, и никто не знает, что это такое», — писал ещё основоположник учения о стрессе Ханс Селье.

Главный редактор сайта «Нейроновости» Алексей Паевский отмечает, что нейрон сам по себе клетка крепкая, и когда речь идёт о гибели, то подразумевается не единичное эмоциональное потрясение, а так называемый окислительный стресс — сдвиг химических реакций в организме в сторону окисления. К нему может приводить синдром хронической усталости, длительная депрессия, нейродегенеративные заболевания (например, болезнь Паркинсона или болезнь Альцгеймера), травмы и другие факторы.

Переживать из-за стрессовой утраты нервных клеток не стоит и потому, что существуют способы её компенсировать — в первую очередь это пластичность головного мозга. Один нейрон может сформировать множество синаптических связей — обычно их около десяти тысяч — и в случае необходимости берёт на себя функции погибшего товарища. Например, признаки болезни Паркинсона начнут проявляться, только когда погибнет больше 90 % нервных клеток мозга. Выходит, что одна клетка может работать за девятерых.

Обучение и наслаждение

Учёные сходятся в мнении, что мозгу вредят те же процессы, что не приносят пользы остальному организму: депрессия, хроническое переутомление, недосыпание, несбалансированное питание, слишком большое количество алкоголя. Эти факторы, скорее всего, препятствуют и образованию новых. Логично, что обратный эффект должны нести занятия, которые полезны в целом — а в идеале ещё и приятны.

Образование новых нейронов и их встраивание сильно зависит от микроокружения, в том числе от нейромедиаторов — специальных веществ, помогающим клеткам передавать друг другу сигналы; эти сигналы могут быть и возбуждающими, и тормозящими. Нейромедиаторов множество, и к ним относятся, например, всем известные дофамин и серотонин — они положительно влияют на формирование нервных связей. Деятельность, которая способствует выбросу дофамина или серотонина, может способствовать нейрогенезу; к ней относится всё приятное или полезное для выживания и продолжения рода: еда, смех, любовь, секс, а также получение новых знаний.

Захаров уточняет, что пока сложно выделить конкретный нейромедиатор, гарантированно влияющий на нейрогенез, но можно точно сказать, что получение свежей информации играет положительную роль. Познавательные процессы и опыт не только способствуют возникновению новых нейронов, но и «помогают» им выжить — обучение вовлекает клетки в создание новых цепочек.

Кроме этого, на нейрогенезе хорошо сказывается и так называемая обогащённая окружающая среда. У мышей, которые жили в клетках со своими собратьями, а также множеством занимательных предметов — от бегового колеса, игрушек и лабиринтов до самой разнообразной еды, — количество новых нейронов было больше, чем у грызунов, одиноко обитавших в пустых клетках. В мире людей под богатой окружающей средой подразумевают «человеческую» версию всего того, что было у мышей: нам нужны социальные контакты, развлечения, решения различных задач, физическая активность, богатый рацион и совершение открытий.

Спорт

В исследованиях, проведённых опять же у мышей, оказалось, что чем больше животное «занимается спортом» (бегает в колесе) в детстве и юности, тем дольше оно сохраняет ясность ума в старости. Ещё было отмечено, что сочетание физической нагрузки с умственной способствует лучшему запоминанию и усвоению знаний. Эти эффекты связывают с когнитивным резервом, который теоретически влияет на нейрогенез у взрослых — правда, механизмы этих процессов пока не ясны.

Именно после этих экспериментов стали говорить, что для поддержания здоровья мозга нужно бегать — но, вероятно, принципиально важна сама физическая активность, а не её конкретный вид. Другое дело, что невозможно заставить мышь заняться йогой или танцами, чтобы изучить их влияние на мозг. Илья Захаров рассказывает, что у людей, ведущих активный образ жизни, старение мозга замедляется, ведь спорт — это тоже опыт, постоянное получение и развитие навыков. А ещё он влияет на здоровье мозга физически — улучшает кровообращение, способствует доставке питательных веществ в нервную систему.

Сон и еда

Считается, что во сне связи между нейронами становятся прочнее, а вся накопленная за день информация упорядочивается — происходит что-то вроде дефрагментации жёсткого диска. Недостаток сна (хроническое недосыпание и стабильная бессонница) не только препятствует нейрогенезу, но и снижает позитивный эффект от процессов обучения — мозг просто не успевает привести полученные знания в порядок.

Рекомендации о сбалансированном и разнообразном питании актуальны и для нервной системы. Жирные кислоты омега-3 — одни из главных веществ, усиливающих формирование новых нервных клеток; они также положительно влияют на пространственную память и работоспособность, не говоря уже о здоровье сердца. Эти соединения надо искать в жирной рыбе и морепродуктах — от креветок до водорослей. Полезный эффект приписывается и таким веществам, как флавоноиды (ими богаты зеленый чай, цитрусовые, какао, черника) и ресвератрол (содержится в винограде, красном вине).

Антидепрессанты

Этот вариант не рекомендуется использовать с профилактической целью — то есть просто для стимуляции нейрогенеза. Но давно доказано, что депрессия негативно сказывается как на существующих нервных клетках, так и на образовании новых. Антидепрессанты, кроме очевидного эффекта коррекции настроения, обладают благотворным для нейрогенеза эффектом. В числе прочего они способствуют выработке нейромедиаторов — а те, в свою очередь, улучшают и формирование нейронов, и психологическое самочувствие.

Как восстановить мозг после алкоголизма

Длительное употребление алкоголя влияет на здоровье. Страдают внутренние органы и психическое здоровье. После отказа от алкоголя многих волнует, как восстановить мозг после алкоголизма, и возможно ли это при нормальном образе жизни.

Влияние алкоголя на мозг

Употребление большого количества спиртного, в течение продолжительного времени, влияет на весь организм человека. Но больше всего, от действия этилового спирта страдают следующие отделы организма:

• органы пищеварения;
• сосуды и сердце;
• клетки головного мозга.

Если долго употреблять спиртные напитки, то нервная система перестает нормально функционировать. При постоянном воздействии этанола на организм, в крови резко понижается количество кислорода, необходимого для нормальной деятельности мозговых клеток. В результате постоянного воздействия алкоголя наступает алкогольная интоксикация.

Восстановление погибших нейронов происходит длительное время, а некоторые нейроны восстановить невозможно. Однократное употребление алкоголя тоже влияет на мозговую деятельность, но восстановить функции мозга в этом случае реально.

При систематическом действии алкоголя, нервная система реагирует следующим образом:

• ухудшается зрение;
• возникают проблемы с координацией движений;
• реакция становится замедленной;
• искажается речь;
• болит голова;
• заметны изменения в поведении;
• человек становится рассеянным;
• ухудшается память;
• страдает интеллект;
• происходит дезориентация в пространстве.

Перечисленные явления возникают из-за сбоев в работе мозга. Выделяют следующие факторы, влияющие на работу мозга после алкоголя:

• пол и возраст человека;
• продолжительность зависимости от спиртного. Насколько часто происходят пьянки и каков объем выпивки;
• насколько часто человек находится в запое;
• генетический фактор;
• общее самочувствие, и наличие хронических патологий.

Перечисленные факторы взаимосвязаны, и от них зависит степень токсического влияния на системы органов и деятельность головного мозга.

Восстанавливаются ли мозговые клетки

Восстановление мозга после алкоголизма занимает много времени, и требует терпения. Бросать пить придется постепенно, чтобы избежать синдрома отмены алкоголя. Основными задачами мероприятий по восстановлению мозговой деятельности являются:

• устранение последствий запоя и изменений, произошедших с организмом;
• восстановление мозговой деятельности.

В процессе реабилитации применяются медикаментозные препараты и специальные процедуры, помогающие восстанавливать нарушенные процессы.

Мозг восстановится, если человек начал заниматься своим здоровьем, и действительно хочет вернуть себя к нормальной жизни.

Методы восстановления

К методам восстановления мозговой активности относится комплекс процедур, включающих медикаментозное лечение, правильное питание и корректировку образа жизни.

Если человек действительно решил бросить пить, и хочет восстанавливаться, то записавшись в клинику на восстановительные процедуры, он должен придерживаться следующих правил:

• Необходимо полностью отказаться от распития спиртного. Когда у пьяницы начинает проявляться синдром отката, он должен находиться в медицинском центре под врачебным наблюдением. После того как пациент бросил пить, для выхода из запоя необходимо пройти процедуру детоксикации, чтобы полностью очистить организм от продуктов распада этанола. Можно самостоятельно, без помощи медикаментов, длительное время воздерживаться от спиртного. В таком случае очищение организма от алкоголя пройдет самостоятельно, и специальные препараты не потребуются;
• Когда организм начнет восстанавливаться, для поддержания работы мозга необходимо хорошо и правильно питаться. После отката от пьянства, для нормальной работы, мозгу понадобятся фрукты, овощи, зелень. Чем лучше питаться, подскажет врач;
• Курс витаминных комплексов поможет укрепить общее самочувствие, и быстро вернуться к нормальному образу жизни;
• Необходима ежедневная физическая активность. Укрепляя мышцы, можно одновременно улучшить состояние дыхательной системы и сосудов. Физкультура улучшает самочувствие, укрепляет иммунитет.

При наличии хронических патологий, нужно начать лечение. Больной должен соблюдать все врачебные назначения, пить лекарства. Нужно избегать стрессов, и находить время для отдыха.

В медицине возможно обновление клеток мозга, с помощью метода нейрогенеза. Под нейрогенезом понимают процесс формирования новых нейронов. Нейроны образуются из стволовых клеток, которые способны регенерировать любые ткани.

Нейроны погибают при запойном образе жизни, в результате чего мозг перестает нормально функционировать. Но если бросить пить, то начнут образовываться новые клетки.

Данный метод лечения дает отличный результат, но пока эта область находится в стадии эксперимента.

Эффективные медикаменты

Головной мозг после алкоголизма восстановится, если лечить повреждения в специальных центрах. В Москве и других городах, лечением алкогольной зависимости занимаются специальные центры. Восстановительная методика дает хороший результат. Сколько времени займет лечение, и во сколько обойдется реабилитационная методика, можно узнать на сайтах медицинских учреждений.

Можно также позвонить в клинику, где отвечают операторы и узнать, какие процедуры проводят медики для восстановления мозговой активности. Специалисты отвечают, какими методами выполняется восстановление мозговой активности, и какие медикаменты назначают при выходе из запоя.

В клинике назначат специальные таблетки, вызывающие стойкое отвращение к любому виду алкоголя, помогут избавиться от абстинентного синдрома. Эти процедуры необходимы, чтобы стабилизировать кровоток. При нормальном кровообращении организм и головной мозг получают достаточное количество кислорода, что важно для слаженного функционирования всех систем и органов.

Медикаментозная терапия обычно начинается с внутривенных инъекций, затем прописывают таблетки.

Стабилизировать состояние нервной системы помогает Феназепам. Это лекарственное средство из категории транквилизаторов. Феназепам начинает успокаивать нервную систему, оказывая мягкое, миорелаксантное воздействие. Таблетки также назначают при снятии симптомов абстинентного синдрома.

Средство оказывает следующее воздействие:

• снимает головные боли, избавляет от головокружений;
• устраняет тревожность и раздражительность;
• избавляет от сильного потоотделения;
• снимает аритмию;
• улучшает самочувствие и настроение.

Феназепам можно принимать только по назначению врача, и препарат отпускают по рецепту. Нельзя принимать лекарство, если алкоголь еще находится в крови.

Другие препараты, назначаемые для восстановления психического здоровья:

• Пирацетам. Это лекарство из категории ноотропов, назначаемое для улучшения мозговой активности. Пирацетам благотворно влияет на процессы головного мозга. Средство показано при нарушении мозгового кровотока, при болезнях психологического характера. Курс лечения долгий, и может продолжаться полгода. Пирацетам можно принимать в состоянии алкогольного опьянения. В этом случае препарат предотвращает сбои в работе головного мозга. Медикамент может приниматься в таблетированном варианте, внутривенных инъекций или порошков, растворяемых в воде.
• Мексидол. Медикаментозное средство оказывает антиоксидантное действие, обеспечивая клетки организма недостающей энергией. Применяется в таблетках или уколах. Средство помогает стабилизировать мозговое кровообращение, уменьшает негативные последствия при кислородном голодании мозговых клеток. Мексидол применяется в процессе комплексного лечения для восстановления психического здоровья.
• Экстракт валерианы дает седативный эффект, снимает спазмы мышечной ткани, избавляет от тревоги и страхов. Валериану можно принимать в таблетках или в виде настойки. При алкогольной зависимости не рекомендуется настойка валерианы, потому что в составе средства есть спирт.

В процессе медикаментозной терапии обязательно назначают витаминные комплексы. При алкоголизме организм страдает от нехватки витаминов из группы В. Витамин В необходим для нормального функционирования всех систем, включая головной мозг. Недостаток этого витамина может вызвать помутнение сознания, и привести к психозу.

Тиамин или витамин В1 показан при одновременном употреблении алкоголя. При алкоголизме, длящемся продолжительный период, дозу витамина увеличивают. Достаточное количество витамина В1 содержится в пшеничных ростках, пивных дрожжах, картофеле, в продуктах из ржаной муки. Могут назначать уколы кокарбоксилазы, которые в крови преобразуются в витамин В.

Для восстановления мозговой деятельности после алкоголя, важен качественный сон. Для нормализации сна назначают специальные препараты и фитосборы. Травяные сборы из ромашки, валерианы, мелиссы, пустырника и лаванды принимают перед сном, или же в течение дня.

Для нормализации мозговой активности, после очищения организма от продуктов распада этанола, показана лечебная гимнастика. В процессе занятий клетки насыщаются кислородом, в результате чего происходит восстановление нейронов.

Вам все еще кажется, что вылечить алкоголизм невозможно?

Судя по тому, что вы сейчас читаете эти строки – победа в борьбе с алкоголизмом пока не на вашей стороне.

И вы уже думали закодироваться? Оно и понятно, ведь алкоголизм – опасное заболевание, которое приводит к серьёзным последствиям: циррозу или даже смерти. Боли в печени, похмелье, проблемы со здоровьем, работой, личной жизнью . Все эти проблемы знакомы вам не понаслышке.

Но может все же есть способ избавиться от мучений? Рекомендуем прочитать статью Елены Малышевой о современных методах лечения алкоголизма. Читать далее >>

Нейроны головного мозга восстанавливаются или нет. Нейрогенез: нервные клетки восстанавливаются или нет? Алкоголь и сигареты

Журнал добавлен в корзину.

НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ

Доктор медицинских наук В. ГРИНЕВИЧ.

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.

“Наука и жизнь” о стволовых клетках:

Белоконева О., канд. хим. наук. Запрет для нервных клеток. – 2001, № 8.

Белоконева О., канд. хим. наук. Праматерь всех клеток. – 2001, № 10.

Смирнов В., акад. РАМН, член-корр. РАН. Восстановительная терапия будущего. – 2001, № 8.