Волосковые клетки уха. Способ стимулирования области волосковых сенсорных клеток. Как устроен наш слух

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована в отоларингологии для лечения нейросенсорной потери слуха (тугоухости и глухоты) различных стадий. Для этого предложены варианты средства лечения, включающие компонент, активирующий клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog. В качестве такого компонента в первом варианте средства используют витронектин. При этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент. Во втором варианте средства в качестве такого компонента используют смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида. В отличие от первого средства оно также дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам. Технический результат - обеспечение регенерации поврежденных волосковых клеток внутреннего уха, в том числе их пролиферации, без опасности возникновения в организме рака, в частности ретинобластомы, а также расширение методов применения средства для лечения нейросенсорной потери слуха. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

Группа изобретений относится к биохимии, а именно к области контроля экспрессии генов, и может быть использована в отоларингологии в качестве препаратов для лечения нейросенсорной потери слуха (глухоты и тугоухости различных стадий).

Для лечения нейросенсорной тугоухости известно применение нейротропных комплексов мильгамма и мильгамма композитум, содержащих комбинацию синергично действующих нейротропных витаминов B1, В6 и В12 («Эффективная фармакотерапия. Пульмонология и оториноларингология», 2011, №4, стр. 2-6).

Улучшение слуха при лечении данными препаратами объясняется стимулированием естественного механизма восстановления нервных тканей, в частности спирального ганглия, однако восстановления волосковых клеток ушной улитки данные препараты не обеспечивают.

Известно использование нейротрофического фактора линии глиальных клеток (GDNF) в составе фармацевтической композиции для профилактики заболеваний внутреннего уха и/или лечения волосковых клеток и клеток спирального ганглия. Данный белковый продукт GDNF можно вводить во внутреннее ухо посредством операции или через кохлеарный имплантат. Помимо этого данный продукт также может представлять собой ушные капли, масло для втирания или лекарства для перорального приема, например таблетки или суспензию (IL 121790 А, A61K 38/18, 14.08.2002).

Сущность описанного изобретения состоит в том, что волосковые клетки внутреннего уха и слуховые нейроны в присутствии GDNF способны сопротивляться воздействию таких ототоксичных веществ, как цисплатин и неомицин, однако остается неизвестным, возможны ли в его присутствии также восстановление и пролиферация поврежденных волосковых клеток. Кроме того, описанные в патенте опыты были проведены непосредственно с извлеченными клетками убитых подопытных животных, в связи с чем нет вещественного подтверждения, что данный препарат в виде лекарства для внутреннего или наружного применения может быть эффективен.

Известен способ лечения нейросенсорной тугоухости глюкокортикостероидами на фоне сосудистой терапии, при котором в случае внезапного возникновения нейросенсорных нарушений глюкокортикостероиды, например преднизолон, назначают укороченным курсом в течение 6-8 суток, начиная с ударной дозы с постепенным ее уменьшением (RU 2188642 С1, A61K 31/573, 10.09.2002).

Описанная схема лечения может рассматриваться как патогенетическая терапия, оказывающая сильное противовоспалительное действие, при этом она не способна ни устранить причины заболевания, ни восстановить поврежденные волосковые клетки. Незначительный эффект действительного восстановления волосковых клеток, а не снятия симптома потери слуха, может наблюдаться лишь при оперативном вмешательстве и введении глюкокортикостероидов непосредственно во внутреннее или хотя бы в среднее ухо.

Известно применение винпоцетина (кавинтона), пентоксифиллина, церебролизина, пирацетама (ноотропила) для комплексного лечения нейросенсорной тугоухости (http://otolaryngologist.ru/530, 29.05.2014).

Однако положительный эффект при лечении данными препаратами заключается в улучшении кровоснабжения внутреннего уха, при этом устраняются лишь симптомы заболевания.

Известен способ генерации дифференцированных волосковых клеток внутреннего уха, включающий достаточную для роста указанных клеток инактивацию или снижение экспрессии гена Rb. С этой целью было предложено использовать Rb-связывающие молекулы, такие как антисмысловые олигонуклеотиды, RNAi ми-РНК (двухцепочечные РНК-вирусы), внутриклеточные антитела, аденовирусы Е1А или SV40 Т-антигена. Также с этой целью было предложено использовать активаторы циклин-зависимых киназ, фосфорилирующих белок pRb, либо ингибиторы ингибиторов циклин-зависимых киназ, например, гистон ацетилтрансферазу (HAT). Молекула ми-РНК может быть основана на матрице плазмида (US 2006024278 A1, A61K 48/00, 02.02.2006).

Данный способ предусматривает непосредственную инактивацию белка ретинобластомы с помощью труднодоступных соединений. Некоторые из них могут принести организму непоправимый вред. Так, например, известно, что белок аденовируса Е1А стимулирует апоптоз. Наряду с инактивацией белка ретинобластомы, который предупреждает возникновение рака, существует большая вероятность, что ускоренный апоптоз в данных условиях может привести к быстрому росту злокачественной опухоли сетчатки глаза - ретинобластомы, причем в такой степени, что прием любых противоопухолевых препаратов может оказаться бесполезным. Использование гистона ацетилтрансферазы (HAT), участвующей в активации транскрипции ДНК, может привести к сверхэкспрессии некоторых генов.

Наиболее близким аналогом является средство для лечения нейросенсорной потери слуха, представляющее собой белок Shh в смеси с ингибитором Shh-циклопамином. Данное средство применяли в способе инактивации Rb1, описанном в /Na Lu, Yan Chen "Sonic hedgehog initiates cochlear hair cell regeneration through downregulation of retinoblastoma protein", Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 430, Issue 2, 11 January 2013: column 1, paragraph 3 on the page 701/, посредством его введения в колонию волосковых клеток. Проведенный опыт включал в себя следующие стадии. Вначале под анестезией вскрывали нейроэпителий ушной улитки крыс на 2-й постнатальный день, переносили сосудистую полоску, нейроэпителий и часть нервного волокна в чашку с питательной средой, добавляли неомицин в течение 24 часов для умерщвления волосковых клеток. Далее в течение следующих 5 дней добавляли поочередно вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog - белок Shh (5 нмоль, производитель "R&D Systems"), и циклопамин (2,5 мкмоль, производитель "Sigma-Aldrich"). Для определения степени пролиферации к среде добавляли бромдезоксиуридин (BrdU) до конечной концентрации 10 мкг/мл. Опыт показал, что данный способ провоцирует пролиферацию волосковых клеток.

Согласно проведенному опыту, можно предположить, что лечение с помощью белка Shh (5 нмоль, производитель "R&D Systems") и циклопамина (2,5 мкмоль, производитель "Sigma-Aldrich") возможно только оперативным методом, поскольку не показано воздействие данного лекарства на волосковые клетки, например, при приеме внутрь. Кроме того, инактивацию Rb1 в прототипе проводят с помощью добавления белка Shh фирмы "R&D Systems", который является труднодоступным. Использование циклопамина может повлечь серьезные нарушения. Данное соединение нарушает эмбриональное развитие плода и приводит к циклопии. Помимо этого оно может ингибировать рост одновременно и базальноклеточной карциномы на коже и медуллабластомы в головном мозге. Отсутствие на данный момент возможности устранить эти недостатки не позволяют использовать средство-прототип для лечения нейросенсорной потери слуха.

Таким образом, проанализировав известный уровень техники, можно сделать вывод, что, несмотря на актуальность проблемы нейросенсорной потери слуха, связанной с повреждением или отмиранием волосковых клеток, на текущий момент не существует эффективного средства для лечения этой болезни.

Задачей предложенной группы изобретений является разработка средств для лечения нейросенсорной потери слуха, не содержащих опасного для здоровья соединения циклопамина и состоящих из более доступных компонентов, нежели входящих в состав средств, непосредственно инактивирующих Rb (не через активацию клеточного сигнального пути Sonic hedgehog).

Технический результат предложенной группы изобретений заключается в обеспечении регенерации поврежденных волосковых клеток внутреннего уха, в том числе их пролиферации, без опасности возникновения в организме рака, в частности ретинобластомы, а также расширение методов применения средства для лечения нейросенсорной потери слуха.

Для достижения технического результата предложено средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, при этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой витронектин.

Вышеуказанное средство может дополнительно содержать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

Для достижения технического результата также предложено средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, при этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида.

Вышеуказанное средство может дополнительно содержать пальмитиновую кислоту.

Вышеуказанное средство может дополнительно содержать ламинин.

Большинство проблем со слухом возникает из-за повреждения структур внутреннего уха. Так, сенсоневральная потеря слуха занимает 90% от всех случаев тугоухости и глухоты.

Типичными причинами этого являются: чрезмерное воздействие шума, токсическое действие лекарств, аллергические реакции, процесс естественного старения организма и травмы головы. Происходит повреждение тонких волосковых клеток, выполняющих функцию преобразования механической энергии в электрическую и передающих сигналы к слуховому нерву. До сих пор считалось, что в большинстве случаев такие нарушения являются необратимыми из-за отсутствия у волосковых клеток млекопитающих функции восстановления, и единственное, с помощью чего удавалось компенсировать сенсоневральную глухоту, так это использованием слуховых аппаратов.

Нейросенсорное нарушение слуха происходит из-за потери чувствительности спирального органа улитки внутреннего уха или нарушений в работе слуховых нервов. Такие нарушения могут приводить к тугоухости всех степеней - от легкой до тяжелой и даже к полной глухоте.

В большинстве случаев нейросенсорная потеря слуха у людей вызвана аномалиями волосковых клеток в кортиевом органе улитки. Иногда встречается нейросенсорная потеря слуха, вызванная нарушениями в VIII-м черепно-мозговом нерве (преддверно-улитковом) или в отделах мозга, отвечающих за слух. В крайне редких случаях такого типа нарушений слуха страдают только слуховые центры мозга (центральное нарушение слуха), в случае чего больной слышит звуки с обычной громкостью, но их качество настолько плохое, что он не в состоянии разобрать речь.

Аномалии волосковых клеток могут быть врожденными или приобретенными при жизни самим индивидуумом. Они могут представлять собой как генетические аномалии, так и травмы от интенсивного шума и поражения вследствие инфекционных заболеваний.

Известным является факт, что в то время как у млекопитающих нейросенсорная потеря слуха является неизлечимым заболеванием, клетки внутреннего уха у рыб, птиц и рептилий имеют возможность самовосстановления. Это позволило предположить наличие у млекопитающих определенного гена, являющегося молекулярным переключателем, который блокирует восстановление данных клеток и за счет этого параллельно выполняет некую другую функцию, необходимую для нормального функционирования организма.

Учеными из массачусетского университета был обнаружен ген, отвечающий за эту функцию. Ему дали название Rbl (Charles Q. Choi "Hope for Fixing Gene Defects", SCIENTIFIC AMERICAN, Volume 293, Number 6, December 2005, page 65). Ген Rb1 экспрессирует белок ретинобластомы (pRb), который предотвращает чрезмерный рост клеток путем ингибирования клеточного цикла до тех пор, пока клетки не будут готовы к делению. Когда клетка готова к делению, pRb фосфорилируется, становится неактивным и позволяет прогрессировать клеточному циклу.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что своевременная инактивация гена Rb1 может обеспечить восстановление волосковых клеток ушной улитки.

Белок ретинобластомы в организме фосфорилируется определенными циклин-зависимыми киназами и таким образом становится неактивным. Подавление Rb возможно за счет активации сигнального пути Sonic hedgehog (Shh), в ходе которого сам белок ретинобластомы фосфорилируется, а транскрипция соответствующего гена снижается (Na Lu, Yan Chen "Sonic hedgehog initiates cochlear hair cell regeneration through downregulation of retinoblastoma protein", Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 430, Issue 2, 11 January 2013: 6-7 lines of the abstract on the page 700; column 1, paragraph 2 on the page 701).

У млекопитающих ген Shh входит в группу генов семейства Hedgehogs (Hh) - Sonic hedgehog (Shh), Indian hedgehog (Ihh) и Desert hedgehog (Dhh). Секретируемые гликопротеины Hedgehogs действуют посредством трансмембранных белков Patched 1 (Ptc1) и Smoothened (Smo), чтобы активировать внутриклеточный путь передачи сигналов.

Исследователями научно-исследовательского центра нейробиологии в Испании - Института нейробиологии им. Сантьяго Рамон-и-Кахаля (Institute de Neurobiologia Ramon у Cajal) была впервые обнаружена взаимосвязь между активностью сигнального пути Shh и витронектином.

В статье /Martinez-Morales JR, Barbas JA, Marti E, Bovolenta P, Edgar D, Rodriguez-Tebar A. «Vitronectin is expressed in the ventral region of the neural tube and promotes the differentiation of motor neurons». Development. 1997 Dec; 124(24): pages 5139-5147/ была описана способность витронектина стимулировать дифференцировку двигательных нейронов в пробирке и в естественных условиях, было сделано заключение, что витронектин может действовать либо как нижележащий эффектор в сигнальном каскаде, вызванном Shh, либо как синэнергетический фактор, увеличивающий Shh-индуцированную дифференцировку двигательных нейронов.

В статье /Pons S, Marti Е. «Sonic hedgehog synergizes with the extracellular matrix protein vitronectin to induce spinal motor neuron differentiation». Development. 2000 Jan; 127(2): pages 333-342/ было показано, что дифференцировка двигательных нейронов усиливается за счет синергетического действия N-Shh и витронектина и что витронектин может быть необходим для доставки морфогена N-Shh к клеткам-мишеням - дифференцирующимся двигательным нейронам.

В статье /Pons S, Trejo JL, Martinez-Morales JR, Marti E. «Vitronectin regulates Sonic hedgehog activity during cerebellum development through CREB phosphorylation». Development. 2001 May; 128(9): pages 1481-1492/ приводились результаты исследования процесса развития мозжечка посредством фосфорилирования транскрипционного фактора CREB. Вместе с тем, как и в исследованиях дифференцировки двигательных нейронов, было выявлено взаимодействие между Shh и компонентами внеклеточного матрикса - гликопротеинами (в первую очередь витронектином), регулирующее последующие этапы развития гранулярных клеток - нейронов малого размера, встречающихся в гранулярном слое мозжечка. Таким образом, было установлено, что дифференцировка гранулярных клеток регулируется витронектин-индуцированным фосфорилированием CREB, критическое событие которого завершается Shh-опосредованной пролиферацией данных клеток и делает возможным осуществление программы дифференцировки клеток в данный тип.

Учеными кафедры клеточной биологии из Университета Вандербильта (США) во время исследований индуцирования двигательных нейронов посредством изменения активности сигнального пути Shh также было выявлено увеличение активности Shh под воздействием витронектина, облегчение транспортировки Shh к клеткам-мишеням (статья Litingtung Y, Chiang С.«Control of Shh activity and signaling in the neural tube». Developmental dynamics. 2000 Oct; 219(2): pages 143-154).

Относительно механизма активации сигнального пути Shh известно, что он может быть спровоцирован увеличением ядерной концентрации Gli (Gli2 и Gli3). Секретируемые гликопротеины Hh (Shh, Ihh и Dhh) действуют посредством трансмембранных белков Patched 1 (Ptc1) и Smoothened (Smo), чтобы активировать замысловатый внутриклеточный путь передачи сигналов. Hh связывает белок Ptcl с 12-ю трансмембранными доменами, что обусловливает базовую репрессию, которую Ptcl оказывает на белок Smo с 7-ю трансмембранными доменами, который является гомологом G-protein-coupled рецепторов. Внутри клетки мультимолекулярный комплекс, включающий Costal2 (Cos2), Fused (Fu) и suppressor of Fused (Su(Fu)), отвечает на активацию Smo таким образом, чтобы модифицировать активность белков Gli (Stecca В, Ruiz i Altaba A. «The therapeutic potential of modulators of the Hedgehog-Gli signaling pathway». J Biol. 2002 Nov 6; 1(2): pages 9).

Таким образом, можно предположить, что витронектин активирует сигнальный путь Shh посредством того, что в его присутствии количество транскрипционных факторов Gli увеличивается.

В процессе фибронолиза витронектин способен регулировать активацию плазминогена. Он имеет два участка связывания с ингибитором активатора плазминогена-1 (PAI-1). Главный из них расположен с N-конца - соматомедин В-подобный домен. С помощью него витронектин связывает и стабилизирует молекулу PAI-1 (Zhou A, Huntington JA, Pannu NS, Carrell RW, Read RJ «How vitronectin binds PAI-1 to modulate fibrinolysis and cell migration». Nat Struct Biol. 2003 Jul; 10(7): pages 541-544).

Вполне вероятно, аналогичным образом витронектин связывает некоторые гомеопротеины, репрессирующие Gli.

На основании вышеописанных известных исследований в отношении влияния витронектина на активацию сигнального пути Shh в двигательных нейронах и гранулярных клетках было выдвинуто предположение, что аналогичный эффект может проявляться и в отношении волосковых клеток.

Общеизвестным является факт, что, несмотря на то, что каждая клетка организма имеет один и тот же геном, все они представляют собой клетки различного типа и обладают индивидуальными особенностями, в частности выраженными той или иной реакцией на одни и те же условия и вещества.

С целью исследования реакции волосковых клеток внутреннего уха на витронектин, изучения факторов, которые могли бы служить причиной иного их поведения под воздействием витронектина, нежели поведение двигательных нейронов и гранулярных клеток, были исследованы морфологические изменения конкретно волосковых клеток под его воздействием. Так, электронная растровая и конфокальная микроскопии продемонстрировали восстановление, в частности пролиферацию, данного типа клеток.

Был проведен количественный анализ экспрессии генов методом высокопроизводительного параллельного секвенирования РНК (RNA-Seq) с использованием программы Scripture, который показал, что витронектин потенциирует активность гена Shh в культуре волосковых клеток ушной улитки серой крысы. Быстрая инактивация Rb1 при этом объясняется свойством витронектина диффундировать белок Shh и доставлять его к клеткам-мишеням, что является существенным преимуществом по сравнению с использованием в качестве инактивирующего Rb1 вещества в виде смеси белка Shh и ингибитора Shh циклопамина (прототипа), в отношении которого данное свойство обнаружено не было.

Описанные выше исследования позволяют утверждать, что активность гена Shh повышается в присутствии витронектина не только в двигательных нейронах и гранулярных клетках, но и волосковых клетках ушной улитки.

Таким образом, учитывая ранее описанные научные публикации Массачусетского технологического института и Научно-исследовательского института слуха г.Шанхай о возможности восстановления волосковых клеток ушной улитки за счет активации сигнального пути Sonic hedgehog (Shh), можно сделать вывод, что предложенные средства обеспечивают регенерацию волосковых клеток ушной улитки за счет активации указанного сигнального пути.

Фармакологически эффективные дозы витронектина зависят от степени нейросенсорной потери слуха, индивидуальных особенностей пациента (вид, возраст, масса и т.д.), лекарственной формы препарата (капли, крем, масло, бальзам, таблетки, раствор, суспензия, порошок) и способа его применения. Так, например, при оперативном лечении небольшого животного необходимые дозы могут составлять менее 0,001 г/мл клеточной среды, а при пероральном приеме средства пожилым человеком они должны быть на несколько порядков больше.

Витронектин является гликопротеином, в больших количествах присутствующим в животной сыворотке и в тромбах. Также он входит в состав внеклеточного матрикса многих тканей.

Раствор витронектина может быть выделен из сыворотки человека с использованием моноклональных антител.

Известен несложный способ получения витронектина из человеческой плазмы путем аффинной хроматографии с гепарином. Сыворотку получают из плазмы путем добавления кальция, а затем центрифугирования. Гепарин, связывающий активный витронектин, в сыворотке крови человека можно активировать с помощью мочевины. Активированный витронектин специфически связывается с гепарин-сефарозой в мочевине и элюирует в растворе 0,5 моль/л NaCl, содержащем 8 моль/л мочевины. В результате данной процедуры из 100 мл плазмы человека в течение 2-х суток возможно получить 3-6 мг чистого витронектина (Takemi Yatohgo, Masako Izumi at al. "Novel Purification of Vitronectin from Human Plasma by Heparin Affinity Chromatography", Cell structure and function, volume 13, pages 281-292, 1988).

Аналогичным образом возможно получать витронектин из бычьей сыворотки (И.Г. Швыкова, Т.А. Муранова «Протеолитическая специфичность плазмина по отношению к адгезионным белкам», Биоорганическая химия, том 26, №5, страница 353, колонка 1, абзац 3, 2000).

Для того чтобы потенцировать активность белка Shh, необходимо активировать его N-конец. Этого можно достигнуть с помощью пальмитиновой кислоты, которая посредством модификации N-конца потенцирует функцию белка Shh, при этом ограничивая его диффузию.

Однако ограничение диффузии белка Shh пальмитиновой кислотой компенсируется наличием витронектина, который в противоположность может диффундировать данный белок.

Поскольку пальмитиновая кислота может поступать в организм человека вместе с некоторыми продуктами питания (сливки, сметана, сливочное масло, сыр и т.д.), ее наличие в вариантах предложенного средства, предназначенных для применения внутрь, не обязательно.

Вместе с тем стоит отметить, что в отсутствии витронектина пальмитиновая кислота не способна воздействовать на волосковые клетки внутреннего уха по той причине, что модифицируя N-конец белка Shh, она ограничивает его диффузию, и таким образом белок не достигает клеток-мишеней (волосковых клеток). Кроме того, наличие витронектина обязательно, как упоминалось выше, из-за способности потенцировать активность гена Shh и провоцировать запуск сигнального пути Shh.

Также стоит отметить, что наряду с этим витронектина, присутствующего в крови, сильно недостаточно для запуска сигнального пути Shh, и, по всей вероятности, ввиду этого волосковые клетки не могут восстанавливаться только лишь под действием присутствующего в крови витронектина и поступающей в организм с продуктами питания пальмитиновой кислоты.

Исследования мышей с недостатком ядерного гормонального рецептора витамина D3 (VDR), а также эксплантатов мышиной кожи показали, что слабая экспрессия гена VDR приводит к увеличению экспрессии нескольких компонентов пути Hh, таких как Shh, Smo, Gli1, Gli2 и Ptch1.

Из /Медицинская иммунология, том 16, №6, страница 504, 1-ая колонка, 2-й абзац, 2014/ известно, что связанный VDR подавляет транскрипцию гена VDR по механизму отрицательной обратной связи.

Экспрессию VDR во всех тканях способны снижать глюкокортикоиды, основными представителями которых являются такие вещества, как фуроат флутиказона, мометазон, фуроат мометазона, метилпреднизолона ацепонат, триамцинолон, гидрокортизон, бетаметазон, будесонид, алклометазон, беклометазон, дексаметазон, метилпреднизолон, метилпреднизолона ацепонат, флунизолид, клобетазол, гидрокортизон, кортизон, флуметазон, преднизолон, флуоцинолона ацетонид.

Таким образом, глюкокортикоиды в смеси с витронектином могут образовывать вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog в большей степени, нежели отдельно витронектин, что повысит эффективность средства. Однако применение отдельно глюкокортикоидов не дает видимого лечебного результата в отношении волосковых клеток и представляет собой скорее патогенетическую терапию, оказывающую сильное противовоспалительное действие. Это может быть связано с недостаточной изученностью условий для повышения степени инактивации Rb1 глюкокортикоидами посредством VDR-механизма, отсутствием их диффузии в поврежденные волосковые клетки и также недостаточной диффузией белка Shh к клеткам-мишеням. При этом незначительный эффект действительного восстановления волосковых клеток, а не только снятие симптома потери слуха, наблюдается лишь при оперативном вмешательстве и введении глюкокортикоидов непосредственно во внутреннее или хотя бы в среднее ухо. Эти обстоятельства на данный момент не позволяют использовать глюкокортикоиды как самостоятельное действенное средство лечения нейросенсорной потери слуха.

Эффективность предложенного средства также повышает наличие пальмитиновой кислоты.

Для дальнейшего увеличения его эффективности посредством стимулирования активации сигнального пути Shh в волосковых клетках необходимо улучшить микроциркуляцию в области ушной улитки, что можно обеспечить наличием в лекарстве таких доступных и эффективных компонентов, как винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

Осуществляемая предложенным средством через активацию сигнального пути Shh инактивация Rb, который предупреждает возникновение рака, создает вероятность возникновения злокачественной опухоли, в частности ретинобластомы. Во избежание этого в состав средства необходимо ввести по меньшей мере один противоопухолевый агент (алкилирующие антинеопластические препараты, антиметаболиты, алкалоиды растительного происхождения, противоопухолевые антибиотики, соединения платины - цисплатин, оксоплатин, карбоплатин, оксалиплатин, циклоплатам, противоопухолевые гормональные препараты). Можно вводить такие соединения, как мелфалан, хлорамбуцил, бендамустин, проспидин, спиробромин, манномустин, преднимустин, эстрамустин, новэмбихин, пафенцил, лофенал, циклофосфамид, ифосфамид, мафосфамид, трофосфамид, азацитидин, капецитабин, кармофур, цитарабин, децитабин, флоксуридин, 5-фторурацил.

Стоит отметить, что инактивация Rb не во всех случаях приводит к ретинобластоме. Конечно, большинство лекарственных форм предложенных средств, включая все предназначенные для приема внутрь, должны содержать противоопухолевый агент, предупреждающий именно развитие ретинобластомы, но лекарственные формы, например, для оперативного лечения, когда отсутствует воздействие средства на сетчатку глаза, в качестве противоопухолевого агента могут содержать такие вещества, например, как алкалоиды (элиптицин, винбластин, винкристин), имеющие природное происхождение, или же противоопухолевые антибиотики, причем в намного меньших концентрациях. Вместе с тем наличие противоопухолевого агента, предупреждающего развитие именно ретинобластомы, все же предпочтительно, так как в любом случае возникновение любого рака при активации сигнального пути Shh будет связано с инактивацией гена Rb1. Тем не менее в зависимости от способа лечения и индивидуальных особенностей пациента (предрасположенности к раку) в качестве противоопухолевого агента могут применяться абсолютно разные вещества.

При умеренных дозах витронектина и не длительных курсах лечения в качестве противоопухолевых агентов рекомендуется применять безвредные алкалоиды растительного происхождения, такие как элиптицин.

В состав средства также можно ввести ламинин, который способствует пролиферации клеток.

Предложенное средство можно вводить во внутреннее ухо посредством операции или через кохлеарный имплантат. Оно также может представлять собой ушные капли, крем, масло или бальзам для втирания или же лекарство для приема внутрь (таблетки, раствор, суспензия, порошок).

При тяжелых стадиях нейросенсорной потери слуха в независимости от вида применения (внутрь, наружное, посредством оперативного вмешательства) средство должно содержать смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида, противоопухолевый(-е) агент(-ы) и по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

Необходимость добавления в средство пальмитиновой кислоты зависит от рациона пациента, поскольку, с одной стороны, нежелательно допустить переизбытка в организме данной кислоты, а с другой - ее наличие является желательным для активации сигнального пути Shh.

Достижение необходимого результата с помощью предложенного средства продемонстрировано на фиг. 1-6.

На фиг. 1 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы собаки до курса лечения и спустя 3 дня после окончания курса лечения.

Кривая 1-AD представляет собой аудиограмму правого уха собаки, страдающей нейросенсорной тугоухостью, снятой до курса лечения.

Кривая 1-AS представляет собой аудиограмму левого уха собаки, страдающей нейросенсорной тугоухостью, снятой до курса лечения.

Кривая 2-AD представляет собой аудиограмму правого уха собаки, снятой после курса лечения по примеру 1.

Кривая 2-AS представляет собой аудиограмму левого уха собаки, снятой после курса лечения по примеру 1.

На фиг. 2 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы человека до курса лечения и спустя 3 дня после окончания курса лечения.

Кривая 3-AD представляет собой аудиограмму правого уха человека, страдающего нейросенсорной глухотой, снятой до курса лечения.

Кривая 3-AS представляет собой аудиограмму левого уха человека, страдающего нейросенсорной глухотой, снятой до курса лечения.

Кривая 4-AD представляет собой аудиограмму правого уха человека, снятой после курса лечения по примеру 2.

Кривая 4-AS представляет собой аудиограмму левого уха человека, снятой после курса лечения по примеру 2.

На фиг. 3 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы, страдавшей явно выраженной сенсоневральной тугоухостью, сделанная при помощи растрового электронного микроскопа.

На фиг. 4 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы после 5-дневного воздействия витронектин-содержащего средства, сделанная при помощи растрового электронного микроскопа.

На фиг. 5 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы, страдавшей явно выраженной сенсоневральной тугоухостью, сделанная методом конфокальной микроскопии после добавления иммуногистохимического маркера бромдезоксиуридина.

На фигуре 6 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы после 5-дневного воздействия витронектин-содержащего средства, сделанная методом конфокальной микроскопии после добавления иммуногистохимического маркера бромдезоксиуридина.

Примеры осуществления

Из сыворотки, полученной из размороженной плазмы бычьей крови, путем аффинной хроматографии с гепарин-сефаразой выделяли витронектин.

Готовили 420 мл водного раствора предложенного средства посредством смешения компонентов в следующем соотношении, мг/100 мл раствора:

Приготовленный раствор был испытан на собаке (масса 43 кг, возраст 9 лет), страдавшей нейросенсорной тугоухостью средней степени.

Три раза в день ей давали небольшой кусок мяса, пропитанный 10 мл раствора предложенного средства.

Продолжительность курса лечения составила 14 дней.

На фиг. 1 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы собаки до лечения (кривая 1-AD - для правого уха, кривая 1-AS - для левого уха) и спустя 3 дня после окончания лечения (кривая 2-AD - для правого уха, кривая 2-AS - для левого уха).

Непрямолинейность кривых 1-AD и 1-AS, а также низкий порог слышимости, который они отображают, указывают на выраженную сенсоневральную тугоухость.

Наряду с этим кривые 2-AD и 2-AS носят практически прямолинейный характер и отображают нормальный порог слышимости.

Эти данные позволяют сделать вывод о восстановлении слуха за счет излечения от сенсоневральной тугоухости.

Магнитно-резонансная томография и ультразвуковое исследование, проведенные спустя 1 и 3 месяца с момента завершения курса лечения, не выявили признаков возникновения ретинобластомы, а также других видов рака.

Поскольку опыт по примеру 1 предполагает лишь регенерацию волосковых клеток под действием предложенного препарата, для выяснения также возможности их пролиферации было проведено клиническое испытание на пожилом человеке (масса 71 кг, возраст 64 года), страдающем сенсоневральной глухотой.

Пациент некоторое время носил кохлеарный имплантат, который передавал звуковую информацию в виде электрических сигналов, поступающих непосредственно к слуховому нерву, минуя поврежденные/погибшие волосковые клетки улитки, однако впоследствии это привело к воспалительным процессам в местах прохождения имплантата. Поскольку его ношение позволяло пациенту слышать, можно сделать заключение, что сенсоневральная потеря слуха была связана именно с гибелью волосковых клеток улитки, а их гибель, в свою очередь, говорит о невозможности восстановления слуха лишь за счет регенерации поврежденных, но не отмерших клеток.

Для лечения заболевания после выделения витронектина из сыворотки, полученной из размороженной плазмы бычьей крови, путем аффинной хроматографии с гепарин-сефаразой была приготовлена порошковая смесь компонентов предложенного средства с фармацевтически приемлемым носителем. Из порошковой смеси было изготовлено 84 таблетки массой 1,5 г каждая.

Одна таблетка содержала, мг:

Пациент принимал три раза в день по одной таблетке. Продолжительность курса лечения составила 28 дней.

На фиг. 2 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы пациента до лечения (кривая 3-AD - для правого уха, кривая 3-AS - для левого уха) и спустя 3 дня после окончания лечения (кривая 4-AD - для правого уха, кривая 4-AS - для левого уха).

Непрямолинейность кривых 3-AD и 3-AS, а также низкий порог слышимости в диапазоне частот звука 125-4000 Гц и практически полная глухота в диапазоне 4000-8000 Гц указывают на явно выраженную у пациента сенсоневральную глухоту, обусловленную поражением волосковых клеток.

Наряду с этим кривые 4-AD и 4-AS носят практически прямолинейный характер и отображают нормальный порог слышимости.

Эти данные позволяют сделать вывод о восстановлении слуха за счет излечения от сенсоневральной глухоты.

Если же сенсоневральная глухота заключалась в поражении волосковых клеток ушной улитки пациента, о чем говорил положительный эффект от ношения кохлеарного имплантата пациентом, то это также подтверждает их пролиферацию, поскольку в противном случае невозможно восстановление слуха после полной сенсоневральной глухоты.

Магнитно-резонансная томография и ультразвуковое исследование, проведенные спустя 1 и 3 месяца с момента завершения курса лечения, не выявили признаков возникновения ретинобластомы, а также других видов рака. Самочувствие пациента было нормальным.

Поскольку ранее было доказано восстановительное воздействие витронектина на волосковые клетки, а характер аудиограмм пациентов до и после лечения, описанного в примерах 1 и 2, свидетельствует именно об излечении от сенсоневральной потери слуха, из этого следует, что вероятнее всего предложенные средства излечивают в слуховой системе именно волосковые клетки. Об этом также говорит положительный эффект от ношения кохлеарного имплантата пациентом, проходившего курс лечения по примеру 2. Кроме того, в большинстве случаев сенсоневральная потеря слуха связана с поражением именно данного типа клеток. Вместе с тем, чтобы достоверно убедиться в этом и вместе с тем понять действительную причину улучшения слуха, необходимо было провести изучение их морфологических изменений.

С этой целью были исследованы волосковые клетки ушной улитки погибшей серой крысы, которая до этого проживала на стройке в местах, где шум от ремонтных работ был продолжительным и часто превышал 120 дБ.

В начале произвели вскрытие внутреннего уха. Из кортиева органа была извлечена сосудистая полоска (капиллярная сеть) вместе с расположенным на ней нейроэпителием и помещена в питательную среду.

После удаления текториальной мембраны, с помощью сканирующего электронного микроскопа было изучено строение колонии волосковых клеток. На фиг. 3 видно, что большинство из них погибли либо находились в критическом состоянии, их стереоцилии были сильно повреждены. Этиология данного заболевания была ясна: длительное пребывание в местах, где шум превышает допустимые нормы, очень часто приводит к нейросенсорной потере слуха.

С целью проверки колонии клеток на пролиферацию в их среду добавляли бромдезоксиуридин до концентрации на единицу объема клеточной среды 0,00002 г/мл, после чего они были изучены при помощи конфокального микроскопа Nikon A1+/A1R+. Признаков пролиферации волосковых клеток не наблюдалось (фиг. 5).

Была приготовлена водная суспензия для лечения нейросенсорной потери слуха, содержащая, г/мл:

Данную суспензию добавляли в колонию клеток в течение 5 дней каждые 12 часов в количестве 0,001-0,0015 г/мл клеточной среды.

На фиг. 4 видно, что по истечении данного срока многие клетки восстановились, появились новые, их стереоцилии были полноценными.

После добавления бромдезоксиуридина в количестве 0,00002 г/мл клеточной среды колония была изучена при помощи конфокального микроскопа Nikon A1+/A1R+. Иммуногистохимическое окрашивание отдельных участков нейроэпителия, изображенное на фиг. 6, явно свидетельствует о наличии пролиферирующих клеток.

Следует отметить, что двадцатидневное наблюдение не выявило признаков канцерогенеза в нейроэпителии, о чем свидетельствовало отсутствие клеточной атипии и, как следствие, клеточной дисплазии. Отклонения от нормальной структуры всего тканевого комплекса в течение указанного срока не наблюдались.

Таким образом, было впервые установлено, что витронектин или его смесь с одним или более глюкокортикоидов позволяют активировать сигнальный путь Shh конкретно в волосковых клетках внутреннего уха и таким образом регенерировать их, в частности, посредством активации процесса их пролиферации, при этом за счет его облегченной диффузии не только при оперативном вмешательстве и непосредственном воздействии на них, как в прототипе, но и другими (не оперативными) способами, что значительно расширяет методы применения предложенных средств. Способность витронектина диффундировать также белок Shh и доставлять его к клеткам-мишеням обеспечивает ощутимый эффект восстановления волосковых клеток, в отличие от применения глюкокортикоидов, у которых эта способность не была обнаружена. Данные факты позволяют сделать вывод о соответствии предложенных изобретений условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предложенные средства являются первыми и на данный момент единственными эффективными средствами лечения сенсоневральной потери слуха, связанной с повреждением волосковых клеток. До их разработки в медицине был широко известен факт, что «волосковые клетки человека никаким образом восстановить невозможно» (статья /Ч. Либерман «Скрытая потеря слуха». В мире науки. 2015 октябрь; №10: страница 59, столбец 2, абзац 3/; статья /Edge AS, Chen ZY (2008). «Hair cell regeneration». Current Opinion in Neurobiology 18 (4): pages 377-382/; интернет-публикация http://sbio.info/news/newsmed/stvolovye_kletki_izbavja, 05.04.2009).

Компоненты для приготовления различных вариантов предложенных средств являются легкодоступными, а для труднодоступного витронектина, как упоминалось выше, существует несколько известных и несложных способов получения.

Дальнейшее освоение области контроля экспрессии генов откроет новые возможности для восстановления организма. Помимо гена Rbl существует также много и других генов, играющих двойную роль: как их экспрессия, так и их подавление для определенных частей и функций организма играют положительную роль и одновременно для других частей и функций - отрицательную. По аналогии с тем, как грамотным подавлением гена Rb1 можно поспособствовать восстановлению волосковых клеток и вместе с тем не спровоцировать при этом образование злокачественных опухолей, таким же образом в живом организме можно восстановить и все остальное, включая зрение, чувствительность, движения, пищеварительную систему, мозг, зубы. Кроме того, управлением активностью генов можно даже восстановить потерянные конечности и органы, однако данная сфера практически не изучена. Внести ясность в данный вопрос поможет изучение генофонда рептилий, птиц и рыб, у которых помимо волосковых клеток внутреннего уха также могут восстанавливаться конечности, зубы и зрение, в связи с чем существует предположение, что именно эти факторы обеспечивали некоторым видам динозавров весьма большую продолжительность жизни.

Одним из наиболее важных аспектов данной области также является доскональное изучение всех функций того или иного гена и экспрессируемых им белков, поскольку, как отмечалось выше, активация или подавление определенного гена с целью восстановления одной функции организма может привести к необратимым и разрушительным последствиям, связанным с изменением или отключением других функций организма.

1. Средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой витронектин.

2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

3. Средство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ламинин.

4. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пальмитиновую кислоту.

5. Средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида.

6. Средство по п. 5, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пальмитиновую кислоту.

7. Средство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ламинин.

Группа изобретений касается лечения и/или профилактики вестибулярных нарушений. Предложено применение селективного антагониста H4-гистаминовых рецепторов, выбранных из группы, состоящей из 1-[(5-хлор-1H-бензимидазол-2-ил)карбонил]-4-метилпиперазина, 1-[(5-хлор-1H-индол-2-ил)карбонил]-4-метилпиперазина, 4-((3R-)-3-аминопирролидин-1-ил)-6,7-дигидро-5H-бензоциклогептапиримидин-2-иламина или цис-4-(пиперазин-1-ил)-5,6,7a,8,9,10,11,11a-октагидробензофурохиназолин-2-амина для лечения и/или профилактики вестибулярных нарушений и композиция того же назначения, включающая указанные соединения.

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для лечения экссудативного среднего отита. Для этого осуществляют фармакопунктурное воздействие на корпоральные точки: IG4(вань-гу), IG17(тянь-жун), VB2(тин-хуэй), VB8(шуай-гу), VB10(фу-бай), VB11(тоу-цяо-инь), VB12(вань-гу), Т14(да-чжуй), Т20(бай-хуэй), Т22(синь-хуэй), GI4(хэ-гу), Е36(цзу-сань-ли), TR20(цзяо-сунь), TR21(эр-мэнь).

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии, и может быть использовано в рамках предимплантационной подготовки эндометрия к программе ЭКО.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к способу увеличения периода времени до рецидива опухоли, и может быть использовано в медицине. Получают антагонисты неурегулина, представляющие собой анти-NRG1 антитело, siPHK или shPHK, нацеленные на NRG1, или иммуноадгезин к NRG1 для введения пациенту, ранее получавшему противораковую терапию, в комбинации с терапевтическим средством, выбранным из паклитаксела, цисплатина или их комбинации для отсрочки времени до рецидива опухоли или предотвращения развития резистентности раковых клеток к лечению терапевтическим агентом.

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для лечения пациентов с хронической обструктивной болезнью легких, осложнившейся анемией.

Изобретение относится к области биохимии, биотехнологии и генетической инженерии, в частности к лекарственному средству для лечения фиброза печени на основе смеси двух невирусных плазмидных конструкций. Первая невирусная плазмидная конструкция представляет собой pC4W-HGFopt и содержит ген, кодирующий фактор роста гепатоцитов человека. Вторая - pVax1-UPAopt и содержит ген, кодирующий урокиназу человека. В указанном лекарственном средстве плазмидные конструкции содержатся в следующих концентрациях: pC4W-HGFopt - от 0,5 до 0,7 мг/мл; pVax1-UPAopt - от 0,3 до 0,5 мг/мл, причем суммарная концентрация ДНК составляет 1±0,01 мг/мл. Настоящее изобретение раскрывает способ получения указанного лекарственного средства и способ лечения фиброза печени с использованием указанного лекарственного средства в фармацевтически приемлемом количестве. Настоящее изобретение позволяет получить лекарственное средство для лечения фиброза печени, обладающее повышенной эффективностью, являющееся безопасным и упрощенным в получении. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 28 ил., 4 табл., 9 пр.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована в отоларингологии для лечения нейросенсорной потери слуха различных стадий. Для этого предложены варианты средства лечения, включающие компонент, активирующий клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog. В качестве такого компонента в первом варианте средства используют витронектин. При этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент. Во втором варианте средства в качестве такого компонента используют смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида. В отличие от первого средства оно также дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам. Технический результат - обеспечение регенерации поврежденных волосковых клеток внутреннего уха, в том числе их пролиферации, без опасности возникновения в организме рака, в частности ретинобластомы, а также расширение методов применения средства для лечения нейросенсорной потери слуха. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

И будете в порядке.

Как устроен наш слух.

Уши открывают для нас мир голосов, звуков, мелодий. Сложный механизм передает в мозг звуки, приятные и не очень. В ухе находится также орган, помогающий нам свободно ориентироваться в пространстве и сохранять равновесие.
Орган слуха — это хитроумная система, состоящая из тончайших мембран, полостей, маленьких косточек и волосковых слуховых клеток. Ухо воспринимает невидимые звуковые колебания, волнообразно распространяющиеся в воздухе. Их ловит ушная раковина, в ухе колебания преобразуются в нервные импульсы, которые мозг регистрирует как звуки. Ушная раковина и наружный слуховой проход образуют наружное ухо. Железы в коже слухового прохода выделяют специальную смазку — ушную серу, чтобы бактерии, грязь и вода не могли проникнуть в высокочувствительные области внутреннего уха, расположенные в глубине черепа.
Слуховой проход заканчивается эластичной барабанной перепонкой, которая под действием звуковых колебаний начинает вибрировать, передавая колебательные импульсы на слуховые косточки среднего уха. Эти три маленькие косточки — молоточек, наковальня и стремечко — получили свои названия благодаря специфической форме. Они расположены своеобразной цепочкой, с помощью которой колебания диафрагмы преобразуются в энергию давления и передаются во внутреннее ухо.

Улитка — орган, где возникает слух.

Во внутреннем ухе находится так называемая улитка, в которой содержится концевой аппарат слухового нерва — кортиев орган. В спиралевидном канале улитки, заполненном вязкой жидкостью, располагаются примерно 20 тысяч микроскопических волосковых клеток. Они путем сложных химических процессов преобразуют колебания в нервные импульсы, которые по слуховому нерву направляются в центр слуха головного мозга. Здесь они воспринимаются уже как слуховое ощущение, будь то речь, музыка или другие звуки. Во внутреннем ухе находится и вестибулярный аппарат. Он состоит из трех полукружных каналов, расположенных под прямым углом друг к другу. Они наполнены лимфой. При каждом движении головы возникают легкие течения, которые улавливаются волосковыми клетками и передаются в виде нервных импульсов в боль­шие полушария мозга. Если человек начинает терять равновесие, эти импульсы вызывают рефлекторные реакции мускулатуры и глаз, и происходит коррекция положения тела.

Причины ослабления слуха.

Шум — одна из самых рас­пространенных причин нарушений слуха. Сила звука измеряется в децибелах (дБ). Звук силой 85-90 дБ и выше (такой шум создает стандартный кухонный комбайн или проезжающий в непосредственной близости грузовик), воздействующий на уши человека каждый день в течение длительного времени, может вызвать нарушения слуха. Постоянный шум вызывает чрезмерное раздражение, которое губительно воздействует на чувствительные клетки. Громкие звуки, например грохот взрыва, могут вызвать временную потерю слуха.
С возрастом острота слуха снижается. Этот процесс, как правило, начинается после 40 лет. Причина возрастного ослабления слуха — снижение работоспособности волосковых клеток.
Шум, стресс, прием некоторых медикаментов, вирусные инфекции и недостаточное кровоснабжение могут привести к нарушениям слуха.
Слух может также пострадать от неправильного положения шейных позвонков и челюсти, от чрезмерно высокого артериального давления. Все эти факторы могут — вызывать и резкое снижение слуха — неожиданно наступающую одностороннюю или двустороннюю глухоту. Они также нередко являются причиной шума в ушах, когда слышится какое то шуршание, шипение, свист или звон. Это явление обычно временное, но бывает и так, что шум в ушах беспокоит человека постоянно. При любых болезненных ощущениях в ушах немедленно обращайтесь к врачу, поскольку они могут привести к тугоухости и даже глухоте.

Улучшение слуха — помощь при нарушении слуха.

Примерно 20% людей в промышленно развитых странах страдает нарушениями слуха и нуждаются в его улучшении.
При первых же жалобах на снижение слуха обращайтесь к врачу: чем раньше будет проведено обследование, тем эффективнее может быть лечение.
Существуют разные модели слуховых аппаратов. Наряду с моделями, у которых микрофон прикреплен за ухом, есть аппараты, которые вставляются в ушную раковину и почти незаметны. В последние годы разработаны приборы-имплантанты, которые вживляются людям, страдающим полной глухотой.
Слуховой аппарат должен подбирать врач или специалист-акустик. Приборы не только должны усиливать звуки, но и фильтровать их.

Двухнедельная программа улучшения слуха.

Движение для улучшения слуха
«Санаторная программа» для ваших ушей улучшит слух и работу вестибулярного аппарата. Она включает:

• для улучшения кровообращения.
• Упражнения йоги для Развития чувства равновесия.

Расслабление для улучшения слуха
Телесный и духовный зажим мешает нам хорошо слышать.

• Снимите напряжение и , в том числе точечного.
• Научитесь слушать тишину, чтобы улучшить восприятие звуков.

Питание для улучшениня слуха

• Поддержите свой слух правильным выбором продуктов питания, которые должны содержать много витамина В6. Это улучшит кровообращение.
• Противодействуйте закупорке сосудов в ушах, отказавшись от пищи, содержащей насыщенные жирные кислоты.

Преграда шуму . Федор, 48 лет, многие годы страдал головными болями и . Врач никак не мог понять причину. Как-то раз врач пришел к Федору на дом и услышал непрерывный шум интенсивного движения на улице. Врач порекомендовал установить на окна ставни. Через пару недель симптомы практически сошли на нет.

Пройдите , если вы стали замечать, что забываете некоторые вещи.

Регистрация двух сенсорных модальностей - слуха и равновесия - происходит в ухе. Оба органа (слуха и равновесия) формируют в толще височной кости преддверие (vestibulum) и улитку (cochlea) - преддверно-улитковый орган. Рецепторные (волосковые) клетки (рис. 11-1) органа слуха расположены в перепончатом канале улитки (кортиев орган), а органа равновесия (вестибулярный аппарат) в структурах преддверия - полукружных каналах, маточке (utriculus) и мешочке (sacculus).

Рис. 11-1. Преддверно-улитковый орган и рецепторные области (справа вверху, зачернены) органов слуха и равновесия. Движение перилимфы от овального к круглому окну обозначены стрелками

СЛУХ

ОРГАН СЛУХА анатомически состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо представлено ушной раковиной и наружным слуховым проходом.

Среднее ухо. Его полость сообщается с носоглоткой при помощи евстахиевой (слуховой) трубы и отделена от наружного слухового прохода барабанной перепонкой диаметром 9 мм, а от преддверия и барабанной лестницы улитки - овальным и круглым окнами соответственно. Барабанная перепонка передаёт звуковые колебания на три маленькие взаимосвязанные слуховые косточки: молоточек прикреплён к барабанной перепонке, а стремечко - к овальному окну. Эти косточки вибрируют в унисон и усиливают звук в двадцать раз. Слуховая труба поддерживает давление воздуха в полости среднего уха на уровне атмосферного.

Внутреннее ухо. Полость преддверия, барабанная и вестибулярная лестницы улитки (рис. 11-2) заполнены перилимфой, а находящиеся в перилимфе полукружные каналы, маточка, мешочек и улитковый проток (перепончатый канал улитки) - эндолимфой. Между эндолимфой и перилимфой существует электрический потенциал - около +80 мВ (внутриулитковый, или эндокохлеарный потенциал).

❖ Эндолимфа - вязкая жидкость, заполняет перепончатый канал улитки и соединяется через специальный канал (ductus reuniens) с эндолимфой вестибулярного аппарата. Концентрация K+ в эндолимфе в 100 раз больше, чем в спинномозговой жидкости (ликворе) и перилимфе; концентрация Na+ в эндолимфе в 10 раз меньше, чем в перилимфе.

❖ Перилимфа по химическому составу близка к плазме крови и ликвору и занимает промежуточное положение между ними по содержанию белка.

❖ Эндокохлеарный потенциал. Перепончатый канал улитки заряжен положительно (+60-+80 мВ) относительно двух других лестниц. Источник этого (эндокохлеарного) потенциала - сосудистая полоска. Волосковые клетки поляризованы эндокохлеарным потенциалом до критического уровня, что повышает их чувствительность к механическому воздействию.

Улигка и кортиев орган

Улитка - спирально закрученный костный канал - образует 2,5 завитка длиной около 35 мм. Базилярная (основная) и вестибулярная мембраны, расположенные внутри канала улитки, делят

Рис. 11-2. Перепончатый канал и спиральный (кортиев) орган . Канал улитки разделён на барабанную и вестибулярную лестницы и перепончатый канал (средняя лестница), в котором расположен кортиев орган. Перепончатый канал отделён от барабанной лестницы базилярной мембраной. В её составе проходят периферические отростки нейронов спирального ганглия, образующие синаптические контакты с наружными и внутренними волосковыми клетками

Полость канала на три части: барабанная лестница (scala tympani), вестибулярная лестница (scala vestibuli) и перепончатый канал улитки (scala media, средняя лестница, улитковый ход). Эндолимфа заполняет перепончатый канал улитки, а перилимфа - вестибулярную и барабанную лестницы. В перепончатом канале улитки на базилярной мембране расположен рецепторный аппарат улитки - кортиев (спиральный) орган. Кортиев орган (рис. 11-2 и 11-3) содержит несколько рядов клеток, поддерживающих и волосковых. Все клетки прикреплены к базилярной мембране, волосковые клетки своей свободной поверхностью связаны с покровной мембраной.

Рис. 11-3. Волосковые рецепторные клетки кортиева органа

Волосковые клетки - рецепторные клетки органа Корти. Они образуют синаптические контакты с периферическими отростками чувствительных нейронов спирального ганглия. Различают внутренние и наружные волосковые клетки, разделённые свободным от клеток пространством (туннель).

❖ Внутренние волосковые клетки образуют один ряд. На их свободной поверхности находится 30-60 неподвижных микроотростков - стереоцилий, проходящих через покровную мембрану. Стереоцилии расположены полукругом (или в виде буквы V), открытым в сторону наружных структур кортиева органа. Общее количество клеток около 3500, они образуют примерно 95% синапсов с отростками чувствительных нейронов спирального ганглия.

❖ Наружные волосковые клетки расположены в 3-5 рядов и также имеют стереоцилии. Их число достигает 12 тыс., но все вместе они образуют не более 5% синапсов с афферентными волокнами. Однако если наружные клетки повреждены, а внутренние клетки интактны, всё равно происходит заметная потеря слуха. Возможно, наружные волосковые клетки как-то контролируют чувствительность внутренних волосковых клеток для различных звуковых уровней.

Базилярная мембрана, разделяющая среднюю и барабанную лестницы, содержит до 30 тыс. базилярных волокон, идущих от костного стержня улитки (modiolus) по направлению к её наружной стенке. Базилярные волокна - тугие, эластичные, тростниковоподобные - прикреплены к стержню улитки только на одном конце. В результате базилярные волокна могут гармонично вибрировать. Длина базилярных волокон увеличивается от основания к верхушке улитки - геликотреме. В области овального и круглого окон их длина составляет около 0,04 мм, в области геликотремы они длиннее в 12 раз. Диаметр базилярных волокон уменьшается от основания к верхушке улитки примерно в 100 раз. В итоге короткие базилярные волокна возле овального окна вибрируют лучшим образом на высокие частоты, в то время как длинные волокна вблизи геликотремы лучше вибрируют на низкие частоты (рис. 11-4). Следовательно, высокочастотный резонанс базилярной мембраны наблюдается возле основания, где звуковые волны входят в улитку через овальное окно, а низкочастотный резонанс возникает возле геликотремы.

Проведение звука к улитке

Цепочка передачи звукового давления вьглядит следующим образом: барабанная перепонка - молоточек - наковальня - стремя - мембрана овального окна - перилимфа - базилярная и текториальная мембраны - мембрана круглого окна (см. рис. 11-1). При смещении стремени перилимфа перемещается по вестибулярной лестнице и затем через геликотрему по барабанной лестнице к круглому окну. Жидкость, сдвинутая смещением мембраны овального окна, создаёт избыточное давление в вестибулярном канале. Под действием этого давления базилярная мембрана смещается в сторону барабанной лестницы. Колебательная реакция в виде волны распространяется от базилярной мембраны к геликотреме. Смещение текториальной мембраны относительно волосковых клеток при действии звука вызывает их возбуждение. Возникающая электрическая реакция (микрофонный эффект) повторяет форму звукового сигнала.

Движение звуковых волн в улитке

Когда подошва стремени движется внутрь против овального окна, круглое окно выпячивается наружу, потому что улитка со всех сторон окружена костной тканью. Начальный эффект звуковой волны, входящей в овальное окно, проявляется в прогибании базилярной мембраны в области основания улитки в направлении круглого

Рис. 11-4. Характер волн вдоль базилярной мембраны. На А, Б и В изображены вестибулярная (сверху) и барабанная лестницы (снизу) в направлении от овального (слева вверху) через геликотрему (справа) к круглому (слева внизу) окну; базилярная мембрана на А-Г - разделяющая названные лестницы горизонтальная линия. Средняя лестница в модели не учтена. Слева: движение волн высоко- (А), средне- (Б) и низкочастотных (В) звуков вдоль базилярной мембраны. Справа: корреляция между частотой звука и амплитудой колебаний базилярной мембраны в зависимости от расстоянием от основания улитки

окна. Однако эластическое напряжение базилярных волокон со- здаёт волну жидкости, которая пробегает вдоль базилярной мембраны в направлении геликотремы (рис. 11-4).

Каждая волна сначала относительно слаба, но становится более сильной, когда достигает той части базилярной мембраны, где собственный резонанс мембраны становится равным частоте звуковой волны. В этой точке базилярная мембрана может свободно вибрировать вперёд и назад, т.е. энергия звуковой волны рассеивается, волна прерывается в этой точке и теряет способность продвигаться вдоль базилярной мембраны. Таким образом, звуковая волна высокой частоты проходит короткое расстояние вдоль базилярной мембраны, прежде чем она достигнет своей резонансной точки и исчезнет; звуковые волны средней частоты проходят примерно половину пути и затем прекращаются; наконец, звуковые волны очень низкой частоты проходят вдоль мембраны почти до геликотремы.

Активация волосковых клеток

Неподвижные и упругие стереоцилии направлены кверху от апикальной поверхности волосковых клеток и проникают в покровную мембрану (рис. 11-3). В то же время базальная часть волосковых рецепторных клеток фиксирована к содержащим базилярные волокна

мембране. Волосковые клетки возбуждаются, как только базилярная мембрана начинает вибрировать вместе с прикреплёнными к ней клетками и покровной мембраной. И это возбуждение волосковых клеток (генерация рецепторного потенциала) начинается в стереоцилиях.

Рецепторный потенциал. Возникшее натяжение стереоцилий вызывает механические преобразования, открывающие от 200 до 300 катионных каналов. Ионы K+ из эндолимфы поступают внутрь стереоцилии, вызывая деполяризацию мембраны волосковой клетки. В синапсах между рецепторной клеткой и афферентным нервным окончанием выделяется быстродействующий нейромедиатор - глутамат, происходит его взаимодействие с глутаматными рецепторами, деполяризация постсинаптической мембраны и генерация ПД.

Дирекциональная чувствительность. Когда базилярные волокна изгибаются в направлении вестибулярной лестницы, волосковые клетки деполяризуются; но при движении базилярной мембраны в противоположном направлении они гиперполяризуются (такая же дирекциональная чувствительность, определяющая электрический ответ рецепторной клетки, характерна для волосковых клеток органа равновесия, см. рис. 11-7А).

Детектирование характеристик звука

Частота звуковой волны жёстко «привязана» к конкретному участку базилярной мембраны (см. рис. 11-4). Более того, существует пространственная организация нервных волокон на протяжении всего слухового пути - от улитки до коры больших полушарий. Регистрация сигналов в слуховом тракте мозгового ствола и в слуховом поле коры больших полушарий показывает, что имеются специальные нейроны мозга, возбуждаемые конкретными звуковыми частотами. Следовательно, главным методом, используемым нервной системой для определения звуковых частот, является установление того участка базилярной мембраны, который наиболее стимулирован, - так называемый «принцип места».

Громкость. Слуховая система использует для определения громкости несколько механизмов.

❖ Громкий звук повышает амплитуду колебаний базилярной мембраны, что увеличивает количество возбуждённых волосковых клеток, а это приводит к пространственной суммации импульсов и передаче возбуждения по многим нервным волокнам.

❖ Наружные волосковые клетки не возбуждаются до тех пор, пока вибрация базилярной мембраны не достигнет высокой интен-

сивности. Стимуляция этих клеток может оцениваться нервной системой как показатель действительно громкого звука. ❖ Оценка громкости. Между физической силой звука и кажущейся его громкостью нет прямой пропорциональной зависимости, т.е. ощущение увеличения громкости звука не следует строго параллельно возрастанию силы звука (уровню звуковой мощности). Для оценки уровня звуковой мощности используют логарифмический показатель реальной силы звука: 10-кратное увеличение энергии звука - 1 бел (Б). 0,1 Б называется децибел (дБ) 1 дБ - увеличение звуковой энергии в 1,26 раза - интенсивность звука по отношению к пороговой (2х10 -5 дин/см 2) (1 дин = 10 -5 Н). При обычном восприятии звука во время общения человек может различать изменения интенсивности звука в 1 дБ.

Слуховые пути и центры

На рис. 11-5А показана упрощенная схема основных слуховых путей. Афферентные нервные волокна от улитки входят в спиральный ганглий и от него поступают в дорсальные (задние) и вентральные (передние) улитковые ядра, расположенные в верхней части продолговатого мозга. Здесь восходящие нервные волокна образуют синапсы с нейронами второго порядка, аксоны которых

Рис. 11-5. А. Основные слуховые пути (вид на ствол мозга сзади, мозжечок и кора больших полушарий удалены). Б. Слуховая кора

частью переходят на противоположную сторону к ядрам верхней оливы, а частью оканчиваются на ядрах верхней оливы этой же стороны. От ядер верхней оливы слуховые пути поднимаются вверх через латеральный лемнисковой путь; часть волокон оканчивается в латеральных лемнисковых ядрах, а большинство аксонов минует эти ядра и следует до нижнего двухолмия, где все или почти все слуховые волокна образуют синапсы. Отсюда слуховой путь проходит к медиальным коленчатым телам, где все волокна заканчиваются синапсами. Окончательно слуховой путь завершается в слуховой коре, располагающейся главным образом в верхней извилине височной доли (рис. 11-5Б). Базилярная мембрана улитки на всех уровнях слухового пути представлена в форме определённых проекционных карт различных частот. Уже на уровне среднего мозга появляются нейроны, детектирующие на принципах латерального и возвратного торможения несколько признаков звука.

Слуховая кора

Проекционные области слуховой коры (рис. 11-5Б) располагаются не только в верхней части верхней височной извилины, но и простираются на наружную сторону височной доли, захватывая часть островковой коры и теменной покрышки.

Первичная слуховая кора непосредственно получает сигналы от внутреннего (медиального) коленчатого тела, в то время как слуховая ассоциативная область вторично возбуждается импульсами из первичной слуховой коры и таламических областей, граничащих с медиальным коленчатым телом.

Тонотопические карты. В каждой из 6 тонотопических карт звуки высокой частоты возбуждают нейроны в задней части карты, в то время как звуки низкой частоты возбуждают нейроны в передней её части. Предполагают, что каждая отдельная область воспринимает свои специфические особенности звука. Например, одна большая карта в первичной слуховой коре почти целиком дискриминирует звуки, которые субъекту кажутся высокими. Другая карта используется для определения направления поступления звука. Некоторые области слуховой коры выявляют специальные качества звуковых сигналов (например, неожиданное начало звуков или модуляции звуков).

Диапазон звуковой частоты, на которую отвечают нейроны слуховой коры уже, чем для нейронов спирального ганглия и мозгового ствола. Это объясняется, с одной стороны, высокой степенью специализации нейронов коры, а с другой стороны - феноменом латерального и возвратного торможения, усиливающего раз-

решающую способность нейронов воспринимать необходимую частоту звука.

Определение направления звука

Направление источника звука. Два уха, работающие в унисон, могут обнаруживать источник звука по разнице в громкости и времени, которое ему требуется, чтобы достичь обеих сторон головы. Человек определяет звук, идущий к нему, двумя путями. Временем задержки между поступлением звука в одно ухо и в противоположное ухо. Сначала звук поступает к уху, находящемуся ближе к источнику звука. Звуки низкой частоты огибают голову в силу их значительной длины. Если источник звука находится по средней линии спереди или сзади, то даже минимальный сдвиг от средней линии воспринимается человеком. Такое тонкое сравнение минимальной разницы во времени прихода звука осуществляется ЦНС в точках, где осуществляется конвергенция слуховых сигналов. Этими точками конвергенции являются верхние оливы, нижнее двухолмие, первичная слуховая кора. Различием между интенсивностью звуков в двух ушах. При высоких частотах звука размер головы заметно превышает длину звуковой волны, и волна отражается головой. Это приводит к возникновению разницы в интенсивности звуков, приходящих к правому и левому уху.

Слуховые ощущения

Диапазон частот, который воспринимает человек, включает около 10 октав музыкальной шкалы (от 16 Гц до 20 кГц). Этот диапазон постепенно уменьшается с возрастом за счёт снижения восприятия высоких частот. Различение частоты звука характеризуется минимальным различием по частоте двух близких звуков, которое ещё улавливается человеком.

Абсолютный порог слуховой чувствительности - минимальная сила звука, которую слышит человек в 50% случаев его предъявления. Порог слышимости зависит от частоты звуковых волн. Максимальная чувствительность слуха человека располагается в области от 500 до 4000 Гц. В этих границах воспринимается звук, имеющий чрезвычайно малую энергию. В диапазоне этих частот располагается область звукового восприятия речи человека.

Чувствительность к звуковым частотам ниже 500 Гц прогрессивно снижается. Это предохраняет человека от возможного постоянного ощущения низкочастотных колебаний и шумов, производимых собственным телом.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРИЕНТАЦИЯ

Пространственная ориентация тела в покое и движении в значительной степени обеспечивается рефлекторной активностью, берущей начало в вестибулярном аппарате внутреннего уха.

Вестибулярный аппарат

Вестибулярный (преддверный) аппарат, или орган равновесия (рис. 11-1) расположен в каменистой части височной кости и состоит из костного и перепончатого лабиринтов. Костный лабиринт - система полукружных протоков (canales semicirculares) и сообщающаяся с ними полость - преддверие (vestibulum) . Перепончатый лабиринт - система тонкостенных трубок и мешочков, расположенная внутри костного лабиринта. В костных ампулах перепончатые каналы расширяются. В каждом ампулярном расширении полукружного канала находятся гребешки (crista ampullaris). В преддверии перепончатый лабиринт образуется две сообщающихся между собой полости: маточка, в которую открываются перепончатые полукружные каналы, и мешочек. Чувствительные области этих полостей - пятна. Перепончатые полукружные каналы, маточка и мешочек заполнены эндолимфой и сообщаются с улиткой, а также с расположенным в полости черепа эндолимфатическим мешком. Гребешки и пятна - воспринимающие области вестибулярного органа - содержат рецепторные волосковые клетки. В полукружных каналах происходит регистрация вращательных движений (угловое ускорение), в маточке и мешочке - линейное ускорение.

Чувствительные пятна и гребешки (рис. 11-6). В эпителии пятен и гребешков находятся чувствительные волосковые и поддерживающие клетки. Эпителий пятен покрыт студенистой отолитовой мембраной, содержащей отолиты - кристаллы карбоната кальция. Эпителий гребешков окружён желеобразным прозрачным куполом (рис. 11-6А и 11-6Б), легко смещающимся при движениях эндолимфы.

Волосковые клетки (рис. 11-6 и 11-6Б) находятся в гребешках каждой ампулы полукружных каналов и в пятнах мешочков преддверия. Волосковые рецепторные клетки в апикальной части содержат 40-110 неподвижных волосков (стереоцилии) и одну подвижную ресничку (киноцилия), расположенную на периферии пучка стереоцилий. Самые длинные стереоцилии находятся вблизи киноцилии, а длина остальных уменьшается по мере удаления от киноцилии. Волосковые клетки чувствительны к направлению действия стимула (дирекционная чувствительность, см. рис. 11-7А). При направлении раздражающего воздействия от стереоцилий к

Рис. 11-6. Рецепторная область органа равновесия. Вертикальные срезы через гребешок (А) и пятна (Б, В). ОМ - отолитовая мембрана; О - отолиты; ПК - поддерживающая клетка; РК - рецепторная клетка

киноцилии волосковая клетка возбуждается (происходит деполяризация). При противоположном направлении стимула происходит угнетение ответа (гиперполяризация).

Стимуляция полукружных каналов

Рецепторы полукружных каналов воспринимают ускорение вращения, т.е. углового ускорения (рис. 11-7). В состоянии покоя наблюдается баланс частоты нервных импульсов от ампул обеих сторон головы. Углового ускорения порядка 0,5° в секунду достаточно для смещения купола и сгибания ресничек. Угловое ускорение регистрируется благодаря инерции эндолимфы. При повороте головы эндолимфа остаётся в прежнем положении, а свободный конец купола отклоняется в сторону, противоположную повороту. Перемещение купола сгибает киноцилию и стероцилии, внедрённые в желеобразную структуру купола. Наклон стереоцилий по направлению к киноцилии вызывает деполяризацию и возбуждение; противоположное направление наклона приводит к гиперполяризации и торможению. При возбуждении в волосковых клетках генерируется рецепторный потенциал и происходит выброс ацетилхолина, который и активирует афферентные окончания вестибулярного нерва.

Рис. 11-7. Физиология регистрации углового ускорения. А - различная реакция волосковых клеток в гребешках ампул левого и правого горизонтальных полукружных каналов при повороте головы. Б - Последовательно увеличивающиеся изображения воспринимающих структур гребешка

Реакции организма, вызванные стимуляцией полукружных каналов.

Стимуляция полукружных каналов вызывает субъективные ощущения в виде головокружения, тошноты и других реакций, связанных с возбуждением вегетативной нервной системы. К этому добавляются объективные проявления в виде изменения тонуса глазных мышц (нистагм) и тонуса антигравитационных мышц (реакция падения). Головокружение является ощущением вращения и может вызвать нарушение равновесия и падение. Направление ощущения вращения зависит от того, какой полукружный канал был стимулирован. В каждом случае головокружение ориентировано в направлении, противоположном смещению эндолимфы. Во время вращения ощущение головокружения направлено в сторону вращения. Ощущение, испытываемое после прекращения вращения, направлено в сторону, противоположную от реального вращения. В результате головокружения возникают вегетативные реакции - тошнота, рвота, бледность, потоотделение, а при интенсивной стимуляции полукружных каналов возможно резкое падение АД (коллапс).

Нистагм и нарушения мышечного тонуса. Стимуляция полукружных каналов вызывает изменения мышечного тонуса, проявляющиеся в нистагме, нарушении координаторных проб и реакции падения.

❖ Нистагм - ритмические подёргивания глаза, состоящие из медленных и быстрых движений. Медленные движения всегда направлены в сторону движения эндолимфы и являются рефлекторной реакцией. Рефлекс возникает в гребешках полукружных каналов, импульсы поступают к вестибулярным ядрам ствола мозга и оттуда переключаются к мышцам глаза. Быстрые движения определяются направлением нистагма; они возникают в результате активности ЦНС (как часть вестибулярного рефлекса из ретикулярной формации в ствол мозга). Вращение в горизонтальной плоскости вызывает горизонтальный нистагм, вращение в сагиттальной плоскости - вертикальный нистагм, вращение во фронтальной плоскости - вращательный нистагм.

❖ Выпрямительный рефлекс. Нарушение указательной пробы и реакция падения являются результатом изменений тонуса антигравитационных мышц. Тонус мышц-разгибателей увеличивается на стороне тела, куда направлено смещение эндолимфы, и понижается на противоположной стороне. Так, если силы гравитации направлены на правую стопу, то голова и тело человека отклоняются вправо, смещая эндолимфу влево. Возникший рефлекс немедленно вызовет разгибание правой ноги и руки и сгибание левой руки и ноги, сопровождаемое отклонением глаз влево. Эти движения являются защитным выпрямительным рефлексом.

Стимуляция маточки и мешочка

Статическое равновесие. Пятно маточки, лежащее горизонтально на нижней её поверхности, реагирует на линейное ускорение в горизонтальном направлении (например, в положении лёжа); пятно мешочка, расположенное вертикально на боковой поверхности мешочка (рис. 11-7Б), определяет линейное ускорение в вертикальном направлении (например, в положении стоя). Наклон головы смещает мешочек и маточку на какой-то угол между горизонтальным и вертикальным положением. Сила тяжести отолитов двигает отолитовую мембрану по отношению к поверхности сенсорного эпителия. Цилии, внедрённые в отолитовую мембрану, сгибаются под влиянием отолитовой мембраны, скользящей вдоль них. Если цилии сгибаются в сторону киноци-

Лии, то происходит увеличение импульсной активности, если в другую сторону от киноцилии, то импульсная активность уменьшается. Таким образом, функцией мешочка и маточки является поддержание статического равновесия и ориентация головы по отношению к направлению силы тяжести. Равновесие во время линейного ускорения. Пятна маточки и мешочка участвуют также в определении линейного ускорения. Когда человек неожиданно получает толчок вперёд (ускорение), то отолитовая мембрана, имеющая инерционность намного больше, чем окружающая жидкость, смещается назад на цилии волосковой клетки. Это вызывает поступление в нервную систему сигнала о нарушении равновесия тела, и человек чувствует, что он падает назад. Автоматически человек наклоняется вперёд до тех пор, пока это движение не вызовет одинаково равное ощущение падения вперёд, потому что отолитовая мембрана под влиянием ускорения возвращается на своё место. В этой точке нервная система определяет состояние подходящего равновесия и прекращает наклон тела вперёд. Следовательно, пятна управляют поддержанием равновесия во время линейного ускорения.

Проекционные пути вестибулярного аппарата

Вестибулярная ветвь VIII черепного нерва образована отростками примерно 19 тыс. биполярных нейронов, образующих чувствительный ганглий. Периферические отростки этих нейронов подходят к волосковым клеткам каждого полукружного канала, маточки и мешочка, а центральные отростки направляются в вестибулярные ядра продолговатого мозга (рис. 11-8А). Аксоны нервных клеток второго порядка связаны со спинным мозгом (преддверно-спинномозговой путь, оливо-спинномозговой путь) и поднимаются в составе медиальных продольных пучков к двигательным ядрам черепных нервов, осуществляющих контроль движений глаза. Имеется также путь, проводящий импульсы от вестибулярных рецепторов через таламус к коре больших полушарий мозга.

Вестибулярный аппарат является частью мультимодальной системы (рис. 11-8Б), включающей зрительные и соматические рецепторы, которые посылают сигналы к вестибулярным ядрам либо непосредственно, либо через вестибулярные ядра мозжечка или ретикулярную формацию. Входящие сигналы интегрируются в вестибулярных ядрах, и выходящие команды воздействуют на глазодвигательные и спинальные системы моторного контроля. На рис. 11-8Б

Рис. 11-8. А Восходящие пути вестибулярного аппарата (вид сзади, мозжечок и кора больших полушарий удалены). Б. Мультимодальная система пространственной ориентации тела.

показана центральная и координирующая роль вестибулярных ядер, соединённых прямыми и обратными связями с основными рецепторными и центральными системами пространственной координации.

Каждая волосковая клетка имеет 50-70 небольших ресничек, называемых стереоцилиями, и одну большую ресничку - киноцилию. Киноцилия всегда расположена с одной стороны клетки, а стереоцилии постепенно становятся короче по направлению к другой стороне клетки. Мельчайшие нитевидные сцепки, почти невидимые даже в электронный микроскоп, связывают верхушку каждой стереоцилии с соседней, более длинной стереоцилией и в итоге - с киноцилией. Благодаря этим сцепкам при отклонении стереоцилии и киноцилии в сторону киноцилии нитевидные сцепки тянут стереоцилии одну за другой, оттягивая их наружу от тела клетки.

Это открывает несколько сотен заполненных жидкостью каналов в мембране нервной клетки вокруг оснований стереоцилии. В результате создается возможность проведения через мембрану большого количества положительных ионов, которые текут в клетку из окружающей эндолимфатической жидкости, вызывая деполяризацию мембраны рецептора. Наоборот, отклонение пучка стереоцилии в противоположном направлении (от киноцилии) уменьшает натяжение сцепок; это закрывает ионные каналы, что ведет к гиперполяризации рецептора.

В условиях покоя по нервным волокнам , идущим от волосковых клеток, постоянно проводятся импульсы с частотой примерно 100 имп/сек. Когда стереоцилии отклоняются в направлении киноцилии, поток импульсов усиливается до нескольких сотен в секунду; наоборот, отклонение ресничек в направлении от киноцилии уменьшает поток импульсов, часто выключая его полностью. Следовательно, когда ориентация головы в пространстве изменяется и вес статоко-ний отклоняет реснички, соответствующие сигналы передаются к головному мозгу для регуляции равновесия.

В каждой макуле каждая из волосковых клеток ориентирована в определенном направлении, поэтому одни из этих клеток стимулируются при наклоне головы вперед, другие - при отклонении головы назад, третьи - при отклонении в одну сторону и т.д. Следовательно, для каждой ориентации головы в гравитационном поле в нервных волокнах, идущих от макулы, возникает разный «рисунок» возбуждения. Именно этот «рисунок» информирует мозг об ориентации головы в пространстве.

Полукружные каналы . Три полукружных канала в каждом вестибулярном аппарате, известные как передний, задний и латеральный (горизонтальный) полукружные каналы, расположены под прямым углом друг к другу так, что представляют все три плоскости пространства. Когда голова наклонена вперед приблизительно на 30°, латеральные полукружные каналы лежат примерно горизонтально по отношению к поверхности Земли, передние каналы - в вертикальных плоскостях, которые проецируются вперед и на 45° наружу, тогда как задние каналы расположены в вертикальных плоскостях, направленных назад и на 45° наружу.

Каждый полукружный канал имеет расширение на одном из его концов, которое называют ампулой; и каналы, и ампула наполнены жидкостью, называемой эндолимфой. Ток этой жидкости через один из каналов и его ампулу возбуждает сенсорный орган ампулы следующим образом. На рисунке виден небольшой гребешок, имеющийся в каждой ампуле, который называют ампулярным гребешком. Сверху этот гребешок покрыт рыхлой студенистой тканевой массой, называемой куполом (купулой).

Когда голова человека начинает поворачиваться в любом направлении, жидкость в одном или более полукружных каналов по инерции остается неподвижной, тогда как сами полукружные каналы поворачиваются вместе с головой. При этом жидкость течет от протока и через ампулу, сгибая купол в одну сторону. Вращение головы в противоположном направлении вызывает отклонение купола в другую сторону.

Внутрь купола погружены сотни ресничек волосковых клеток, расположенных на ампулярном гребешке. Киноцилии всех волосковых клеток в куполе ориентированы в одном направлении, и отклонение купола в этом направлении вызывает деполяризацию волосковых клеток, а отклонение его в противоположном направлении гиперполяризует клетки. От волосковых клеток соответствующие сигналы посылаются по вестибулярному нерву, информируя центральную нервную систему об изменении вращения головы и скорости изменения в каждой из трех плоскостей пространства.

Вернуться в оглавление раздела " "