Головна · Печія та відрижка · Чи правда, що нервові клітини не відновлюються. Нервові клітини: і все-таки вони відновлюються! Чи правда, що нервові клітини не відновлюються

Чи правда, що нервові клітини не відновлюються. Нервові клітини: і все-таки вони відновлюються! Чи правда, що нервові клітини не відновлюються

Нервова система є складною і мало вивченою частиною нашого організму. Вона складається зі 100 мільярдів клітин – нейронів, та гліальних клітин, яких приблизно у 30 разів більше. До нашого часу вченим удалося вивчити лише 5% нервових клітин. Решта поки що загадка, яку медики намагаються розгадати будь-якими методами.

Нейрон: будова та функції

Нейрон – головний структурний елемент нервової системи, що еволюціонував із нейроефекторних клітин. Функція нервових клітин полягає у відповіді на подразники скороченням. Це клітини, які здатні передавати інформацію за допомогою електричного імпульсу, хімічним та механічним шляхами.

За виконуючими функціями нейрони бувають руховими, чутливими та проміжними. Чутливі нервові клітини передають інформацію від рецепторів до мозку, рухові – до м'язових тканин. Проміжні нейрони здатні виконувати і ту, й іншу функції.

Анатомічно нейрони складаються з тіла та двох типів відростків – аксонів та дендритів. Дендритів часто є кілька, їх функція уловлюванні сигналу від інших нейронів і створення зв'язків між нейронами. Аксони призначені передачі того самого сигналу інші нервові клітини. Зовні нейрони покриті спеціальною оболонкою, із спеціального білка – мієліну. Він схильний до самовідновлення протягом усього людського життя.

Як виглядає передача того самого нервового імпульсу? Припустимо, що Ви взялися рукою за гарячу ручку сковороди. На той момент реагують рецептори, що знаходяться в м'язовій тканині пальців рук. За допомогою імпульсів вони надсилають інформацію в головний мозок. Там інформація «перетравлюється» і формується відповідь, що відправляється назад до м'язів, суб'єктивно виявляючись почуттям печіння.

Нейрони, чи вони відновлюються?

Ще у дитинстві нам мама казала: бережи нервову систему, клітини не відновлюються. Тоді така фраза звучала якось страшно. Якщо клітини не відновлюються, що робити? Як уберегтися від їхньої загибелі? На такі питання мала б відповісти сучасна наука. Загалом не все так погано та страшно. Весь організм має великі можливості для відновлення, чому ж нервові клітини не можуть. Адже після черепно-мозкових травм, інсультів, коли йде суттєве ушкодження тканин мозку, він якось повертає собі втрачені функції. Відповідно в нервових клітинах щось відбувається.

Ще зачаття в організмі «програмується» відмирання нервових клітин. Деякі дослідження говорять про загибель 1% нейронів на рік. У такому разі років за 20 мозок зносився б аж до неможливості людиною виконувати найпростіші речі. Але так немає, і мозок здатний повноцінно функціонувати до глибокої старості.

Спочатку вчені проводили дослідження відновлення нервових клітин у тварин. Після пошкодження мозку у ссавців, виявилося, що існуючі нервові клітини розділилися навпіл, і утворилося два повноцінні нейрони, в результаті функції мозку відновилися. Щоправда, такі здібності виявили лише у молодих тварин. У старих ссавців збільшення клітин не відбулося. Надалі досліди проводили на мишах, їх запускали у велике місто, тим самим змушуючи шукати вихід. І помітили цікаву річ, кількість нервових клітин у піддослідних мишей збільшилася, на відміну від тих, що жили у звичайних умовах.

У всіх тканинах організму, відновлення відбувається шляхом поділу існуючих клітин. Після проведення досліджень нейрона медики твердо заявили: нервова клітина не ділиться. Однак це нічого не означає. Нові клітини можуть утворитися шляхом нейрогенезу, який починається у внутрішньоутробному періоді і продовжується все життя. Нейрогенез - це синтез нових нервових клітин з попередників - стовбурових клітин, які в подальшому мігрують, диференціюються і перетворюються на зрілі нейрони. Вперше повідомлення про таке відновлення нервових клітин з'явилося ще 1962 року. Але воно нічим не підкріплювалося, відповідно не мало жодного значення.

Приблизно двадцять років тому нові дослідження показали, що нейрогенез існує в мозку. У птахів, які починали багато співати навесні, кількість нервових клітин зростала вдвічі. Після завершення певного періоду кількість нейронів знову зменшувалася. Надалі було доведено, що нейрогенез може відбуватися лише у деяких ділянках мозку. Одним із них є область навколо шлуночків. Другим — гіпокамп, розташований біля бічного шлуночка мозку, який відповідає за пам'ять, мислення та емоції. Тому здатність запам'ятовувати та розмірковувати, змінюються протягом життя, внаслідок впливу різних факторів.

Як видно з вищесказаного, хоча мозок на 95% ще не вивчений, є достатньо фактів, що підтверджують, що нервові клітини відновлюються.

Мозок новонародженої дитини містить 100 мільярдів нервових клітин - нейронів. Вважається, що їхня кількість залишається незмінною протягом усього життя. У міру дорослішання людини та розвитку її інтелекту збільшується не число нейронів, а число та складність з'єднань між ними. Загибель нервових клітин внаслідок хвороби чи травми непоправна – людина втрачає здатність думати, відчувати, говорити, рухатися – залежно від того, які частини мозку пошкоджені. Тому і існує вислів: "нервові клітини не відновлюються".

На запитання: чи можна відновити ушкоджену нервову тканину? - Наука довгий час відповідала негативно. Проте дослідження академіка Російської академії природничих наук, члена Міжнародних інститутів ембріології та біології розвитку Лева Володимировича Полежаєва свідчать про інше: у деяких умовах нервові клітини можуть бути відновлені.

Академік Л. ПОЛЕЖАЄВ.

Загадки нейронів

Медикам давно відомо, що при пошкодженні різних відділів мозку у людини нервові клітини (нейрони) втрачають здатність проводити електричні імпульси. Крім того, при травмах мозку нейрони сильно змінюються: їх численні гіллясті відростки, що приймають і передають нервові імпульси, зникають, клітини зморщуються та зменшуються у розмірі. Після такого перетворення нейрони не здатні виконувати свою головну роботу в організмі. А не працюють нервові клітини – немає і мислення, емоцій, складних проявів психічного життя людини. Тому травмування нервової тканини, особливо в головному мозку, призводить до непоправних наслідків. Це стосується не лише людини, а й ссавців.

А як справи з іншими тваринами - чи у всіх нервова тканина не відновлюється після пошкодження? Виявляється, у риб, тритонів, аксолотлів, саламандр, жаб та ящірок нервові клітини мозку здатні до відновлення.

Чому ж в одних тварин нервова тканина має здатність до регенерації, а в інших немає? І чи це так насправді? Це питання довгі роки займало уми вчених.

Що таке взагалі відновлення нервової тканини? Це або поява нових нервових клітин, які візьмуть на себе функції загиблих нейронів, або повернення нервових клітин, що змінилися в результаті травми, у вихідний робочий стан.

Джерелом відновлення нервової тканини можуть стати ще не розвинені клітини глибоких шарів мозку. Вони перетворюються на так звані нейробласти – попередники нервових клітин, а потім уже – на нейрони. Це явище виявив у 1967 році німецький дослідник В. Кірше – спочатку у жаб та аксолотлів, а потім ще й у щурів.

Був помічений і інший шлях: після пошкодження мозку нервові клітини, що збереглися, світлішають, усередині них формуються два ядра, далі розділяється навпіл цитоплазма, і в результаті цього поділу виходить два нейрони. Так виникають нові нервові клітини. Російський біолог І. Рампан, який працював в Інституті мозку, в 1956 першим відкрив саме такий спосіб відновлення нервової тканини у щурів, собак, вовків та інших видів тварин.

У 1981-1985 роках американський дослідник Ф. Ноттебом виявив, що подібні процеси протікають у самців канарок, що співають. У них сильно збільшуються області мозку, які відповідають за співи - як виявилося, за рахунок того, що в цих областях з'являються нові нейрони.

У 70-ті роки в Київському та Саратовському університетах, у Московському медичному інституті дослідники вивчали щурів та собак із пошкодженнями різних ділянок мозку. Під мікроскопом вдалося простежити, як по краях рани нервові клітини розмножуються та з'являються нові нейрони. Проте нервова тканина у сфері травми повністю не відновлювалася. Напрошувалося питання: чи не можна якось стимулювати процес розподілу клітин і цим викликати появу нових нейронів?

Трансплантація нервової тканини
Вчені намагалися вирішити проблему відновлення нервової тканини таким шляхом – пересадити нервову тканину, взяту від дорослих ссавців, у головний мозок інших тварин того ж виду. Але ці спроби не привели до успіху – пересаджена тканина розсмоктувалась. У 1962-1963 роках автор статті та його співробітниця Е. Н. Карнаухова пішли іншим шляхом – вони здійснили пересадку шматочка мозку від одного щура до іншого, використовуючи для трансплантації розтерту, безклітинну нервову тканину. Досвід виявився вдалим – тканина мозку у тварин відновилася.

У 70-ті роки у багатьох країнах світу стали проводити пересадки у головний мозок нервової тканини не дорослих тварин, а зародків. При цьому ембріональна нервова тканина не відторгалася, а приживлялась, розвивалася і з'єднувалася з нервовими клітинами мозку господаря, тобто почувала себе як удома. Цей парадоксальний факт дослідники пояснили тим, що ембріональна тканина більш стійка, ніж доросла.

Крім того, цей метод мав і інші переваги - шматочок ембріональної тканини не відкидався при трансплантації. Чому? Справа в тому, що тканина мозку відокремлена від решти внутрішнього середовища організму так званим гематоенцефалічним бар'єром. Цей бар'єр не пропускає у мозок великі молекули та клітини з інших частин тіла. Гематоенцефалічний бар'єр складається із щільно зімкнутих клітин внутрішньої частини тонких кровоносних судин мозку. Порушений під час пересадки нервової тканини гематоенцефалічний бар'єр через деякий час відновлюється. Все, що розташоване всередині бар'єру – у тому числі й пересаджений шматочок ембріональної нервової тканини, – організм вважає "своїм". Цей шматочок виявляється ніби у привілейованому положенні. Тому імунні клітини, зазвичай сприяють відторгненню всього чужорідного, цього шматочок не реагують, і він успішно приживається у мозку. Пересаджені нейрони своїми відростками поєднуються з відростками нейронів господаря і буквально вростають у тонку та складну структуру кори головного мозку.

Важливу роль відіграє і такий факт: при трансплантації із зруйнованої нервової тканини та господаря та трансплантату виділяються продукти розпаду нервової тканини. Вони якимось чином омолоджують нервову тканину хазяїна. Внаслідок цього мозок практично повністю відновлюється.

Цей метод пересадки нервової тканини став швидко поширюватися у різних країнах світу. Виявилось, що трансплантацію нервової тканини можна здійснювати і у людей. Так з'явилася можливість лікувати деякі неврологічні та психічні захворювання.

Наприклад, при хворобі Паркінсона у хворого руйнується особливий відділ мозку – чорна субстанція. У ній виробляється речовина - дофамін, яка у здорових людей передається нервовими відростками в сусідню частину мозку і здійснює регуляцію різноманітних рухів. За хвороби Паркінсона цей процес порушується. Людина не може здійснювати цілеспрямовані рухи, руки її тремтять, тіло поступово втрачає рухливість.

Сьогодні за допомогою ембріональної трансплантації у Швеції, Мексиці, США, на Кубі прооперовано, але вже кілька сотень пацієнтів із хворобою Паркінсона. Вони знову набули здатності рухатися, а дехто повернувся до роботи.

Пересадка ембріональної нервової тканини в ділянку рани може допомогти і при тяжких травмах голови. Така робота проводиться зараз в Інституті нейрохірургії, яким керує академік О. П. Ромоданов, і в деяких американських клініках.

За допомогою ембріональної трансплантації нервової тканини вдалося покращити стан пацієнтів із так званою хворобою Гентінгтона, при якій людина не може контролювати свої рухи. Це з порушенням роботи деяких частин мозку. Після трансплантації ембріональної нервової тканини в уражену ділянку хворий поступово знаходить контроль над своїми рухами.

Можливо, що медикам вдасться за допомогою пересадки нервової тканини покращити пам'ять та пізнавальні здібності тих пацієнтів, чий мозок зруйнований хворобою Альцгеймера.

Нейрони можуть відновлюватись
У лабораторії експериментальної нейрогенетики Інституту загальної генетики ім. М. І. Вавілова АН СРСР кілька років проводили досліди на тваринах, щоб встановити причини загибелі нервових клітин та зрозуміти можливості їх відновлення. Автор статті та його співробітники виявили, що в умовах гострого кисневого голодування деякі нейрони зморщувалися або розчинялися, інші ж якось боролися з нестачею кисню. Однак при цьому в нейронах різко знижувалося вироблення білка та нуклеїнових кислот, і клітини втрачали здатність проводити нервові імпульси.

Після кисневого голодування в головний мозок щурів пересаджували шматочок ембріональної нервової тканини. Трансплантати успішно приживлялися. Відростки їхніх нейронів поєднувалися з відростками нейронів мозку господаря. Дослідники виявили, що цей процес якось посилюють продукти розпаду нервової тканини, що виділяються під час операції. Очевидно, саме вони стимулювали регенерацію нервових клітин. Завдяки якимось речовинам, що містяться в зруйнованій нервовій тканині, зморщені та зменшені у розмірі нейрони поступово відновлювали свій звичайний зовнішній вигляд. Вони починалася активна вироблення біологічно важливих молекул, і клітини знову ставали здатними проводити нервові імпульси.

Який саме продукт розпаду нервової тканини мозку дає поштовх регенерації нервових клітин? Пошуки поступово привели до висновку: найбільш важливою є інформаційна РНК ("дублер" молекули спадковості ДНК). На основі цієї молекули у клітині з амінокислот синтезуються специфічні білки. Введення в мозок цієї РНК призвело до повного відновлення нервових клітин, що змінилися після кисневого голодування. Поведінка тварин після ін'єкції РНК була такою ж, як у їх здорових побратимів.

Набагато зручніше було б вводити РНК у кровоносні судини тварин. Але зробити це виявилося непросто – великі молекули не проходили крізь гематоенцефалічний бар'єр. Однак, проникність бар'єру можна регулювати, наприклад, за допомогою ін'єкції розчину солі. Якщо в такий спосіб тимчасово розкрити гематоэнцефалический бар'єр, та був зробити ін'єкцію РНК, то молекула РНК досягне мети.

Автор статті разом із хіміком-органіком з Інституту судової психіатрії В. П. Чехоніним вирішили вдосконалити метод. Вони з'єднали РНК з поверхнево активною речовиною, яка служила як би "буксиром" і дозволило великим молекулам РНК пройти в мозок. 1993 року досліди увінчалися успіхом. За допомогою електронної мікроскопії вдалося простежити, як клітини капілярів мозку як би "заковтують" і потім викидають у мозок РНК.

Таким чином, був розроблений метод регенерації нервової тканини, абсолютно безпечний, нешкідливий та дуже простий. Є надія, що цей метод дасть до рук лікарям зброю проти тяжких психічних хвороб, які сьогодні вважаються невиліковними. Однак для застосування цих розробок у клініці потрібно, згідно з вказівками МОЗ Росії та Фармкомітету, провести перевірку препарату на мутагенність, канцерогенність та токсичність. Перевірка триватиме 2-3 роки. На жаль, наразі експериментальну роботу призупинено: немає фінансування. Тим часом ця робота має величезне значення, оскільки хворих на шизофренію, старече недоумство, маніакально-депресивний психоз у нашій країні чимало. У багатьох випадках лікарі неспроможні щось зробити, а хворі повільно гинуть.

Література

Полежаєв Л. Ст, Александрова М. А. Трансплантація тканини мозку в нормі та патології. М., 1986.

Полежаєв Л. В. та ін. Трансплантація тканини мозку в біології та медицині. М., 1993.

Полежаєв Л. Трансплантація лікує мозок."Наука життя" № 5, 1989.

Нейрони та мозок

У головному мозку людини та ссавців вчені виділяють області та ядра – щільні скупчення нейронів. Розрізняють також кору мозку та підкіркові ділянки. Всі ці ділянки мозку складаються з нейронів та пов'язані між собою відростками нейронів. Кожен нейрон має один аксон – довгий відросток та безліч дендритів – коротких відростків. Специфічні сполуки між нейронами називаються синапсами. Нейрони оточені клітинами іншого роду – гліоцитами. Вони відіграють роль клітин, що підтримують і живлять нейрони. Нейрони легко ушкоджуються, дуже вразливі: через 5-10 хвилин після того, як перестав надходити кисень, вони гинуть.

Словник до статті

Нейрони- нервові клітини.

Гематоенцефалічний бар'єр- структура із клітин внутрішньої частини капілярів мозку, яка не пропускає в мозок великі молекули та клітини з інших частин тіла.

Сінапс- особлива сполука нервових клітин.

Гіпоксія- Нестача кисню.

Трансплантат- шматочок тканини, який пересідає іншій тварині (реципієнту).

РНК- молекула, що дублює спадкову інформацію та служить основою для синтезу білків.

Нервові клітини мозкуз 1928 носять тавро, дане їм іспанським нейрогістологом Сантьяго Рамон-І-Халемом: нервові клітини не відновлюються. У першій половині XX століття було логічно дійти такого висновку, тому що до цього часу вчені знали лише те, що мозок у процесі життя зменшується в обсязі, а нейрони не можуть ділитися. Але наука не стоїть на місці, і з того часу в галузі нейробіології зроблена маса відкриттів. Виявляється, відмирання нервових клітин мозку такий самий постійний і природний процес, як і їхнє оновлення: у різних ділянках нервової тканини відновлення відбувається зі швидкістю від 15 до 100% на рік. На підставі існуючих даних, вчені сміливо можуть сказати: нервові клітини відновлюютьсяі це науково доведений факт. В істинності цієї думки ми спробуємо розібратися на сторінках нашого електронного журналу.

Нервові клітини мозку не відновлюються: перше спростування

Нервові клітини мозкустали заручниками наукового авторитету. Сьогодні твердження іспанського вченого, що вже стало крилатим, багато людей з самого дитинства сприймають як істину. А чому? Будучи нобелівським лауреатом 1906 року, Сантьяго Рамон-І-Халеммав велику повагу у сучасників. Тому його припущення про відновлення нервових клітин довгий час ніхто не наважувався спростувати. І лише до кінця минулого століття (тільки до 1999 року) співробітники факультету психології Прінстонського університету Елізабет Гоулді Чарлз Гроссдовели за допомогою експерименту, що зрілий мозок може продукувати нові нейрони в кількості кількох тисяч на день, причому цей процес, який називається нейрогенезом, відбувається протягом усього життя. Результати досліджень вчені опублікували в авторитетному журналі « Science».

designua/bigstock.com

Нейробіологія – прогрес через 100 років

Досліди вчені проводили на мавпах – генетично схожих людей предках. Щоб виявити нові нервові клітини мозку, Гоулд і Гросс ввели приматам спеціальну речовину-мітку BrdU. Зазначимо, що ця мітка включається виключно ДНК тих клітин, які активно діляться. Після ін'єкції, в різні часи (від 2 годин до 7 днів), дослідники тестували кору головного мозку піддослідних.

Виконання когнітивних функцій змушує нейрони ділитися

Нові клітини з ДНК, що містять BrdU, були виявлені в трьох різних зонах головного мозку з чотирьох тестованих: у префронтальній, темпоральній та задній парієтальних областях. Відомо, що всі ці області відповідають за когнітивні функції, тобто планування, реалізацію короткочасної пам'яті, впізнавання об'єктів та осіб та просторову орієнтацію. Цікаво, що жодної нової клітини не утворилося в стріальній корі, яка відповідальна за перші, примітивніші, операції, пов'язані з візуальним аналізом. У зв'язку з цим Гоулд і Гросс припустили, що нові клітини можуть бути важливими для процесу навчання та пам'яті, будучи чистими «аркушами паперу», на яких записується нова інформація та нові навички.

Але це ще не все

Спостереження за «новачками» показали наявність у них довгих відростків – аксонів, а також здатність пізнавати певні білки, які є нейроноспецифічними. За рахунок цього вчені змогли зробити висновок, що новоутворені клітини мають всі характеристики нейронів.

designua/bigstock.com

Нейрогенез існує. Остаточні результати досліджень Гоулд та Гроса

Як пояснили Гоулд і Гросс, нові клітини починали розмножуватися в області мозку, яка називається субвентрикулярна зона (svz), і вже звідти мігрували до кори – до місць їхнього постійного перебування, де й дозрівали до дорослого стану.

Іншими вченими вже було встановлено, що svz – джерело нейрональних стовбурових клітин – клітин, які можуть дати життя будь-якій спеціалізованій клітині нервової системи

Результати досліджень Гоулд і Гросса свідчать, що нейрогенезис є, і він грає дуже важливу роль у реалізації вищої нервової діяльності головного мозку.

Гейдж і Еріксон: нервові клітини мозку з'являються в гіпокампі

Дослідження Фреда Гейджа із Салківського інституту біологічних досліджень (Каліфорнія) та Пітера Еріксона із Салгренського університету (Швеція) підтвердили можливість появи нових нервових клітин у гіпокампі дорослих приматів, включаючи людину.

Гіпокамп - частина лімбічної системи головного мозку. Бере участь у механізмах формування емоцій, консолідації пам'яті (тобто переходу короткочасної пам'яті у довготривалу)

Вчені вилучили гіпокампальну тканину у п'яти пацієнтів, які померли від раку. Свого часу цим пацієнтам ввели ін'єкцію BrdU, щоб знайти ракові клітини. Гейжд і Еріксон у всіх померлих виявили велику кількість нейронів, помічених BrdU у гіпокампальній тканині. Важливо, що вік людей перед смертю був у межах 57-72 років. Це доводить не тільки те, що нервові клітини відновлюються, а й те, що вони утворюються в гіпокампі протягом усього життя людини.

Аутоімунні лейкоцити відновлюють нервові клітини. Дослідження ізраїльських вчених

До 2006 року з'явилося багато доказів того, що нервові клітини таки відновлюються. Але ніхто, крім ізраїльських вчених, раніше не ставив собі запитання: а як мозок дізнається, що час розпочати процес регенерації?

Здивуючись цим питанням, дослідники перебрали всі види клітин, які були виявлені раніше в голові у людей. Успішним виявилося вивчення одного з підвидів лейкоцитів – Т-лімфоцитів. Фахівці припустили, що ці аутоімунні лейкоцити, основу яких лежать реакції імунітету, спрямовані проти своїх органів чи тканин, займаються не руйнацією, а відновленням нервової тканини.

Вчені зробили припущення, виходячи з факту, що при ушкодженнях нервової тканини аутоімунні Т-лімфоцити допомагають власним лейкоцитам – резидентам мозку. Вони разом знищують шкідливі речовини, що утворюються у пошкоджених ділянках.

Чи вірна теорія?

Щоб перевірити теорію, група на чолі з професором Шварцем провела три серії експериментів з мишами. Тварин поміщали в середу, що стимулює їх розумову та фізичну активність. Для об'єктивності результатів використовувалися три види тварин.

У здорових мишей під час дослідів починалося посилене формування нервових клітин у гіпокампі - області головного мозку, що відповідає за пам'ять (це знову ж таки доводить вірність досліджень Гейджа і Еріксона). Потім вчені повторили експеримент, тільки з мишами, які страждають на серйозну лейкопенію - дефіцит лейкоцитів (у тому числі Т-лімфоцитів) в крові. У них за аналогічних умов утворилося значно менше нових нервових клітин. Третій експеримент провели на мишах, які мають усі важливі лейкоцити, за винятком T-лімфоцитів. І отримали результат, ідентичний до другої частини експериментів.

Знижене формування нервових клітин підтвердило, що T-лімфоцити – суттєві фактори нейрогенези. Причому сприяли формуванню нових нейронів саме T-лімфоцити – аутоімунні «вбивці клітин». Саме вони віддавали первинну команду відновлення нервових клітин. Для підтвердження свого висновку вчені запровадили T-лімфоцити мишам із лейкопенією. І процес формування клітин мозку пришвидшився.

Відновлюється по 700 нейронів на добу. Дослідження шведських вчених

Швидкість, із якою відновлюються нервові клітини, виміряли шведські вчені з Каролінського інституту. Виявилося, що вона може досягати 700 нових нейронів на день.

Такого висновку вчені дійшли в результаті довгих досліджень. Фахівців зацікавила ситуація, що відбувалася у 50-х роках минулого століття. Саме тоді проводилися наземні ядерні випробування. Тоді вони сильно нашкодили не лише навколишньому середовищу, випустивши в атмосферу радіоактивний ізотоп – вуглець-14, а й завдали шкоди здоров'ю людини.

Науковці вивчили нервові клітини людей, які випробували. Як з'ясувалося, вони вбрали в себе ізотоп у підвищеній концентрації, і він назавжди вбудувався в ланцюжки ДНК. Вуглець-14 дозволив визначити вік клітин. З'ясувалося, що нервові клітини з'являлися у час. А це означає, що протягом усього життя, поряд зі старими, народжувалися і нові.

І старість може бути на радість

На Всесвітньому конгресі психіатрів, що пройшов нещодавно в Санкт-Петербурзі, відомий німецький нейробіолог професор Геттінгенського університету Гарольд Хютер запевнив:

«Нервова тканина відновлюється у будь-якому віці. У 20 років процес триває інтенсивно, а 70 – повільно. Але йдеться».

Вчений навів приклад спостереження канадських колег за черницями похилого віку. Фахівці спостерігали за жінками 100 років і більше. Дослідження їх головного мозку на магнітно-резонансній томографії показали, що все гаразд, і жодних проявів старечого недоумства немає.

За словами німецького професора, вся справа в способі життя та мислення цих жінок, які постійно чогось навчаються та навчають. Черниці за своєю натурою скромні і мають стійкі уявлення про будову світу. Вони дотримуються активної життєвої позиції та моляться, розраховуючи змінити людей на краще. Втім, як стверджує Гарольд Хютер, таких результатів може досягти кожна людина, яка доглядає за собою.

Отже, дані результати досліджень, які свідчать, що нервові клітини все-таки відновлюються, допомагають розвіяти як народний міф. Вони відкривають нові шляхи лікування таких захворювань нервової системи як хвороба Паркінсона, хвороба Альцгеймера, хвороба Хантінгтона.

Відомо, що ці захворювання характеризуються тим, що нервові клітини або гинуть або втрачають свою функцію. Недуга починає прогресувати, коли втрата нейронів досягає критичного рівня. Можливо, за допомогою наукових відкриттів у галузі нейробіології вченим вдасться знайти способи на нейрогенез. Отже, з'явиться можливість допомогти людям, які страждають від «нервових» хвороб, штучно активувавши виробництво нових нейронів у певних галузях мозку.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Мозок новонародженої дитини містить 100 мільярдів нервових клітин - нейронів. Вважається, що їхня кількість залишається незмінною протягом усього життя. У міру дорослішання людини та розвитку її інтелекту збільшується не число нейронів, а число та складність з'єднань між ними. Загибель нервових клітин внаслідок хвороби чи травми непоправна – людина втрачає здатність думати, відчувати, говорити, рухатися – залежно від того, які частини мозку пошкоджені. Тому і існує вислів: "нервові клітини не відновлюються".

На запитання: чи можна відновити ушкоджену нервову тканину? - Наука довгий час відповідала негативно. Проте дослідження академіка Російської академії природничих наук, члена Міжнародних інститутів ембріології та біології розвитку Лева Володимировича Полежаєва свідчать про інше: у деяких умовах нервові клітини можуть бути відновлені.

Академік Л. ПОЛЕЖАЄВ.

Загадки нейронів

Медикам давно відомо, що при пошкодженні різних відділів мозку у людини нервові клітини (нейрони) втрачають здатність проводити електричні імпульси. Крім того, при травмах мозку нейрони сильно змінюються: їх численні гіллясті відростки, що приймають і передають нервові імпульси, зникають, клітини зморщуються та зменшуються у розмірі. Після такого перетворення нейрони не здатні виконувати свою головну роботу в організмі. А не працюють нервові клітини – немає і мислення, емоцій, складних проявів психічного життя людини. Тому травмування нервової тканини, особливо в головному мозку, призводить до непоправних наслідків. Це стосується не лише людини, а й ссавців.

А як справи з іншими тваринами - чи у всіх нервова тканина не відновлюється після пошкодження? Виявляється, у риб, тритонів, аксолотлів, саламандр, жаб та ящірок нервові клітини мозку здатні до відновлення.

Чому ж в одних тварин нервова тканина має здатність до регенерації, а в інших немає? І чи це так насправді? Це питання довгі роки займало уми вчених.

Що таке взагалі відновлення нервової тканини? Це або поява нових нервових клітин, які візьмуть на себе функції загиблих нейронів, або повернення нервових клітин, що змінилися в результаті травми, у вихідний робочий стан.

Джерелом відновлення нервової тканини можуть стати ще не розвинені клітини глибоких шарів мозку. Вони перетворюються на так звані нейробласти – попередники нервових клітин, а потім уже – на нейрони. Це явище виявив у 1967 році німецький дослідник В. Кірше – спочатку у жаб та аксолотлів, а потім ще й у щурів.

Був помічений і інший шлях: після пошкодження мозку нервові клітини, що збереглися, світлішають, усередині них формуються два ядра, далі розділяється навпіл цитоплазма, і в результаті цього поділу виходить два нейрони. Так виникають нові нервові клітини. Російський біолог І. Рампан, який працював в Інституті мозку, в 1956 першим відкрив саме такий спосіб відновлення нервової тканини у щурів, собак, вовків та інших видів тварин.

У 1981-1985 роках американський дослідник Ф. Ноттебом виявив, що подібні процеси протікають у самців канарок, що співають. У них сильно збільшуються області мозку, які відповідають за співи - як виявилося, за рахунок того, що в цих областях з'являються нові нейрони.

У 70-ті роки в Київському та Саратовському університетах, у Московському медичному інституті дослідники вивчали щурів та собак із пошкодженнями різних ділянок мозку. Під мікроскопом вдалося простежити, як по краях рани нервові клітини розмножуються та з'являються нові нейрони. Проте нервова тканина у сфері травми повністю не відновлювалася. Напрошувалося питання: чи не можна якось стимулювати процес розподілу клітин і цим викликати появу нових нейронів?

Трансплантація нервової тканини
Вчені намагалися вирішити проблему відновлення нервової тканини таким шляхом – пересадити нервову тканину, взяту від дорослих ссавців, у головний мозок інших тварин того ж виду. Але ці спроби не привели до успіху – пересаджена тканина розсмоктувалась. У 1962-1963 роках автор статті та його співробітниця Е. Н. Карнаухова пішли іншим шляхом – вони здійснили пересадку шматочка мозку від одного щура до іншого, використовуючи для трансплантації розтерту, безклітинну нервову тканину. Досвід виявився вдалим – тканина мозку у тварин відновилася.

У 70-ті роки у багатьох країнах світу стали проводити пересадки у головний мозок нервової тканини не дорослих тварин, а зародків. При цьому ембріональна нервова тканина не відторгалася, а приживлялась, розвивалася і з'єднувалася з нервовими клітинами мозку господаря, тобто почувала себе як удома. Цей парадоксальний факт дослідники пояснили тим, що ембріональна тканина більш стійка, ніж доросла.

Крім того, цей метод мав і інші переваги - шматочок ембріональної тканини не відкидався при трансплантації. Чому? Справа в тому, що тканина мозку відокремлена від решти внутрішнього середовища організму так званим гематоенцефалічним бар'єром. Цей бар'єр не пропускає у мозок великі молекули та клітини з інших частин тіла. Гематоенцефалічний бар'єр складається із щільно зімкнутих клітин внутрішньої частини тонких кровоносних судин мозку. Порушений під час пересадки нервової тканини гематоенцефалічний бар'єр через деякий час відновлюється. Все, що розташоване всередині бар'єру – у тому числі й пересаджений шматочок ембріональної нервової тканини, – організм вважає "своїм". Цей шматочок виявляється ніби у привілейованому положенні. Тому імунні клітини, зазвичай сприяють відторгненню всього чужорідного, цього шматочок не реагують, і він успішно приживається у мозку. Пересаджені нейрони своїми відростками поєднуються з відростками нейронів господаря і буквально вростають у тонку та складну структуру кори головного мозку.

Важливу роль відіграє і такий факт: при трансплантації із зруйнованої нервової тканини та господаря та трансплантату виділяються продукти розпаду нервової тканини. Вони якимось чином омолоджують нервову тканину хазяїна. Внаслідок цього мозок практично повністю відновлюється.

Цей метод пересадки нервової тканини став швидко поширюватися у різних країнах світу. Виявилось, що трансплантацію нервової тканини можна здійснювати і у людей. Так з'явилася можливість лікувати деякі неврологічні та психічні захворювання.

Наприклад, при хворобі Паркінсона у хворого руйнується особливий відділ мозку – чорна субстанція. У ній виробляється речовина - дофамін, яка у здорових людей передається нервовими відростками в сусідню частину мозку і здійснює регуляцію різноманітних рухів. За хвороби Паркінсона цей процес порушується. Людина не може здійснювати цілеспрямовані рухи, руки її тремтять, тіло поступово втрачає рухливість.

Сьогодні за допомогою ембріональної трансплантації у Швеції, Мексиці, США, на Кубі прооперовано, але вже кілька сотень пацієнтів із хворобою Паркінсона. Вони знову набули здатності рухатися, а дехто повернувся до роботи.

Пересадка ембріональної нервової тканини в ділянку рани може допомогти і при тяжких травмах голови. Така робота проводиться зараз в Інституті нейрохірургії, яким керує академік О. П. Ромоданов, і в деяких американських клініках.

За допомогою ембріональної трансплантації нервової тканини вдалося покращити стан пацієнтів із так званою хворобою Гентінгтона, при якій людина не може контролювати свої рухи. Це з порушенням роботи деяких частин мозку. Після трансплантації ембріональної нервової тканини в уражену ділянку хворий поступово знаходить контроль над своїми рухами.

Можливо, що медикам вдасться за допомогою пересадки нервової тканини покращити пам'ять та пізнавальні здібності тих пацієнтів, чий мозок зруйнований хворобою Альцгеймера.

Нейрони можуть відновлюватись
У лабораторії експериментальної нейрогенетики Інституту загальної генетики ім. М. І. Вавілова АН СРСР кілька років проводили досліди на тваринах, щоб встановити причини загибелі нервових клітин та зрозуміти можливості їх відновлення. Автор статті та його співробітники виявили, що в умовах гострого кисневого голодування деякі нейрони зморщувалися або розчинялися, інші ж якось боролися з нестачею кисню. Однак при цьому в нейронах різко знижувалося вироблення білка та нуклеїнових кислот, і клітини втрачали здатність проводити нервові імпульси.

Після кисневого голодування в головний мозок щурів пересаджували шматочок ембріональної нервової тканини. Трансплантати успішно приживлялися. Відростки їхніх нейронів поєднувалися з відростками нейронів мозку господаря. Дослідники виявили, що цей процес якось посилюють продукти розпаду нервової тканини, що виділяються під час операції. Очевидно, саме вони стимулювали регенерацію нервових клітин. Завдяки якимось речовинам, що містяться в зруйнованій нервовій тканині, зморщені та зменшені у розмірі нейрони поступово відновлювали свій звичайний зовнішній вигляд. Вони починалася активна вироблення біологічно важливих молекул, і клітини знову ставали здатними проводити нервові імпульси.

Який саме продукт розпаду нервової тканини мозку дає поштовх регенерації нервових клітин? Пошуки поступово привели до висновку: найбільш важливою є інформаційна РНК ("дублер" молекули спадковості ДНК). На основі цієї молекули у клітині з амінокислот синтезуються специфічні білки. Введення в мозок цієї РНК призвело до повного відновлення нервових клітин, що змінилися після кисневого голодування. Поведінка тварин після ін'єкції РНК була такою ж, як у їх здорових побратимів.

Набагато зручніше було б вводити РНК у кровоносні судини тварин. Але зробити це виявилося непросто – великі молекули не проходили крізь гематоенцефалічний бар'єр. Однак, проникність бар'єру можна регулювати, наприклад, за допомогою ін'єкції розчину солі. Якщо в такий спосіб тимчасово розкрити гематоэнцефалический бар'єр, та був зробити ін'єкцію РНК, то молекула РНК досягне мети.

Автор статті разом із хіміком-органіком з Інституту судової психіатрії В. П. Чехоніним вирішили вдосконалити метод. Вони з'єднали РНК з поверхнево активною речовиною, яка служила як би "буксиром" і дозволило великим молекулам РНК пройти в мозок. 1993 року досліди увінчалися успіхом. За допомогою електронної мікроскопії вдалося простежити, як клітини капілярів мозку як би "заковтують" і потім викидають у мозок РНК.

Таким чином, був розроблений метод регенерації нервової тканини, абсолютно безпечний, нешкідливий та дуже простий. Є надія, що цей метод дасть до рук лікарям зброю проти тяжких психічних хвороб, які сьогодні вважаються невиліковними. Однак для застосування цих розробок у клініці потрібно, згідно з вказівками МОЗ Росії та Фармкомітету, провести перевірку препарату на мутагенність, канцерогенність та токсичність. Перевірка триватиме 2-3 роки. На жаль, наразі експериментальну роботу призупинено: немає фінансування. Тим часом ця робота має величезне значення, оскільки хворих на шизофренію, старече недоумство, маніакально-депресивний психоз у нашій країні чимало. У багатьох випадках лікарі неспроможні щось зробити, а хворі повільно гинуть.

Література

Полежаєв Л. Ст, Александрова М. А. Трансплантація тканини мозку в нормі та патології. М., 1986.

Полежаєв Л. В. та ін. Трансплантація тканини мозку в біології та медицині. М., 1993.

Полежаєв Л. Трансплантація лікує мозок."Наука життя" № 5, 1989.

Нейрони та мозок

У головному мозку людини та ссавців вчені виділяють області та ядра – щільні скупчення нейронів. Розрізняють також кору мозку та підкіркові ділянки. Всі ці ділянки мозку складаються з нейронів та пов'язані між собою відростками нейронів. Кожен нейрон має один аксон – довгий відросток та безліч дендритів – коротких відростків. Специфічні сполуки між нейронами називаються синапсами. Нейрони оточені клітинами іншого роду – гліоцитами. Вони відіграють роль клітин, що підтримують і живлять нейрони. Нейрони легко ушкоджуються, дуже вразливі: через 5-10 хвилин після того, як перестав надходити кисень, вони гинуть.

Словник до статті

Нейрони- нервові клітини.

Гематоенцефалічний бар'єр- структура із клітин внутрішньої частини капілярів мозку, яка не пропускає в мозок великі молекули та клітини з інших частин тіла.

Сінапс- особлива сполука нервових клітин.

Гіпоксія- Нестача кисню.

Трансплантат- шматочок тканини, який пересідає іншій тварині (реципієнту).

РНК- молекула, що дублює спадкову інформацію та служить основою для синтезу білків.

Запускає проект «Питання вченому», у рамках якого фахівці відповідатимуть на цікаві, наївні чи практичні питання. У новому випуску кандидат біологічних наук Сергій Саложін пояснює, чи варто сподіватися відновлення нервових клітин.

Відновлюються
Чи нервові клітини?

Сергій Саложін

Кандидат біологічних наук, завідувач лабораторії молекулярної нейробіології Інститут вищої нервової діяльності та нейрофізіології РАН

Нервова клітина, або нейрон, є складною структурою, що має дуже розвинену морфологію. Як правило, у нервової клітини існує кілька розгалужених відростків (аксон та дендрити)за рахунок яких здійснюється контакт з іншими нейронами або, наприклад, м'язовими волокнами. Втрата таких контактів є основою цілого ряду захворювань нервової системи. Щоб зайняти своє місце у нервовій системі, клітині потрібно пройти складний шлях, знайти вірних партнерів для контакту, утворити безліч зв'язків.

Досі достеменно невідомо, навіщо потрібен нейрогенез

Відомо, що нервові клітини не поділяються. Штучні спроби змусити їх поділитися призводили до того, що нейрони вмирали. Очевидно, сам собою процес поділу є їм забороненим, оскільки інакше нервова клітина зможе виконувати свої функції, адже їй потрібно буде спочатку втратити всі контакти, та був відновити їх. Тому заведено говорити, що нервові клітини не відновлюються.

Тим не менш, у нашому мозку існує процес утворення нових нервових клітин із клітин-попередниць – так званий нейрогенез. Двома найбільш добре охарактеризованими областями нейрогенезу є зубчаста звивина гіпокампа та субвентрикулярна область. У цих областях щодня утворюються нові нервові клітини, які потім мігрують у відділи мозку, де їм судилося виконувати свою функцію. Однак досі точно невідомо, навіщо потрібен нейрогенез і яка функція нервових клітин, що утворюються.