Многих пациентов интересует вопрос, восстанавливаются ли нервные клетки. Данный процесс зависит от множества факторов, именно знание особенностей гибели и способов восстановления нервной системы, способствует сохранению здоровья нервной системы.
На состояние нервных клеток влияет множество факторов. Пациентов беспокоит роль возраста в скорости гибели нервных клеток, а также восстанавливаются ли нервные клетки у человека в зависимости от возраста. Ученые сделали вывод, в результате проведённых исследований, что в зрелом и пожилом возрасте степень разрушения и повреждения нервных клеток несколько снижена, по сравнению с молодыми людьми. Во многом данных процесс объясняется снижением количества поступающей информации, а также отсутствием необходимости мозга ее воспринимать и анализировать. Пациенты не сталкиваются с ежедневными перенапряжениями и стрессовыми ситуациями. В результате количество нервных клеток, которые необходимы для того, чтобы реализовать полученную информацию сокращается.
Отличительной особенностью для лиц взрослого населения является более быстрая скорость передачи нервных импульсов. В результате данного фактора отмечается лучший характер межнейрональной связи.
Тем не менее, в пожилом возрасте происходит быстрый процесс старения и гибели нейронов при отсутствии необходимости в запоминании информации, а также необходимости обучения. Скорость гибели данного клеточного состава зависит от уровня физических и интеллектуальных нагрузок и необходимости общения в различных коллективах. Для того, чтобы решить вопрос о том, как помочь нервной системе восстановиться, требуется регулярно получать новую информацию и анализировать ее.
Гибель нервных клеток в детском организме
Особенностями эмбриогенеза человеческого организма являются заложение большого количества нервных клеток на этапе внутриутробного развития. Постепенно, ещё до рождения ребёнка, происходит гибель нейронов. Данный процесс является физиологическим, и он не носит в себе патологического характера. При вопросе о том, восстанавливается ли нервная система, необходимо учитывать особенности их развития в эмбриональном периоде.
До момента рождения наблюдается гибель большого количества нейронов, что не сказывается на общем самочувствии ребёнка и уровне его дальнейшего развития.
В первые годы жизни происходит максимальное поглощение информации и возрастает нагрузка на клеточный состав для осуществления анализа. Именно за счёт большого объёма информации происходит уничтожение функционально неактивных элементов. После их гибели идёт увеличение размера клеток, усиление новых связей и компенсация новых связей.
Факторы, влияющие на гибель нейронов
Пациентам, которые обеспокоены гибелью нервных клеток необходимо учитывать не только факторы, влияющие на состояние психического здоровья, но и влияние патогенных воздействий, способных ухудшать физическое здоровье.
Среди основных факторов, влияющих на физические показатели здоровья и способные вызывать избыточную гибель клеточного состава нервной системы выделяют:
- Качество воздуха. Для осуществления полноценной работы мозгу требуется регулярное поступление воздуха, содержащего достаточное количество кислорода. Именно кислород необходим для полноценной работы головного мозга, в частности корковых структур. За счёт загрязнённого воздуха с большим количеством выхлопных газов и пыли, происходит вдыхание воздушной смеси, содержащей более низкий процент кислорода с примесью различных химических элементов. Именно поэтому, люди, живущие в местности с высоким процентом загрязнения воздуха, часто отмечают развитие головных болей, расстройств памяти, а также усталости и слабости. За счёт длительного и регулярного влияния данного фактора отмечается развитие постоянных изменений в мозговых структурах с уничтожением клеточных элементов.
- Употребление алкоголя и курение.В результате регулярного курения происходит не только вдыхание токсических веществ, но и недостаточное поступление кислорода. Также курение вызывает повреждение сосудов и других систем организма, что препятствует достаточному поступлению питательных веществ к нервным клеткам. Употребление алкоголя не вызывает непосредственной гибели, но может вызывать токсический эффект, который формирует другие патологии, опосредованно уничтожающие структуры на различном этапе. Люди, регулярно употребляющие алкоголь сталкиваются с такими состояниями, как отек головного мозга с постепенным уменьшением его размеров. В данном случае большое значение уделяется длительности употребления и объёму алкоголя. К снижению количества клеток приводит длительное злоупотребление, а также частое потребление больших дозировок, вызывающих энцефалопатию на фоне похмелья.
- Недостаточный сон. Организму человека необходим достаточный промежуток времени, для восстановления организма. Для того, чтобы это произошло, требуется регулярно спать. Средняя продолжительность сна должна составлять 7-8 часов. В этом момент все структуры погружаются в период наименьшей активности. В данном состоянии происходит множество процессов, среди которых такие процессы, как восстановление нервной системы и накопление питательных веществ. При возникающих проблемах со сном, пациенту рекомендуют обратиться к специалисту, с целью подбора препаратов, улучшающих засыпание и снятие нервного перенапряжения.
Самостоятельное восстановление нервных клеток
Учёны развеян миф о полном отсутствии восстановления нервных окончаний и клеток. Процессы регенерации данных структур организма происходят в трёх участках. Отличительной особенностью является отсутствие процесса деления, свойственного для других органов и тканей, но при этом отмечается процесс нейрогенеза.
Данное состояние наиболее типично для стадий внутриутробного развития. В последствии они происходят при делении стволовых клеток, которые подвергаются миграции и дифференциации, на конечном этапе которого образуются новые нейроны.
Данные процессы протекают очень медленно, и на их скорость могут дополнительно воздействовать внешние и внутренние факторы. Именно это решает вопрос о том, сколько восстанавливается нервная система.
Способы восстановления нервной системы
Помимо самостоятельного восстановления, необходимо включать некоторые процедуры, позволяющие запустить процессы сохранения и регенерации. Среди них выделяют:
Физические упражнения
Уровень физической активности тесно связан с процессами нейрогенеза. Частота сердечных сокращений и кровоток, изменяющиеся на фоне физических нагрузок, влияют процессы нейрогенеза. Достаточный уровень физической активности вызывает выщелачивание эндорфинов, что приводит к снижению уровня гормона стресса, а также повышению уровня тестостерона. Для того, чтобы предотвратить негативные воздействия на клеточные структуры, необходимо включить в образ жизни физические упражнения, позволяющих сохранить нервные клетки. Для пациента может быть достаточно регулярно ходить в быстром темпе, плавать или танцевать.
Тренировка умственных способностей
Для поддержания достаточного уровня функциональной активности клеток головного мозга требуется регулярно проводить тренировки памяти и интеллекта. Среди данных способов выделяют:
- Попытки изучения иностранных языков. Обучение иностранному языку заставляет человека не только запоминать большое количество слов, увеличивая словарный запас, но и пытаться точно формулировать необходимые фразы.
- Регулярные чтения. Чтение не только активирует мыслительные процессы, но также и приводит к стимуляции поиска различных связей, поддержанию воображения и повышению интереса к поиску новой информации.
- Обучение игре на музыкальных инструментах, прослушивания песен.
Получение новой информации за счёт путешествий, получения новых интересов и увлечений. - Одним из ежедневных и эффективных способов сохранения и тренировки клеток нервной системы является письмо. За счёт ручного письма происходит не только развитие воображения, активация мозговых центров и координации двигательных мышц.
Электростимуляция
Данный не инвазивный метод построен на поддержании клеток нервной системы в определенных центрах. Ее механизм действия построен на проведении токов низкой частоты между электродами, которые закрепляют на различных участках головы пациента. В результате выполнения нескольких курсов данной немедикаментозной терапии происходит стимуляция мозговой активности, а также восстановление нейронов, за счёт избирательной активности защитных механизмов в клетках мозга. Отмечается также и рост уровня эндорфина с серотонином.
Питание
Из-за того, что нервные клетки имеют преимущественно жировой состав, в частности структуры миелиновой оболочки, обеспечивающие передачу нервных импульсов, организму требуется ежедневное употребление данного нутриента. Полезным для клеток мозга и восстановления миелина является употребление полезного жира, который не вызывает воспалительных реакций. Наибольшей пользой обладают омега 3 жирные кислоты. Употребление обезжиренных продуктов ведёт к разрушению структур, входящих в состав нервной системы.
Полностью требуется исключить лишь гидрогенезированный жир, который содержится в большом количестве в маргарине, а также продуктах, которые подвергаются промышленной обработке. Наибольшую пользу проявляют ненасыщенные жиры, которые поступают из яиц, сливочного масла и сыра. Кроме того, для восстановления нервных клеток следует употреблять:
- Куркуму. Она увеличивает проявления нейропатических факторов, для того, чтобы осуществлять неврологические функции.
- Чернику. Ее польза достигается за счёт содержащихся флавоноидов, стимулирующих процессы роста новых нейронов.
- Зелёный чай. Данный продукт вызывает рост новых клеток в головном мозге.
Народные средства
Данные методы позволяют добиться расслабления, снятия усталости и уменьшения стрессовых воздействий, посредством улучшения качества сна. Среди них:
- Употребление тёплого молока, смешанного с чайной ложкой мёда.
- Смесь орехов, сухофруктов, мёда и лимона. Данные продукты содержат большое количество полезных жиров, необходимых миелиновой оболочке, кроме того, в них сосредоточен запах питательных веществ, что предотвращает развитие гипогликемии, вызывающей гибель или истощение клеток головного мозга.
В качестве растительных средств широкой популярностью пользуются:
- Чаи с добавлением мяты, мелиссы, а также валерианы.
- Ванны, изготовленные на основе отвара березового листа, а также хвои.
- Настои с боярышником, валерианой, а также пустырником.
Лекарственная терапия
Медикаментозные средства, назначенные для различных патологических состояний, способны усилить процессы регенерации. Среди них группы:
- Снотворных препаратов.
- Ноотропы.
- Антидепрессанты.
- Витамины.
Прием препаратов должен проводиться только по медицинским показаниям после проведенной диагностики.
При наличии вопросов о том, восстанавливаются или нет нервные клетки, необходимо проконсультироваться со специалистом и проводить мероприятия, направленные на запуск защитных процессов.
Видео: Как восстановить нервную систему
,
врач-невролог, топ-блогер ЖЖ
Говорят, нервные клетки не восстанавливаются. Они гибнут и гибнут от , пока наконец не достигнут критического количества. Тогда-то и наступает старческий маразм.
Люди, которые поддерживают это убеждение, всеми силами стараются избежать стресса, а значит, любых изменений в жизни, будь то смена работы, переезд, незапланированное путешествие или второе образование. И напрасно. Потому что нервные клетки у взрослого человека восстанавливаются. Но для этого нужны определенные условия.
Нейрогенез, или образование новых нервных клеток, происходит у взрослых в гиппокампе – области мозга, которая отвечает за память. Предполагают, что новенькие нейроны могут появляться и в зоне, ответственной за планирование, принятие решений и волевые акты, – префронтальной коре. Это революционное открытие опровергло прежнюю теорию, что мозг взрослого человека способен только формировать новые связи между имеющимися нервными клетками. И немедленно создало почву для коммерческих спекуляций.
Актовегин, кортексин, церебролизин – все эти лекарства очень популярны в России и отчего-то никому не известны за ее пределами. Производители утверждают, что они-де, эти препараты, помогают образованию новых нервных клеток на месте погибших от инсульта, травмы или иной болезни. Приводят как доказательство два с половиной исследования, сделанных «на коленке», и «бесценный опыт многих тысяч врачей и пациентов». На самом деле все эти лекарства – просто маркетинговый пшик. Они не приводят и не могут приводить к появлению новых нейронов. Несмотря на это, перечисленные выше препараты продолжают активно назначаться врачами и применяться пациентами. И беда даже не в использовании «фуфломицинов», а в том, что многие не подозревают, что мозг и в самом деле может создавать новые нервные клетки.
Обогащенная среда
Исследователи поместили одну группу мышей в пустую клетку, добавив лишь самое необходимое – воду, корм и подстилку из соломы. А другую группу грызунов отправили в клетки формата «все включено» с подвесными качелями, колесом, лабиринтами и другими любопытными штуками. Через некоторое время выяснилось, что мозг мышей из первой группы остался без изменений. А вот у грызунов из клеток «все включено» начали появляться новые нейроны. Причем активнее всего нейрогенез шел у тех мышей, которые каждый день крутили лапками колесо, то есть были физически активны.
Что значит обогащенная среда для человека? Это не только «смена декораций», поездки и путешествия. К новизне непременно должна добавляться сложность, то есть необходимость исследовать, приспосабливаться. Новые люди тоже часть обогащенной среды, и общение с ними, установление социальных связей также помогает появлению новых нервных клеток в мозге.
Физическая активность
Любая регулярная физическая активность, будь то уборка дома или велопрогулка по парку, стимулирует появление новых нервных клеток. Мозг – «рачительная хозяюшка». Появление в нем новых нейронов будет происходить только тогда, когда это обосновано, а именно – в незнакомой обстановке и при условии, что человек настроен выжить, то есть двигается и исследует, а не лежит и предается меланхолическим мыслям.
Поэтому движение – отличное лекарство от стресса. Физическая активность нейтрализует действие гормона стресса кортизола (он вызывает гибель нервных клеток) и приносит человеку уверенность, спокойствие и новые идеи по преодолению сложной жизненной ситуации.
Работа интеллекта
Исследования показывают, что обучение еще один эффективный способ увеличить количество нервных клеток в мозге. Однако учиться – еще не значит чему-то научиться, и это имеет принципиальное значение для появления новых нервных клеток.
Когда человек начинает осваивать какой-то новый навык, у него повышается выживаемость нейронов в области мозга, ответственной за память. Да, нервные клетки погибают не только от стресса. Запоминание, обретение нового опыта связано с противоположным процессом – забыванием, устранением ненужной информации. Мозг с этой целью «выключает» из работы старые нейроны. Это естественный цикл, который происходит даже тогда, когда человек спокоен, доволен жизнью и счастлив. Обучение новому помогает выживать старым нейронам, но никак не влияет на появление новых. Чтобы появлялись новые нервные клетки, человеку необходимо использовать на практике полученные знания, повторять полученную информацию.
Поэтому для появления новых нервных клеток недостаточно просто посетить мастер-класс по скетчингу. Понадобится регулярно что-то рисовать, используя полученные знания. Оптимально сочетать это занятие с прогулками на природе: физическая активность в сочетании с обучением дает наилучшие результаты.
Антидепрессанты
Феномен появления новых нервных клеток у взрослых людей был неожиданно для исследователей выявлен у тех пациентов, которые принимали… антидепрессанты! Выяснилось, что больные, вынужденные принимать эти препараты, не только начинали лучше противостоять стрессу, но и обнаруживали улучшение краткосрочной памяти. Однако чтобы получить такие обнадеживающие результаты, в экспериментах требовалась длительная терапия антидепрессантами. В то время как «лечение» физической активностью в сочетании с обогащенной средой действовало куда быстрее.
Некоторые исследователи предполагают, что в основе депрессии вовсе не дефицит серотонина и других нейромедиаторов, как принято считать в научной среде на сегодняшний момент. По мере выздоровления у человека с депрессией обнаруживается увеличение количества нейронов в гиппокампе – области мозга, отвечающей за память. Это может означать, что гибель нервных клеток и есть причина депрессии. А значит, и возможности лечения расширяются (не исключено также, что в эту сферу исследований подтянутся производители «фуфломицинов» и начнут советовать лечить ими депрессию).
Психотерапия
Исследователи предполагают, что психотерапия может благотворно влиять на количество нейронов в мозге. Это связывают с тем, что человек учится активно противостоять стрессу, а также предполагают, что психотерапия – та же обогащенная социальная среда, которая дает возможность «прокачать» мозг благодаря факторам новизны и сложности, о которых упоминалось выше.
У людей, которые перенесли психологическое или физическое насилие, после чего развилось посттравматическое стрессовое расстройство, обнаруживалось уменьшение объема гиппокампа. У них происходила массовая гибель нервных клеток в этой области. Исследователи сделали предположение, что есть возможность предотвратить проблему. Экспериментальные данные показали: если в течение месяца после травмирующего воздействия пострадавший работает с психотерапевтом, уменьшения объема гиппокампа не происходит. Далее «волшебное окно» закрывается, и хотя психотерапия в дальнейшем помогает пациенту, но не влияет на гибель нервных клеток в мозге. Это связывают с механизмами формирования долговременной памяти: после того как ее следы оформлены, «ларчик» с пережитым травматичным опытом «захлопывается» и влиять на эти воспоминания и запустившийся процесс гибели нервных клеток становится практически невозможно. Остается работать с тем, что есть, – с эмоциями пациента.
Появление новых нейронов и увеличение числа связей между ними у взрослых – это секрет счастливой старости с сохранением нормального интеллекта. Поэтому не стоит верить в то, что нервные клетки не восстанавливаются, а значит, надо жить с тем, что осталось от мозга после многочисленных стрессов, которым мы подвергаемся ежедневно. Намного разумнее осознанно работать над увеличением численности собственных нервных клеток. Благо, корня мандрагоры или слез единорога для этого не потребуется.
До сих пор было известно, что нервные клетки восстанавливаются только у животных. Однако недавно ученые обнаружили, что в отделе мозга человека, который отвечает за обоняние, из клеток-предшественниц образуются зрелые нейроны
. Однажды они смогут помочь "починить" травмированный мозг.
Ежедневно кожа прирастает на 0,002 миллиметра. Новые кровяные тельца уже через несколько дней после того, как было запущено их производство в костном мозге, выполняют свои основные функции. С нервными клетками все гораздо проблематичней. Да, нервные окончания восстанавливаются в руках, ногах и в толще кожи . Но в центральной нервной системе – в мозге и спинном мозге – этого не происходит. Поэтому человек с поврежденным спинным мозгом не сможет больше бегать. Кроме того, нервная ткань безвозвратно разрушается в результате инсульта.
Однако недавно появилось новое указание на то, что и человеческий мозг способен на производство новых нервных клеток . Ответственными за это являются стволовые клетки. Во время внутриутробного развития плода они отвечают за созревание мозга, но и позднее решают не менее важные задачи, как утверждают в последнем номере специализированного журнала Science ученые из университетов Окленда (Новая Зеландия) и Гетеборга в Швеции: клетки могут трансформироваться у взрослого человека в зрелые нейроны .
Автобан для стволовых клеток в мозге
"Мы обнаружили своего рода автобан для стволовых клеток в головном мозге", – говорит автор исследования Петер Эрикссон из института нейронаук и психологии при университете Гетеборг в интервью SPIEGEL ONLINE. Речь идет о трубчатой структуре длиной с фалангу пальца, которая соединяет два ареала одного полушария головного мозга: боковой желудочек головного мозга, где циркулирует спинномозговая жидкость, и так называемый Bulbus olfactorius – носовую луковицу.
Вблизи наполненного жидкостью желудочка и находятся те самые стволовые клетки. Об этом резервуаре для клеток-прародительниц ученым известно по исследованиям животных, и факт существования такового у человека – тоже не новость. Однако только сейчас стало понятно, что клетки по трубке, которую ученые назвали Rostral Migratory Stream, мигрируют к обонятельной луковице , поскольку трубчатая структура заканчивается непосредственно в носовой луковице, которая переправляет для обработки обонятельные импульсы, возникающие в слизистой оболочке носа, в глубокие отделы головного мозга.
"Таким образом, человеческий мозг в состоянии поставлять материал для производства новых нейронов", – утверждает швед Эрикссон. Уже в 1998 году ученые обнаружили в очень старом с точки зрения эволюции отделе головного мозга – в Hippocampus – похожие явления. В этом ареале, который среди прочего связан со свойствами памяти, также могут возникать новые нервные клетки.
"Больше похожи на крыс, чем предполагалось"
В рамках исследования ученые обследовали мозг 30 умерших мужчин и женщин. Международная команда использовала в своих исследованиях антитела , которые, соединяясь со стволовыми клетками, делали их видимыми. Электронные микроскопы могли зафиксировать таким образом клетки и показать, что они попадают из своего резервуара в желудочки мозга и в носовую луковицу. Там они развивались до зрелых нейронов.
Этот феномен уже был известен по исследованиям животных : так, ученые из Center of Nervous System Repair при центральном госпитале Массачусетса и бостонской Harvard Medical School недавно доказали, что разные запахи приводят у крыс к тому, что в носовые луковицы попадают новые нервные клетки. "Теперь мы можем с большей уверенностью опираться на результаты наших исследований животных, – говорит Эрикссон. – Скорее всего, мы похожи на крыс больше, чем предполагалось ранее".
Уже в прошлом году ученые выдвинули гипотезу о возможности восстановления нервных клеток после повреждения мозга . И, как сообщают китайские ученые во главе с Кунь Линь Цзинь из шанхайского университета в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , они обнаружили у пациентов, перенесших инсульт, новые нервные клетки.
Что делать с результатами исследований, пока неясно . Эрикссон строит предположения: "Возможно, нам в будущем удастся повлиять на стволовые клетки и заставить их создавать нейроны".
Крылатое выражение "Нервные клетки не восстанавливаются" все с детства воспринимают как непреложную истину. Однако эта аксиома - не более чем миф, и новые научные данные его опровергают.
Природа закладывает в развивающийся мозг очень высокий запас прочности: при эмбриогенезе образуется большой избыток нейронов. Почти 70% из них гибнут еще до рождения ребенка. Человеческий мозг продолжает терять нейроны и после рождения, на протяжении всей жизни. Такая гибель клеток генетически запрограммирована. Конечно же погибают не только нейроны, но и другие клетки организма. Только все остальные ткани обладают высокой регенерационной способностью, то есть их клетки делятся, замещая погибшие.
Наиболее активно процесс регенерации идет в клетках эпителия и кроветворных органах (красный костный мозг). Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы. Помимо нейронов к таким клеткам относятся клетки сердечной мышцы. Как же люди умудряются сохранить интеллект до весьма преклонных лет, если нервные клетки погибают и не обновляются?
Одно из возможных объяснений: в нервной системе одновременно "работают" не все, а только 10% нейронов. Этот факт часто приводится в популярной и даже научной литературе. Мне неоднократно приходилось обсуждать данное утверждение со своими отечественными и зарубежными коллегами. И никто из них не понимает, откуда взялась такая цифра. Любая клетка одновременно и живет и "работает". В каждом нейроне все время происходят обменные процессы, синтезируются белки, генерируются и передаются нервные импульсы. Поэтому, оставив гипотезу об "отдыхающих" нейронах, обратимся к одному из свойств нервной системы, а именно - к ее исключительной пластичности.
Смысл пластичности в том, что функции погибших нервных клеток берут на себя их оставшиеся в живых "коллеги", которые увеличиваются в размерах и формируют новые связи, компенсируя утраченные функции. Высокую, но не беспредельную эффективность подобной компенсации можно проиллюстрировать на примере болезни Паркинсона, при которой происходит постепенное отмирание нейронов. Оказывается, пока в головном мозге не погибнет около 90% нейронов, клинические симптомы заболевания (дрожание конечностей, ограничение подвижности, неустойчивая походка, слабоумие) не проявляются, то есть человек выглядит практически здоровым. Значит, одна живая нервная клетка может заменить девять погибших.
Но пластичность нервной системы - не единственный механизм, позволяющий сохранить интеллект до глубокой старости. У природы имеется и запасной вариант - возникновение новых нервных клеток в головном мозге взрослых млекопитающих, или нейрогенез.
Первое сообщение о нейрогенезе появилось в 1962 году в престижном научном журнале "Science". Статья называлась "Формируются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?". Ее автор, профессор Жозеф Олтман из Университета Пердью (США) с помощью электрического тока разрушил одну из структур мозга крысы (латеральное коленчатое тело) и ввел туда радиоактивное вещество, проникающее во вновь возникающие клетки. Через несколько месяцев ученый обнаружил новые радиоактивные нейроны в таламусе (участок переднего мозга) и коре головного мозга. В течение последующих семи лет Олтман опубликовал еще несколько работ, доказывающих существование нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих. Однако тогда, в 1960-е годы, его работы вызывали у нейробиологов лишь скепсис, их развития не последовало.
И только спустя двадцать лет нейрогенез был вновь "открыт", но уже в головном мозге птиц. Многие исследователи певчих птиц обращали внимание на то, что в течение каждого брачного сезона самец канарейки Serinus canaria исполняет песню с новыми "коленами". Причем новые трели он не перенимает у собратьев, поскольку песни обновлялись и в условиях изоляции. Ученые стали детально изучать главный вокальный центр птиц, расположенный в специальном отделе головного мозга, и обнаружили, что в конце брачного сезона (у канареек он приходится на август и январь) значительная часть нейронов вокального центра погибала, - вероятно, из-за избыточной функциональной нагрузки. В середине 1980-х годов профессору Фернандо Ноттебуму из Рокфеллеровского университета (США) удалось показать, что у взрослых самцов канареек процесс нейрогенеза происходит в вокальном центре постоянно, но количество образующихся нейронов подвержено сезонным колебаниям. Пик нейрогенеза у канареек приходится на октябрь и март, то есть через два месяца после брачных сезонов. Вот почему "фонотека" песен самца канарейки регулярно обновляется.
В конце 1980-х годов нейрогенез был также обнаружен у взрослых амфибий в лаборатории ленинградского ученого профессора А. Л. Поленова.
Откуда берутся новые нейроны, если нервные клетки не делятся? Источником новых нейронов и у птиц, и у амфибий оказались нейрональные стволовые клетки стенки желудочков мозга. Во время развития зародыша именно из этих клеток образуются клетки нервной системы: нейроны и клетки глии. Но не все стволовые клетки превращаются в клетки нервной системы - часть из них "затаивается" и ждет своего часа.
Как было показано, новые нейроны появляются из стволовых клеток взрослого организма и у низших позвоночных. Однако потребовалось почти пятнадцать лет, чтобы доказать, что аналогичный процесс происходит и в нервной системе млекопитающих.
Развитие нейробиологии в начале 1990-х годов привело к обнаружению "новорожденных" нейронов в головном мозге взрослых крыс и мышей. Их находили большей частью в эволюционно древних отделах головного мозга: обонятельных луковицах и коре гиппокампа, которые отвечают главным образом за эмоциональное поведение, реакцию на стресс и регуляцию половых функций млекопитающих.
Так же, как у птиц и низших позвоночных, у млекопитающих нейрональные стволовые клетки располагаются поблизости от боковых желудочков мозга. Их перерождение в нейроны идет очень интенсивно. У взрослых крыс за месяц из стволовых клеток образуется около 250 000 нейронов, замещая 3% всех нейронов гиппокампа. Продолжительность жизни таких нейронов очень высока - до 112 дней. Стволовые нейрональные клетки преодолевают длинный путь (около 2 см). Они также способны мигрировать в обонятельную луковицу, превращаясь там в нейроны.
Обонятельные луковицы головного мозга млекопитающих отвечают за восприятие и первичную обработку различных запахов, включая и распознавание феромонов - веществ, которые по своему химическому составу близки к половым гормонам. Сексуальное поведение у грызунов регулируется в первую очередь выработкой феромонов. Гиппокамп же расположен под полушариями мозга. Функции этой сложноорганизованной структуры связаны с формированием краткосрочной памяти, реализацией некоторых эмоций и участием в формировании полового поведения. Наличие у крыс постоянного нейрогенеза в обонятельной луковице и гиппокампе объясняется тем, что у грызунов эти структуры несут основную функциональную нагрузку. Поэтому нервные клетки в них часто гибнут, а значит, их необходимо обновлять.
Для того чтобы понять, какие условия влияют на нейрогенез в гиппокампе и обонятельной луковице, профессор Гейдж из Университета Салка (США) построил миниатюрный город. Мыши там играли, занимались физкультурой, отыскивали выходы из лабиринтов. Оказалось, что у "городских" мышей новые нейроны возникали в гораздо большем количестве, чем у их пассивных сородичей, погрязших в рутинной жизни в виварии.
Cтволовые клетки можно извлечь из мозга и пересадить в другой участок нервной системы, где они превратятся в нейроны. Профессор Гейдж с коллегами провел несколько подобных экспериментов, наиболее впечатляющим среди которых был следующий. Участок мозговой ткани, содержащий стволовые клетки, пересадили в разрушенную сетчатку глаза крысы. (Светочувствительная внутренняя стенка глаза имеет "нервное" происхождение: состоит из видоизмененных нейронов - палочек и колбочек. Когда светочувствительный слой разрушается, наступает слепота.) Пересаженные стволовые клетки мозга превратились в нейроны сетчатки, их отростки достигли зрительного нерва, и крыса прозрела! Причем при пересадке стволовых клеток мозга в неповрежденный глаз никаких превращений с ними не происходило. Вероятно, при повреждении сетчатки глаза вырабатываются какие-то вещества (например, так называемые факторы роста), которые стимулируют нейрогенез. Однако точный механизм этого явления до сих пор не ясен.
Перед учеными встала задача показать, что нейрогенез идет не только у грызунов, но и у человека. Для этого исследователи под руководством профессора Гейджа недавно выполнили сенсационную работу. В одной из американских онкологических клиник группа больных, имеющих неизлечимые злокачественные новообразования, принимала химиотерапевтический препарат бромдиоксиуридин. У этого вещества есть важное свойство - способность накапливаться в делящихся клетках различных органов и тканей. Бромдиоксиуридин включается в ДНК материнской клетки и сохраняется в дочерних клетках после деления материнской. Патологоанатомическое исследование показало, что нейроны, содержащие бромдиоксиуридин, обнаруживаются практически во всех отделах мозга, включая кору больших полушарий. Значит, эти нейроны были новыми клетками, возникшими при делении стволовых клеток. Находка безоговорочно подтвердила, что процесс нейрогенеза происходит и у взрослых людей. Но если у грызунов нейрогенез идет только в гиппокампе, то у человека, вероятно, он может захватывать более обширные зоны головного мозга, включая кору больших полушарий. Недавно проведенные исследования показали, что новые нейроны во взрослом мозге могут образовываться не только из нейрональных стволовых, но из стволовых клеток крови. Открытие этого феномена вызвало в научном мире эйфорию. Однако публикация в журнале "Nature" за октябрь 2003 года во многом остудила восторженные умы. Оказалось, что стволовые клетки крови действительно проникают в мозг, но они не превращаются в нейроны, а сливаются с ними, образуя двуядерные клетки. Затем "старое" ядро нейрона разрушается, а его замещает "новое" ядро стволовой клетки крови. В организме крысы стволовые клетки крови в основном сливаются с гигантскими клетками мозжечка - клетками Пуркинье, правда, происходит это довольно редко: во всем мозжечке можно обнаружить лишь несколько слившихся клеток. Более интенсивное слияние нейронов происходит в печени и сердечной мышце. Пока совершенно непонятно, какой в этом физиологический смысл. Одна из гипотез заключается в том, что стволовые клетки крови несут с собой новый генетический материал, который, попадая в "старую" клетку мозжечка, продлевает ей жизнь.
Итак, новые нейроны могут возникать из стволовых клеток даже в мозге взрослого человека. Этот феномен уже достаточно широко применяется для лечения различных нейродегенеративных заболеваний (заболеваний, сопровождающихся гибелью нейронов головного мозга). Препараты стволовых клеток для трансплантации получают двумя способами. Первый - это использование нейрональных стволовых клеток, которые и у эмбриона, и у взрослого человека располагаются вокруг желудочков головного мозга. Второй подход - использование эмбриональных стволовых клеток. Эти клетки располагаются во внутренней клеточной массе на ранней стадии формирования зародыша. Они способны превращаться практически в любые клетки организма. Наибольшая сложность в работе с эмбриональными клетками - заставить их трансформироваться в нейроны. Новые технологии позволяют сделать это.
В некоторых лечебных учреждениях в США уже сформированы "библиотеки" нейрональных стволовых клеток, полученных из зародышевой ткани, и проводятся их пересадки пациентам. Первые попытки трансплантации дают положительные результаты, хотя на сегодняшний день врачи не могут разрешить основную проблему подобных пересадок: безудержное размножение стволовых клеток в 30-40% случаев приводит к образованию злокачественных опухолей. Пока не найдено подхода к предотвращению подобного побочного эффекта. Но, несмотря на это, трансплантация стволовых клеток, несомненно, будет одним из главных подходов в терапии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, ставших бичом развитых стран.
Доктор медицинских наук В. Гриневич
Запускает проект «Вопрос учёному», в рамках которого специалисты будут отвечать на интересные, наивные или практичные вопросы. В новом выпуске кандидат биологических наук Сергей Саложин объясняет, стоит ли надеяться на восстановление нервных клеток.
Восстанавливаются
ли нервные клетки?
Сергей Саложин
Кандидат биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной нейробиологии Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Нервная клетка, или нейрон, представляет собой сложную структуру, имеющую очень развитую морфологию. Как правило, у нервной клетки существует несколько разветвленных отростков (аксон и дендриты) , за счет которых осуществляется контакт с другими нейронами или, например, мышечными волокнами. Потеря таких контактов лежит в основе целого ряда заболеваний нервной системы. Чтобы занять свое место в нервной системе, клетке нужно пройти сложный путь, найти верных партнеров для контакта, образовать множество связей.
До сих пор точно неизвестно, зачем нужен нейрогенез
Известно, что нервные клетки не делятся. Искусственные попытки заставить их делиться приводили к тому, что нейроны умирали. По-видимому, сам по себе процесс деления является для них запрещенным, поскольку в противном случае нервная клетка не сможет выполнять свои функции, ведь ей нужно будет сначала утратить все контакты, а потом восстановить их. Поэтому принято говорить, что нервные клетки не восстанавливаются.
Тем не менее, в нашем мозге существует процесс образования новых нервных клеток из клеток-предшественниц – так называемый нейрогенез. Двумя наиболее хорошо охарактеризованными областями нейрогенеза являются зубчатая извилина гиппокампа и субвентрикулярная область. В этих областях каждый день образуются новые нервные клетки, которые затем мигрируют в те отделы мозга, где им суждено выполнять свою функцию. Однако до сих пор точно неизвестно, зачем нужен нейрогенез и какова функция новообразующихся нервных клеток.
