Вопрос на T&P: что убивает нервные клетки и можно ли все-таки их восстановить?
Анна Докучаева
Стресс негативно сказывается не только на психическом состоянии человека, но и на физическом. Но действительно ли нервная система изнашивается из-за череды стрессовых ситуаций? T&P продолжают находить ответы на вопросы вместе с порталом The Question. В новом выпуске студент медицинского вуза попытался доходчиво объяснить, отчего на самом деле погибают нервные клетки и почему утверждение о том, что они не восстанавливаются, — миф.
Станислав Витковский
студент старших курсов медицинского университета
Следует отметить тот факт, что нервные клетки гибнут постоянно: каждый день мы теряем некоторое количество нейронов, и это биологически запрограммированный процесс. Каждый нейрон состоит из аксона и большого количества дендритов, при помощи которых он связывается с другими нейронами и образует сеть. Количество связей — показатель активности: если у нейрона их нет, значит, он не участвует в процессе обработки информации и передачи сигналов, а следовательно, просто так расходует энергию. От таких нейронов можно избавляться.
Утверждения «нервные клетки не восстанавливаются» и «нервная система статична и не способна к регенерации» давно опровергнуты. В головном мозге есть определенные зоны (субвентрикулярная зона и субгранулярная зона), в которых проходит процесс образования новых клеток — нейрогенез. Часть из них умирает, оставшиеся же образуют новые синаптические связи и включаются в общий процесс. Сейчас этот вопрос активно изучается, чтобы можно было стимулировать нейрогенез извне, что помогло бы в лечении нейродегенеративных заболеваний.
Само понятие стресса очень расплывчатое. Для организма в принципе любое воздействие — это стресс, потому что любая информация, воспринимаемая нами, закономерно приводит к возбуждению определенных нейронов и, соответственно, к выработке нейромедиаторов, гормонов и так далее. Но есть также такое понятие, как «дистресс» — сверхпороговый раздражитель, который приводит к активации различных областей мозга и систем организма. Гормоном стресса закономерно считается кортизол, также при стрессе повышается и уровень норадреналина и адреналина, в головном мозге увеличивается количество глутамата (активирующего медиатора) и снижается уровень ГАМК (тормозного медиатора, отвечающего в том числе и за способность головного мозга восстанавливаться до состояния покоя). Повышение глутамата — закономерная реакция на стресс. Оно приводит нервную систему в состояние гипервозбуждения, чтобы можно было реагировать на стрессовую ситуацию как можно быстрее. Но при хроническом стрессе повышенное содержание глутамата приносит по большей части негативные последствия. Постоянно повышенная возбужденность, снижение количества ГАМК приводит к перевозбуждению нейронов. Непосредственно от этого они не погибнут, они просто выключатся из работы и снизят свою активность. Но хронический стресс в долгосрочной перспективе может нарушить не только механизм передачи сигнала между нейронами и биохимию нейромедиаторов, но и метаболические процессы организма. И как раз из-за этих нарушений нейроны и могут погибнуть.
При стрессе в организме нарушается обмен глюкозы, кислородный обмен, липидный обмен, повышается артериальное давление. В конечном итоге можно сказать, что нейроны при хроническом стрессе могут погибнуть вследствие возникающего недостатка питательных веществ и витаминов, а также из-за кислородного голодания, вызванного нарушением кровоснабжения тканей головного мозга и интоксикацией различными продуктами жизнедеятельности. Например, при стрессе повышается уровень кетоновых тел, которые, в свою очередь, весьма токсичны для организма.
Все это справедливо для действительно сильного стресса, который сохраняется на протяжении длительного времени в случае, если сам человек не пытается себе помочь.
Как в мозге уничтожаются поврежденные нейроны?
Считается, что микроглия (иммунные клетки нервной системы) принимают участие в восстановлении ткани мозга после повреждений на этапе очистки зоны повреждения от некротических и поврежденных нейронов. Однако до настоящего времени оставалось неясным, каким образом микроглиальные клетки узнают поврежденные нейроны in vivo.
Недавно группе исследователей из Японии под руководством профессора Юничи Набекуры (Junichi Nabekura) из Национального Института Физиологических Наук (National Institute for Physiological Sciences) удалось с помощью двухфотонной микроскопии получить изображения микроглиальных клеток, «обследующих» синапсы (контакты между нервными клетками) в интактном мозге мышей и в мозге после экспериментального инсульта.
Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Neuroscience 1 апреля 2009 г.
К удивлению исследователей, даже в нормальном (интактном) мозге, микроглиальные клетки с периодичностью примерно раз в час образуют выросты цитоплазмы, достигающие синаптических контактов между нейронами и сохраняющиеся примерно в течение 5 минут. Чем более активны синапсы, тем чаще контактируют с ними микроглиальные клетки своими отростками. В случае инсульта микроглиальные выросты остаются в контакте с синапсами до 2 часов, и зачастую после этого поврежденные нейроны уничтожаются, а их остатки подвергаются фагоцитозу. Это первые данные о том, каким образом происходит «обследование» поврежденных нейронов в мозге микроглиальными иммунными клетками, которые определяют, погибнет ли нейрон, или останется живым.
Ученые считают, что это открытие поможет в будущем для разработки терапевтических подходов по сохранению оставшихся после инсульта или травмы головного мозга нейронных сетей.
По материалам: National Institute for Physiological Sciences
NAME] => URL исходной статьи [
Ссылка на публикацию: Cbio
Код вставки на сайт
Как в мозге уничтожаются поврежденные нейроны?
Считается, что микроглия (иммунные клетки нервной системы) принимают участие в восстановлении ткани мозга после повреждений на этапе очистки зоны повреждения от некротических и поврежденных нейронов. Однако до настоящего времени оставалось неясным, каким образом микроглиальные клетки узнают поврежденные нейроны in vivo.
Недавно группе исследователей из Японии под руководством профессора Юничи Набекуры (Junichi Nabekura) из Национального Института Физиологических Наук (National Institute for Physiological Sciences) удалось с помощью двухфотонной микроскопии получить изображения микроглиальных клеток, «обследующих» синапсы (контакты между нервными клетками) в интактном мозге мышей и в мозге после экспериментального инсульта.
Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Neuroscience 1 апреля 2009 г.
К удивлению исследователей, даже в нормальном (интактном) мозге, микроглиальные клетки с периодичностью примерно раз в час образуют выросты цитоплазмы, достигающие синаптических контактов между нейронами и сохраняющиеся примерно в течение 5 минут. Чем более активны синапсы, тем чаще контактируют с ними микроглиальные клетки своими отростками. В случае инсульта микроглиальные выросты остаются в контакте с синапсами до 2 часов, и зачастую после этого поврежденные нейроны уничтожаются, а их остатки подвергаются фагоцитозу. Это первые данные о том, каким образом происходит «обследование» поврежденных нейронов в мозге микроглиальными иммунными клетками, которые определяют, погибнет ли нейрон, или останется живым.
Ученые считают, что это открытие поможет в будущем для разработки терапевтических подходов по сохранению оставшихся после инсульта или травмы головного мозга нейронных сетей.
По материалам: National Institute for Physiological Sciences
Нервничать можно! Но осторожно
«Незрелые клетки, способные самообновляться и превращаться в специализированные клетки организма, получили название стволовых». Цитата из материала «Нобелевка за стволовые клетки. Как Синъя Яманака повернул развитие вспять»
Чтобы жизнь продолжалась, клетки должны размножаться, что и происходит с большинством их разновидностей. Активнее всего процесс восстановления протекает в клетках эпителия и органах кроветворения (красный костный мозг).
Процесс регулярного «клеточного умирания»
запрограммирован в самих клетках
Иное дело нейроны (а также клетки сердечной мышцы). В них гены, ответственные за размножение делением, «выключены». Но тогда встаёт закономерный вопрос: если нейроны гибнут и не обновляются, то каким образом нам удаётся сохранять психические способности до достаточно почтенного возраста?
«Ты не один»: негимнастическая пластичность
Функции погибших нейронов берут
на себя выжившие «собратья»
Почему же способности нервной системы возвращаются? Ведь клетки погибли? Как оказалось, функции погибших нейронов берут на себя выжившие «собратья». Они становятся больше и образуют новые связи, компенсируя потерянные функции. В этом и заключается суть пластичности нервной системы.
Не пластичностью единой: развенчание мифа
В начале 60-х годов XX века в высокорейтинговом научном издании «Science» появилась статья, в которой было показано, что в головном мозге крысы могут образовываться новые клетки. В следующие нескольких лет автор исследования опубликовал ещё ряд работ, подтверждающих возможность нейрогенеза (появления новых нервных клеток в головном мозге взрослых млекопитающих).
Феноменальное по сути открытие почему-то не вызвало энтузиазма у специалистов по нейробиологии, так что развития работы не получили.
Применительно к человеку полагают, что нейрогенез может иметь место в более протяжённых областях мозга, в том числе в коре больших полушарий.
Феномен нейрогенеза довольно широко используется в терапии нейродегенеративных патологий.
Размножение стволовых клеток сопровождается
риском развития злокачественных новообразований
В США уже существуют «библиотеки» нейрональных стволовых клеток, взятых из зародышевой ткани. Их пересадки выполняются больным людям. Вместе с тем пока ещё существует серьёзная проблема: размножение стволовых клеток сопровождается риском развития злокачественных новообразований. Надёжно предотвращать такой побочный эффект пока не научились. Однако, несмотря на это, этот вид терапии без сомнения займёт одно из ведущих мест в лечении таких нейродегенеративных патологий, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, ставших значимой социальной проблемой современной цивилизации.
Не только ждать, но и действовать
Исключаем вредности для нашего мозга. Это, среди прочего, хроническое переутомление, недосыпание, нерациональное питание, злоупотребление спиртными напитками, малая подвижность.
Лечимся. Депрессия, тревожные расстройства, стресс, синдром хронической усталости, травмы и другие недуги негативно отражаются на нервной системе. А потому своевременно получайте квалифицированную помощь, не игнорируя имеющиеся проявления.
«Интересно отметить, что стресс одинаковой интенсивности может вызвать как значимая угроза, так и творческая удача». Цитата из материала «Существует ли прививка от стресса?»
Учимся новому. Учёные доказали, что освоение новых видов деятельности позволяет сохранять и развивать «гибкость» нервных процессов до самой старости.
Меняем взгляды на жизнь. Психическому и нервному здоровью может помочь пересмотр жизненных ориентиров. Новые цели, вера в свои силы, принятие людей с их особенностями, умение справляться со стрессом, хорошие поступки. Не всегда легко, но точно имеет смысл попробовать.
Автор: Энвер Алиев
Как умирают нервные клетки
Немецкие ученые из двух университетов, расположенных в Мюнхене, подвели итоги исследования, связанного с пониманием процессов регенерации нервных клеток и нейронов в головном мозге человека. Специалисты говорят, что исследовав процессы восстановления тканей головного мозга, можно будет успешно бороться со многими неизлечимыми на сегодня заболеваниями, такими как аутизм, слабоумие, склероз и другими.
Исследователи обнаружили, что так называемые клетки-предшественники, образующие впоследствии глуматергические нейроны мозга, также могут вызывать повреждения головного мозга. Немецкие исследователи установили, что даже минимальных отклонений в развитии клеток-предшественников достаточно для того, чтобы спровоцировать развитие болезни Альцгеймера.
Сейчас ученые заняты разработкой новых методов терапии, позволяющих определять отклонения на самых ранних стадиях и диагностировать вероятные будущие заболевания еще до тех пор, пока они еще не успели поразить человека. Немецкие ученые говорят, что их исследования однозначно говорят в пользу того, что нейрогенез, или создание новых нервных клеток, возможен в организме не только младенца или ребенка, но и взрослого человека, правда в последнем случае, нейрогенез идет чрезвычайно медленно.
Ранее считалось, что умершие нервные клетки не могут восстанавливаться, теперь биологи обнаружили в переднем отделе головного мозга так называемые ГАМК-клетки или клетки гамма-аминомасляной кислоты, представляющие собой нейромедиатор всей центральной нервной системы.
Исследовательская группа во главе с профессором Института исследований столовых клеток им Гельмгольца в Мюнхене Магдалиной Гетц утверждает, что хотя исследования пока ведутся на лабораторных мышах, велика вероятность того, что такие фундаментальные особенности функционирования центральной нервной и мозговой систем едины для большинства видов.
Более того, ученые пришли к выводу о том, что в переднем отделе мозга есть всегда и определенный резерв столовых клеток, наличие которых можно доказать при помощи факта постоянного воспроизводства клеток-предшественников нервных окончаний.
Почему умирают нервные клетки
Белковые агрегаты нарушают транспорт в цитоплазме
Белки состоят из длинных аминокислотных цепочек и функционируют в клетках как маленькие механизмы. Чтобы выполнять свою работу, белок должен образовать определенную заранее заданную трехмерную структуру. Здоровым клеткам в правильном свертывании белковых молекул помогает множество «подручных». Кроме того, в них существует комплексная система контроля над их качеством. Неправильно свернутые белки либо ремонтируются, либо быстро разбираются на составные части. Если бы этого не происходило, или происходило бы в недостаточной мере, белки, взаимодействуя с аналогичными себе или другими белками, образовывали бы агрегаты и повреждали клетки.
Однако как именно белковые скопления повреждают клетки, на сегодня остается неясным. Поэтому в 2013 году консорциум ToPAG-Konsortium организовал сотрудничество нескольких групп специалистов разных профилей с целью разгадать эту загадку. Теперь исследователи могут представить первые результаты своих изысканий. Так, ученые из лаборатории доктора Ульриха Хартля, эксперта с мировым именем в области свертывания белков, показали, что выживаемость клеток в решающей степени зависит от местонахождения белковых агрегатов.
Чтобы прийти к таким выводам, доктор Хартль и его коллеги, в сотрудничестве с учеными из Рурского университета в Бохуме (Ruhr-Universität Bochum), протестировали на клеточных культурах искусственно созданный белок и мутантный хантингтин, ответственный за развитие болезни Хантингтона. Оба белка самоорганизовывались в большие агрегаты.
«Интересно, что оба этих белка образовывали в цитоплазме более растворимые (и более токсичные для клетки) агрегаты, чем в клеточном ядре», – комментирует результаты экспериментов руководитель исследования доктор Хипп.
Белковые агрегаты в цитоплазме нарушают транспорт РНК и правильно свернутых белков между ядром и цитоплазмой. Так как агрегаты обладают свойством липкости, клетка лишается жизненно необходимых ей белков.
«В агрегатах, находящихся в цитоплазме, мы обнаружили важные компоненты клеточной транспортной машинерии. Это, по всей вероятности, приводит к тому, что не хватает компонентов для функционирования внутриядерного транспорта, что-то похожее на отсутствие тех или иных частей в машине. В этом случае она в итоге тоже выходит из строя. Предположительно, это является причиной повреждения транспортных путей. Если матрица для построения белка – РНК – не может попасть из ядра в цитоплазму, в клетке больше не могут строиться белки, и клетка погибает» – объясняет Андреас Вёрнер (Andreas Wörner), первый автор исследования.
«Для нас, ученых и врачей, результаты этого исследования – большой шаг вперед», – резюмирует доктор Хипп. «Так как, когда нам будет известно, какой вред наносят агрегаты, мы сможем в будущем разработать соответствующие контрмеры».
