Нервові клітини відновлюються, стимуляція нейрогенеза

Нейрони головного мозку формуються в період пренатального розвитку. Відбувається це за рахунок розростання певного виду клітин, їх пересувань, а потім диференціювання, під час якого вони змінюють свою форму, розмір і функції. Велика частина нейронів гине ще під час внутрішньоутробного розвитку, багато хто продовжує це робити після народження і протягом усього життя людини, що закладено генетично. Але разом з цим явищем відбувається й інше – відновлення нейронів у деяких мозкових відділах.

Процес, при якому відбувається формування нервової клітини (як у пренатальному періоді, так і життєвому), носить назву «нейрогенез».

Широко відоме твердження, що нервові клітини не відновлюються колись зробив у 1928 році Сантьяго Рамон-І-Халем – іспанський учений-нейрогістолог. Це положення проіснувало до кінця минулого століття, поки не з’явилася наукова стаття Е. Гоулд і Ч. Кросу, в якій наводилися факти, що доводять продукування нових клітин головного мозку, хоча ще в 60-80-х рр. деякі вчені намагалися донести до наукового світу це відкриття.

Де відновлюються клітини

В даний час «дорослий» нейрогенез вивчений на тому рівні, який дозволяє зробити висновок про те, де він відбувається. Існують дві такі області.

1. Субвентрикулярная зона (знаходиться навколо мозкових шлуночків). Процес регенерації нейронів у цьому відділі відбувається безперервно і володіє деякими особливостями. У тварин відбувається міграція стовбурових клітин (так званих попередниць) в нюхову цибулину після їх поділу та перетворення в нейробласти, де вони продовжують свою трансформацію в повноцінні нейрони. У відділі людського головного мозку відбувається той самий процес за винятком міграції що, найімовірніше, пов’язано з тим, що для людини функція нюху не так життєво необхідна, на відміну від тварин.
2. Гіпокамп. Це парний відділ головного мозку, який є відповідальним за орієнтацію в просторі, закріплення запам’ятовування і формування емоцій. Нейрогенез в цьому відділі особливо активний – у добу тут з’являється близько 700 нервових клітин.

Деякі вчені стверджують, що в людському мозку регенерація нейронів може відбуватися і в інших структурах – наприклад, корі великих півкуль.

Сучасні уявлення про те, що утворення нервових клітин присутній у дорослому періоді життя людини, відкриває величезні можливості у винаході методів лікування дегенеративних хвороб головного мозку – Паркінсона, Альцгеймера і подібних, наслідків черепно-мозкових травм, інсультів.

Вчені намагаються з’ясувати, що саме сприяє відновленню нейронів. Так, встановлено, що астроцити (особливі нейроглиальние клітини), які є найбільш стійкими після клітинного пошкодження, виробляють речовини, що стимулюють нейрогенез. Також припускають, що один із факторів росту – активін А – в поєднанні з іншими хімічними сполуками дає можливість нервовим клітинам пригнічувати запалення. Це, в свою чергу, сприяє їх регенерації. Особливості обох процесів ще недостатньо вивчені.

Вплив зовнішніх факторів на процес відновлення

Нейрогенез – це постійний процес, на який періодично можуть негативно впливати різні фактори. У сучасної нейробіології відомі деякі з них.

1. Хіміотерапія і променева терапія, що застосовуються в лікуванні ракових захворювань. Клітини-попередниці відчувають на собі вплив цих процесів і перестають ділитися.
2. Хронічний стрес і депресія. Кількість клітин мозку, які перебувають у стадії поділу, різко зменшується у той період, коли людина відчуває негативні емоційні почуття.
3. Вік. Інтенсивність процесу формування нових нейронів зменшується до старості, що позначається на процесах уваги і пам’яті.
4. Етанол. Встановлено, що алкоголь пошкоджує астроцити, які беруть участь у виробництві нових клітин гіпокампу.

Позитивний вплив на нейрони

Перед вченими стоїть завдання вивчити якомога повніше ефекти впливу зовнішніх факторів на нейрогенез з метою того, щоб зрозуміти, як зароджуються ті чи інші хвороби і що може сприяти їх лікуванню.

Дослідження формування нейронів мозку, яке проводилося на мишах, показало, що фізичні навантаження безпосередньо впливали на поділ клітин. Бігаючі в колесі тварини давали позитивні результати порівняно з тими, хто сидів без діла. Цей же фактор позитивно позначився в тому числі і на тих гризунів, які мали «похилий» вік. Крім того, нейрогенез посилювали розумові навантаження – рішення завдань у лабіринтах.

В даний час інтенсивно проводяться експерименти, які ставлять своєю метою пошук речовин або інших терапевтичних впливів, що сприяють формуванню нейронів. Так, у науковому світі відомо про деяких з них.

1. Стимуляція процесу нейрогенеза з допомогою біорозкладаних гидрогелей показала позитивний результат на культурах стовбурових клітин.
2. Антидепресанти не тільки дозволяють впоратися з клінічною депресією, але і впливають на відновлення нейронів у страждаючих цим захворюванням. У зв’язку з тим, що зникнення симптомів депресії при лікарській терапії відбувається приблизно за один місяць, а процес регенерації клітин займає стільки ж, учені висунули припущення, що поява цієї хвороби безпосередньо залежить від того, що нейрогенез в гіпокампі сповільнюється.
3. У дослідженнях, спрямованих на вивчення пошуку способів відновлення тканин після ішемічного інсульту, було встановлено, що периферійна стимуляція головного мозку і фізіотерапія посилювали нейрогенез.
4. Регулярне вплив агоністів дофамінових рецепторів стимулює відновлення клітин після їх ураження (наприклад, при хворобі Паркінсона). Важливим для цього процесу є різна комбінація лікарських засобів.
5. Введення тенасцина-С – білка міжклітинного матриксу – впливає на клітинні рецептори і підвищує регенерацію аксонів (відростків нейронів).

Застосування стовбурових клітин

Окремо необхідно сказати про стимуляції нейрогенеза допомогою введення стовбурових клітин, які є попередниками нейронів. Цей метод є потенційно дієвим в якості лікування дегенеративних хвороб головного мозку. В даний час він проводився лише на тварин.

Для цих цілей використовуються первинні клітини зрілого мозку, що збереглися ще з часів ембріонального розвитку і здатні до поділу. Після поділу та трансплантації вони приживаються і перетворюються в нейрони в тих самих відділах, вже відомих як місця, в яких здійснюється нейрогенез – субвентрикулярной зоні і гіпокампі. В інших областях вони утворюють гліальні клітини-нейрони.

Після того, як учені зрозуміли, що нервові клітини відновлюються з нейрональних стовбурових, вони припустили, можливість стимуляції нейрогенеза допомогою інших стовбурових клітин – кров’яних. Правда виявилася в тому, що вони проникають у мозок, але утворюють двоядерні клітини, зливаючись з існуючими вже нейронами.

Основна проблема методу полягає в незрілості «дорослих» стовбурних клітин головного мозку, тому існує ризик того, що після пересадки вони не можуть диференціюватися або загинути. Завдання дослідників полягає в тому, щоб визначити, що конкретно змушує стовбурову клітину перейти в нейрон. Це знання дозволить після забору «дати» їй потрібний біохімічний сигнал для початку трансформації.

Ще одне серйозне ускладнення, що зустрічається на шляху впровадження цього методу в якості терапії, – бурхливий поділ стовбурових клітин після їх трансплантації, що в третині випадків призводить до утворення ракових пухлин.

Отже, в сучасному науковому світі питання про те, чи відбувається формування нейронів, не варто: вже не тільки відомо, що нейрони можуть відновлюватися, але і, в деякій мірі, визначено, які чинники можуть впливати на цей процес. Хоча основні дослідницькі відкриття в цій сфері ще попереду.