Нейрогенез

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

Очень увлекательная статья. Спасибо. да, хорошо подмечено. То, что заложено в чистой клетке стволовой дает вариативность- первая мысль еще при начале прочтения, что эти клетки станут просто тканью- аденомиоз, эндометриоз. Целепологание...генная инженерия...информация, заложенная в клетке...как пойдет развитие дальше...В том и дело, что может пойти разрастаться и делиться как угодно- отсюда онкология.
Человек- микрокосм, космос...Вот аналогия сразу пришла на ум. Предполагаемый бозон Хиггса- частица бога, важный элемент, то, что задает массу всем остальным частицам-кваркам вещества, то, что по сути дифференцировало частицы и дало возможность существования такой разнообразной материи, в итоге жизни. Бохон Хиггса- то целепологание..У Аристотеля- энтилехия...То, что определяет, чем быть. случайность ли? или все же есть такая частица.
Вот в каждой стволовой клеточке есть этот геном, генная иформация, заложено это целеполагание. Естественным путем. А как вмешаться в раскрытие этой цели- человек еще не дошел. Мало в слепую пересадить чистый материал. Потому и риск. Заставить его развиться так как надо...
Есть еще одна технология будущего- нанороботы. Их можно будет ввести через шприц...там компьютерно задать программу (!!!) и они смогут согласно заданной программе достраивать любые ткани организма, залечивать разорванные связи в них, редуцировать клетки...собирать их из окр вещества. вот это прорыв будет . И это не фантастика. Денег не вкладывают много...но вот в Сколково работают над этим наряду с крионированием.

Что-то вас не туда понесло, если честно, начиная с бозона - статья больше для ознакомления, и не претендует на правдивость

Плюс статья научно-популярная, а не взята из какого-то официального научного и авторитетного источника: верить можно, конечно, но лучше удостовериться в правдивости, либо в обратном

А мне больше понравилась информация о том что нервные клетки восстанавливаются. Мне и раньше слова о том что они не восстанавливаются казались откровенным бредом, а тут вот получил подтверждение своему мнению. Это радует. А уж как чего там наука проварачивает это уже не моё дело. По моему вообще лучше совершенствоваться а не вот такими на мой взгляд не естественными экспериментами заниматься. Магия знает гораздо больше чем наука.

Цитата :

подтверждение своему мнению

Написал-же выше, что статья не из официального научного источника, а научно-популярная - поэтому доказательств нет, чтобы принимать на веру написанное там

Я скорее свою практику принимаю на веру. За эмоции же нервные клетки отвечают если говорить про физ? У меня было время когда я нечего не чувствовал и даже думал не робот ли я. Я тогда просто мечтал что либо почувствовать. Но это время прошло и я спокойно чувствую.

нервные клетки не восстанавливаются, ушёл в прошлое,

Armina hamon пишет:

нервные клетки не восстанавливаются, ушёл в прошлое,

германия. терапия. не так давно вывели препарат. но это очень дорого.

Название препарата?

Достаточно давно читал именно научный труд об этом, только экспериментировали на людях.
было более 1000 испытуемых, над которыми извращались по разному, суть в том что, почти со 100% результатом возвращали память, людям которые её потеряли и т.д и т.п возвращали рассудок очень старым людям они и стихи наизусть рассказывали не хуже молодых.
Но эффект был временным, к примеру год - два уходит на реабилитацию под непосредственным руководством профессионалов, далее с одной группой продолжают работать заставлять использовать мозг и развивать его, другую группу оставляют на свое усмотрение, подавляющее большинство бросало упражнения и развитие, в результате очень быстро возвращалось к исходной точке, те кто продолжал без надзора выполнять всякие разные гимнастики, чтение, упражнения, умудрялись более или менее поддерживать свое состояние, те кто продолжал находиться под надзором получали и "допинг" и профессиональное курирование продолжали улучшать результаты.
Вобще там много экспериментов ставили на разные аспекты, только ученых задействовано было более 1000 человек с разных направлений, эксперименты далеко не все были невинными
Некоторые вобще ужасали

Но ведь там не сказано, восстанавливались нервные клетки, или нет

Скорее всего нервные клетки восстанавливаются, но тут зависит от множества факторов.

В Германии круче, но нет времени искать. Российский церебрализин, но там на один курс за купить нужно на 5000, а курс явно не один пройти.
Особое место в лечении нарушений развития психоневрологических функций занимают гидролизатные препараты, полученные путем ферментативного гидролиза тканей мозга. Ферментативный гидролиз тканей мозга позволяет получить аминокислоты и пептиды, являющиеся продуктами распада белка нейронов и глиальных клеток. Введение в организм этих элементов гидролиза как бы насыщает нервную клетку нештатной информацией об избыточном ее разрушении, что является мощным стимулом к запуску синтеза в ней ДНК, белка, а, значит, и к запуску ростовых и регенеративных процессов. Действие гидролизатных препаратов тканеспецифично (т.е. избирательно влияет на клетки определенного отдела нервной системы). Они уменьшают потребность мозга в кислороде, усиливают устойчивость нервных клеток к воздействию различных неблагоприятных факторов (в частности, к гипоксии и ишемии), стимулируют биосинтез в нейронах белка, а также медиаторов, обеспечивающих проведение нервного импульса.

Ферментативному гидролизу могут подвергаться различные структуры головного мозга, что обеспечивает специфические эффекты препаратов и различную направленность их действия. Австрийский препарат церебролизин является гидролизатом головного мозга свиней и стимулирует развитие двигательных, интеллектуальных и поведенческих функции у больных с поражением ЦНС, способствует уменьшению выраженности нарушений при эпилепсии, неврастении. Отечественный препарат церебролизат, является гидролизатом коры головного мозга крупного рогатого скота. По фармакологическим свойствам и биологическому действию он подобен церебролизину, но значительно эффективнее последнего при лечении больных с нарушениями корковых функций ЦНС.

Нами, совместно с проф. А.В.Карякиным разработан церебролизат М, который аналогичен по технологии гидролиза церебролизату, но его получают не из коры головного мозга, а из структур мозжечка и стволовых отделов. Этот препарат специфически активирует биохимические процессы в мозжечке, что значительно улучшает двигательные возможности у детей с мозжечковыми формами детского цереб­рального паралича, с аномалиями развития мозжечка, уменьшает выраженность нарушений поведения и умственного развития.

В Санкт-Петербурге разработан полипептидный препарат кортексин, полученный из коры головного мозга телят. Сбалансированная смесь биологически активных пептидов, входящих в состав препарата, обладает суммарным многофункциональным влиянием на клетки нервной системы. Кортексин стимулирует умственную деятельность, регулирует соотношение тормозных и возбуждающих влияний, способствует восстановлению оболочек нервных проводников, снижает уровень судорожной готовности мозга.

В современных условиях, застав человека в первые 3 часа инсульта, при правильном лечении , можно за полгода минимум восстановить всякие последствия, люди поднимаются от правильной терапии.

Всегда стоит читать внимательнейшим образом действие препарата и противопоказания:

Нейропротекция: Церебролизин® защищает нейроны от повреждающего действия лактат-ацидоза, предотвращает образование свободных радикалов, повышает выживаемость и предотвращает гибель нейронов в условиях гипоксии и ишемии, снижает повреждающее нейротоксическое действие возбуждающих аминокислот (глутамат)

Сложный состав препарата Церебролизин®, активная фракция которого состоит из сбалансированной и стабильной смеси биологически активных олигопептидов, обладающих суммарным полифункциональным действием, не позволяет провести обычный фармакокинетический анализ отдельных компонентов

(насчёт вот этого уже неправильно - нужно выводить состав полностью, все химические вещества, наполнители добавки и прочее, причём в обязательном порядке)

Побочные действия

Частота проявлений побочных действий: часто — >1/100–<1/10; редко — >1/1000–<1/100; очень редко — >1/10000–<1/1000; крайне редко — <1/10000.

Реакция на введение: при чрезмерно быстром введении в редких случаях возможно ощущение жара, потливость, головокружение; в единичных случаях — учащенное сердцебиение или аритмии. Поэтому препарат следует вводить медленно.

Со стороны ЖКТ: редко — потеря аппетита, диспепсия, диарея, запоры, тошнота и рвота.

Со стороны ЦНС и периферической нервной системы: в редких случаях предполагаемый эффект активации сопровождался возбуждением (проявлявшимся агрессивным поведением, спутанностью сознания, бессонницей). Имеются сообщения о возникновении в единичных случаях (<0,01%) в период лечения препаратом Церебролизин® больших эпилептических припадков и судорог.

Со стороны иммунной системы: крайне редко — реакции повышенной чувствительности или аллергические реакции, проявляющиеся головной болью, болевыми ощущениями в шее, конечностях, нижней части спины, одышкой, ознобом и коллаптоидным состоянием.

Местные реакции: редко — покраснение кожи, зуд и жжение в месте инъекции.

Прочие: крайне редко — по результатам исследований сообщалось о случаях гипервентиляции, артериальной гипертонии, артериальной гипотонии, усталости, тремора, депрессии, апатии, головокружения и гриппоподобных симптомах (кашель, насморк, инфекции дыхательных путей).

Следует учесть, что некоторые нежелательные эффекты (возбуждение, артериальная гипертония, артериальная гипотония, вялость, тремор, депрессия, апатия, головокружение, головная боль, одышка, диарея, тошнота) были выявлены в ходе клинических испытаний и возникали в равной мере как у пациентов, получавших Церебролизин®, так и у пациентов группы плацебо