По мере старения организма гибнут: в среднем каждые десять лет мозг лишается четырех процентов нервных клеток.
Гибель нейронов: есть ли выход?
Принято считать, что нервные клетки умирают, когда человек испытывает бытовой стресс и эмоциональные переживания. Восстанавливаются ли нервные клетки?, Обновляются ли нервные клетки, Что может негативно влиять на нервную систему, что такое нервная система. «Клетки нервной ткани: и всё-таки они восстанавливаются»Балашов Владимир Павловичдоктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой цитологии, гистоло.
Академик РАН ответил на вопрос, восстанавливаются ли нервные клетки
Однако если лекарства нервные клетки не восстанавливают, это не значит, что с их восстановлением не поможет ничто другое. Что такое нейрон?Мы слишком часто слышим фарзу «нервные клетки не восстанавливаются», это уже давно укоренившийся в языке фразеологизм, который люди норовят использовать по поводу и без. Его важнейшие клетки, нейроны, слишком высокоспециализированны, чтобы делиться.
НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ
Установлено, что новые нервные клетки образуются в зубчатой извилине гиппокампа, в стенках желудочков мозга и в обонятельном нейроэпителии. В этих участках накоплены нейральные стволовые клетки, НСК — так называемые клетки-предшественницы, которые способны делиться и первыми активируются при повреждении нервной ткани. Исследователи не исключают, что это происходит и в других частях мозга, но это требует дальнейшего изучения. Нейрогенез — сложный процесс, который включает размножение НСК, их миграцию, наделение их профильными функциями или дифференцировку. Заканчивается все включением в нервную систему нового зрелого нейрона, который начинает активно образовывать связи и полноценно функционировать. Ежедневно в процессе нейрогенеза образуется около 700 нейронов. Наблюдения показывают, что с возрастом количество клеток-предшественниц может уменьшаться в передне-средней части гиппокампа, но в задней части оно остается без изменений, поэтому нейрогенез продолжается, хотя и может замедлиться.
Доказательством тому, что нервная ткань обновляется, служит то, что потерянное из-за коронавируса обоняние восстанавливается. Вирус воздействует как раз на обонятельные луковицы и обонятельный нейроэпителий, нейроны погибают, но вскоре замещаются новыми, поэтому обоняние возвращается. Кроме того, у нейронов могут восстанавливаться аксоны — длинные отростки, по большей части образующие нерв. Если травма привела к повреждению нерва, благодаря прорастанию новых аксонов может частично восстановиться моторика. Однако есть у этого процесса и негативная сторона. Предположительно, нарушение роста аксонов приводит к появлению фантомных болей при ампутации.
Это происходит, когда они врастают в образовавшуюся рубцовую соединительную ткань, из-за чего формируются невромы — опухоли нерва. Клетки нейроглии тоже могут восстанавливаться. В этом есть плюсы и минусы Глиальные клетки, в отличие от нейронов, делятся. В период сразу после рождения человека именно благодаря способности клеток нейроглии размножаться происходит увеличение массы головного мозга. Функция деления сохраняется у глиальных клеток на протяжении всей жизни организма. Правда, в случае, когда деление приобретает патологический характер, эти клетки становятся основой образования опухолей — глиом.
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.
Понятие "глии" включает все клетки нервной ткани, не являющиеся нейронами. 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.
Нейроны генетически запрограммированы на миграцию в тот или иной отдел нервной системы, где с помощью отростков они устанавливают связи с другими нервными клетками. В конце 1980-х годов нейрогенез был также обнаружен у взрослых амфибий в лаборатории ленинградского ученого профессора А. 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. Погибшие нервные клетки уничтожаются макрофагами, попадающими в нервную систему из крови. Этапы образования нервной трубки в зародыше человека.
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. 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.
На текущий момент эпилепсию в целом научились контролировать, есть медикаментозное лечение, но если оно не помогает, применяют хирургическое. Кроме того, встречаются тяжёлые случаи, которые лечению не поддаются, а полностью избавить человека от потенциальных приступов пока не представляется возможным. Поэтому всё ещё актуален поиск новых инструментов лечения», — рассказал об исследовании Фёдор Цыбров, младший научный сотрудник Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. В ходе исследования группа учёных экспрессировала микробный родопсин из флавобактерии Krokinobactereikastus в энторинальной коре и гиппокампе мышей — областях мозга, ответственных за генерацию аномальной активности при височной эпилепсии. Это позволило составить электрофизиологическое описание свойств фототока и его влияния на напряжение мембран нейронов в срезах мозга мышей.
Учёные составили протокол фотостимуляции, который эффективно прекращает активность в модели эпилептических припадков. В этой работе впервые применили именно натриевые светоуправляемые помпы для подавления приступов и проверили их работу на мышах. Удалось добиться некоторых положительных результатов, которые позволили снизить нервное возбуждение. Изначально предполагали, что натриевая помпа гиперполяризует клетки. Как известно, нервные клетки поляризованы, у них есть мембранный потенциал, и если мы его увеличиваем, то клетки должны хуже проводить нервные сигналы.
Сеченова и МФТИ использовали в качестве оптогенетического инструмента родопсин из морской флавобактерии Krokinobactereikastus KR2 , экспрессировав его в области мозга мышей. Результат работы опубликован в журнале Molecular Neurobiology. Оптогенетика — довольно новое направление, которое открывает большие перспективы в терапии таких опасных заболеваний, как депрессия, болезнь Паркинсона и эпилепсия. Способность контролировать активность определённых типов клеток может обеспечить более точный способ прерывания эпилептической активности, но пока эти методы только исследуются и совершенствуются. Так, для нового метода подавления нервной активности группа учёных решила использовать первый известный натриевый насос, управляемый светом, — микробный родопсин из Krokinobactereikastus KR2. Он представляет особый интерес как потенциальный оптогенетический инструмент нового поколения, поскольку при активации зелёным светом выкачивает ионы натрия, что приводит к снижению активности нейронов. В культуре корковых нейронов мыши активация фототока KR2 приводила к сильному подавлению возбуждения.
Ещё одним преимуществом Krokinobactereikastus является отсутствие существенного влияния на клеточный кислотно-щелочной баланс, что является документированной проблемой для других светоуправляемых мембранных белков. Это опасное и пока неизлечимое заболевание, при котором некоторые нервные клетки произвольно активируются, что вызывает болезненные приступы. Причины этого явления точно не ясны: почему перевозбуждаются нервные клетки, по каким причинам остальные клетки готовы воспринять этот сигнал.
Восстанавливаются ли нервные клетки?
Двумя наиболее хорошо известными 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. Для полноценного восстановления мозга и стимуляции регенерации нервных клеток в первую очередь нужны полноценный сон, правильное питание, спорт и отсутствие хронического стресса. Не стоит перегружать себя работой, нужно находить время на любимые занятия, а в случае, если стало понятно, что Вам сложно справиться со стрессом самостоятельно, лучше незамедлительно обратиться к специалисту. Подобрать программу восстановления психоэмоционального состояния и сформировать запись к психотерапевту поможет служба бронирования X-Clinic: 8 800 444-42-48.
Несмотря на расхождения, исследования этого года «дают толчок для разработки более совершенных инструментов и моделей», писала в июне Туре в комментарии в Trends in Molecular Medicine. Новые методы количественного определения активных генов в отдельных клетках могут в конечном итоге обеспечить более точный способ идентификации новорожденных нейронов. Другие экспериментальные методы, такие как выращенные в лаборатории органоиды мозга или сложные сканирования мозга, также могут помочь. Если бы исследователи могли определить прокси нейрогенеза, в виде сигнала в крови или спинномозговой жидкости, этот процесс можно было бы исследовать и у живых людей.
Если люди, как и мыши, могут создавать новые нейроны, будучи взрослыми, это могло бы в конечном итоге защитить нас — или даже обратить вспять — от болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. Но это очень большое «если». А как думаете вы? Давайте обсудим в нашем чате в Телеграме.
Раз и навсегда ответить на этот вопрос и узнать больше о нашей нервной системе поможет Валентина Тарасова , врач-психотерапевт X-Clinic, к. Что из себя представляет нейрон и нервная система? Она отвечает за наши мысли, эмоции, движения, ощущения и поведение. Нервная система состоит из нейронов и нейроглии. Нейроны способны генерировать и передавать электрические импульсы. Они управляют всеми системами организма и могут адаптироваться к изменениям внешней среды.
Люди, которые занимаются интеллектуальным трудом, приходят к деменции позже. Чем дольше человек занимается работой, нагружает головной мозг, тем дольше может трезво мыслить. Конечно, это многофакторный процесс, но в целом есть такая тенденция. Врач-невролог пояснил, что в целом не всегда выраженная атрофия соотносится с когнитивными нарушениями: например, масса мозга Альберта Эйнштейна после смерти была крайне низкой, но благодаря тому, что ученый до последнего занимался интеллектуальным трудом, он смог сохранить ясность ума. Конечно, это не так. В самой нервной системе есть разные виды клеток, кроме того, сами нейроны тоже могут выполнять разные задачи. Это вспомогательные клетки, и они функций нейронов не выполняют. Нейроны тоже бывают разные по виду в зависимости от того, где находятся. Они различаются по количеству отростков. Здесь никаких обнадеживающих известий — как говорит Михаил Селезнёв, ученые пока не добились и таких успехов: — В теории есть стволовые клетки, которые находятся возле желудочков головного мозга. Но чтобы кто-то пересадил нейроны и это сработало... Такого пока не получилось. К гибели нервных клеток могут привести очень многие вещи: обычно это травмы, инсульты, различные сосудистые заболевания, аутоиммунные процессы и инфекции. Кроме того, к повреждению и гибели клеток приводит стресс. Врач-эксперт Екатерина Демьяновская подчеркивает, что чаще всего фраза «нервные клетки не восстанавливаются» звучит в контексте стресса: в подобных ситуациях в организме происходит выброс гормонов адреналина, норадреналина, кортизола, которые обладают сосудосуживающим действием. Екатерина Демьяновская — врач-эксперт лаборатории «Гемотест». По ее словам, сужение сосудов, особенно малого диаметра, приводит к тому, что все клетки, в том числе нервные, недополучают питание. Негативные последствия будут тем более велики, если стресс продолжительный и интенсивный, а на внутренней стенке сосудов уже есть атеросклеротические бляшки, которые дополнительно ухудшают кровоток. Головной мозг выглядит, как губка, — весь в маленьких очагах, где, по сути, умерли нервные клетки. Когда подобных участков становится много, нарушается функция всего головного мозга, — приводит пример Екатерина Демьяновская. Врач-невролог Михаил Селезнёв отмечает, что нарушить работу нервных клеток может также и депрессия: — При депрессиях очень сильно нарушаются когнитивные функции, человек становится невнимательным, сонливым, ухудшается память.
Видео: как умирает клетка мозга
Первые обнадеживающие новости о клетках мозга появились в 1998 году, когда ученые изучили мозги людей, которых лечили соединением, маркирующим ДНК в новорожденных нейронах. Нервные клетки восстанавливаются во время сна, нейроны, которые отжили свой срок, растворяются и на их месте происходит рост новых. Задача эффекторных нейронов обратная: передавать сигналы нервной системы клеткам, граничащим с внешней средой. Если нервные клетки не восстанавливаются, то значит ли это, что они могут закончится?
Нервные клетки не восстанавливаются?
Иными словами, до того работу погибших клеток выполняли ещё живые, но по достижении определённого порога мёртвых нейронов компенсаторных возможностей оставшихся клеток уже не хватает. Распространенное заблуждение, которое уже успело стать устойчивым выражением, цитируемой «аксиомой», гласит: нервные клетки не восстанавливаются! Распространенное предположение о том, что нервные клетки не восстанавливаются, одновременно правдиво и ложно. Когда в организме закончатся все нервные клетки, это может привести к серьезным эмоциональным нарушениям и психическим расстройствам. «Клетки нервной ткани: и всё-таки они восстанавливаются»Балашов Владимир Павловичдоктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой цитологии, гистоло. Скорость, с которой восстанавливаются нервные клетки, может достигать 700 новых нейронов в день.