Научная статья на тему 'Проблемы нейропластичности и нейропротекции'

Проблемы нейропластичности и нейропротекции Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
1849
372
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕЙРОГЕНЕЗ / КЛЕТКИ-ПРЕДШЕСТВЕННИКИ НЕЙРОНОВ И ГЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК / NEUROGENESIS / PRECURSOR OF NEURONS AND OF GLIAL CELLS

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Цинзерлинг В. А., Сапаргалиева А. Д., Вайншенкер Ю. И., Медведев С. В.

В обзоре представлен анализ литературы по современному состоянию проблемы нейрогенеза во взрослом мозге млекопитающих, включая человека. Нейропластичность и способность нервной ткани к воспроизведению представлена в первую очередь с точки зрения нейропатологии. Обсуждаются аспекты, касающиеся потенциальных способностей, поведения и функций клеток-предшественников нейроцитов и глиальных клеток в нейрогенных и ненейрогенных зонах мозга. Поднимаются вопросы о роли нейрогенеза в течении болезней мозга и о возможностях структурно-функционального восстановления поврежденной нервной ткани. Намечены перспективы дальнейших комплексных исследований и сопоставлений физиологической и структурной природы явлений, важных для понимания механизмов работы мозга при различных состояниях ЦНС и, соответственно, для клинической практики.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Цинзерлинг В. А., Сапаргалиева А. Д., Вайншенкер Ю. И., Медведев С. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Problems of neuroplasticity and neuroprotection

The review presents analysis оf literature, depicting a current state of a of neurogenesis in adult brain of mammals, including the person. Neuroplasticity and ability of nervous tissue to reproduction is presented first of all from the the standpoint of neuropathology. The aspects concerning potential abilities, behavior and functions of neurons precursors and of glial cells in neurogenetic and non neurogenetic zones of adult brain are discussed. Questions about the role of neurogenesis in the course of brain diseases and about opportunities of structurally and functional regeneration of the damaged nervous tissue are depicted. Perspectives of further complex researches including correlation of physiological and structural data concerning the phenomen, important for understanding the mechanisms of brain work and clinical practice are evaluated.

Текст научной работы на тему «Проблемы нейропластичности и нейропротекции»

2013

ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Сер. 11

Вып. 4

ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА И КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА

УДК 612.822.56

В. А. Цинзерлинг, А. Д. Сапаргалиева, Ю. И. Вайншенкер, С. В. Медведев

ПРОБЛЕМЫ НЕЙРОПЛАСТИЧНОСТИ И НЕЙРОПРОТЕКЦИИ

В последнее десятилетие в нейронауках произошла революция, которая была связана с доказательствами принципиальной способности ткани взрослого мозга к образованию новых нейронов и межнейрональных связей. Во многом эти положения являются развитием и «структурным» подтверждением представлений Н. П. Бех-теровой о механизмах самосохранения мозга и обеспечения его надежности [1]. Эти данные стали стимулом для многочисленных публикаций, активно обсуждающих клинические и нейрофизиологическиме аспекты постнатального нейрогенеза. Работ, связанных с морфологическими аспектами этого феномена, сравнительно немного [2]. Основные дискуссии ведутся вокруг регионов мозга, с которыми связаны процессы пролиферации нервных клеток. Внимание специалистов сосредоточено на так называемых мультипотентных нейрональных клетках-предшественниках (стволовых клетках), обнаруженных в этих регионах [3].

Открытие «стволовых клеток» мозга стало настоящей сенсацией, и это открытие дало импульс для развития новых, на первый взгляд фантастических, идей, связанных с разработкой стратегии лечения многих жизнеугрожающих и инвалидизи-рующих заболеваний нервной системы [4]. На этой «волне» уже возникло новое направление — нейронная биология, целью которого стало изучение «поведенческих реакций» предшественников нейронов, так как ключевым моментом развития ней-рональной заместительной терапии является установление контроля за пересаженными клетками-предшественниками.

В данной статье мы представляем анализ литературы и некоторых собственных взглядов по отдельным вопросам нейрогенеза у взрослых, касающихся, в первую очередь, потенциальных способностей, поведения и функций предшественников

Цинзерлинг В. А. — доктор медицинских наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: zinserling@yandex.ru

Сапаргалиева А. Д. — Казахский национальный медицинский университет им. С. Д. Асфендиярова Вайншенкер Ю. И. — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мозга человека им. Н. П. Бехтеревой Российской академии наук (ИМЧ РАН)

Медведев С. В. — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мозга человека им. Н. П. Бехтеревой Российской академии наук (ИМЧ РАН)

© В. А. Цинзерлинг, А. Д. Сапаргалиева, Ю. И. Вайншенкер, С. В. Медведев, 2013

нейроцитов. С нашей точки зрения, обсуждение этих вопросов является важным для понимания механизмов работы мозга, которые лежат в основе его возможностей и ограничений [1] и также, продолжая комплексный метод изучения мозга человека (Н. П. Бехтерева, 1967) [цит. по 1], намечает перспективы для дальнейших комплексных исследований.

Понятие «тканевые стволовые клетки» широко используется в различных областях медицины и предполагает наличие в ткани клеток, способных к самовоспроизведению, для которых присущи три основных признака:

• Первый признак — это способность стволовых клеток к пролиферации.

• Второй признак — способность стволовых клеток к дифференцировке, т. е. формирование структурно и функционально зрелых клеток, через промежуточные формы [5].

• Третий признак — способность стволовых клеток и их производных к миграции.

Изучение каждого из этих трех признаков представляет теоретический и практический интерес.

Стволовые клетки нервной ткани и их промежуточные формы называются клетками-предшественниками (прекурсорами). Процесс нейрогенеза у взрослых включает длинную «цепочку» последовательных событий, которая начинается с деления клеток-предшественников и заканчивается образованием зрелых нейронов и глиальных клеток [6]. Клетки-предшественники нейроцитов обладают высокой подвижностью, они устойчивы к кислородному голоданию, характеризуются про-лиферативной активностью и способны дифференцироваться в зрелые клетки. Популяция клеток-предшественников нейроцитов у взрослых является неоднородной, что еще раз подтверждает пластические возможности ткани головного мозга в пост-натальном периоде.

Один из основоположников современной нейробиологии, лауреат Нобелевской премии в области медицины Рамон Кахаль (Ramon Cajal) считал, что во взрослом мозге нейрогенез не происходит. Эта точки зрения была доминирующей вплоть до середины ХХ в. В учебнике патологической анатомии для студентов медицинских вузов, даже в последнем издании, в разделе «Регенерация отдельных тканей и органов» все еще сохранилось устаревшее положение о том, что в головном и спинном мозге новообразования ганглиозных клеток не происходит, а при разрушении их восстановление функции возможно лишь за счет внутриклеточной регенерации сохранившихся клеток» [7]. По-видимому, незыблемый авторитет Рамона Кахаля стал причиной столь долгой приверженности постулата об ограниченных регенераторных возможностях ткани мозга и «особых» репаративных способностях ЦНС, значительно отличающихся от других тканей.

В учебнике из серии Robbins — "Basic Pathology" о процессах регенерации ЦНС говорится уже не так категорично [8]. Авторы объясняют понятие «клеточный цикл» с позиций способности тканей к регенерации и выделяют три группы:

• В первую группу — лабильных тканей (labile tissues) — включены ткани, для которых характерно постоянное обновление клеточного состава, за счет замены погибших клеток новыми клетками. В эту группу попали клетки костного мозга; поверхностный эпителий, такой как плоский эпителий кожи, ротовой полости, влагалища и цервикального канала; кубический эпителий протоков

экскреторных желез — слюнных желез, поджелудочной железы, желчных ходов; цилиндрический эпителий желудочно-кишечного тракта, эндометрия, фаллопиевых труб; переходный эпителий мочевого тракта. Эти ткани характеризуются способностью к восстановлению в ответ на повреждение до тех пор, пока сохраняется пул стволовых клеток.

• Во вторую группу — стабильных тканей (stable tissues) — включены ткани, клетки которых пролиферируют только в ответ на повреждение, а в отсутствие повреждения в этих тканях пролиферативные процессы сведены к минимуму. Стабильные клетки — это клетки паренхиматозных органов, таких как печень, почки и поджелудочная железа.

• В третью группу — перманентных тканей (permanent tissues) — включены ткани, состоящие из дифференцированных клеток и поэтому не способные к пролиферации. Именно в эту группу отнесены нейроны и кардиомиоциты, скелетная мускулатура. Тем не менее, в отдельных участках мозга имеются клетки, способные к самовоспроизведению и пролиферации.

Нейрогенез в нейрогенных зонах

Впервые делящиеся клетки в ткани мозга взрослых грызунов — в гиппокампе и зрительном бугре — обнаружил J. Altman в 1962 г. [9]. Позднее эти участки были названы «нейрогенными» регионами мозга. Затем появились публикации о нейроге-незе и в других регионах мозга — в миндалинах, спинном мозге и черной субстанции, и это означает, что нейрональные клетки-предшественники располагаются в разных отделах мозга. Оказалось, что плотность распределения нейрональных клеток-предшественников связана с определенной зоной мозга, а степень выраженности нейро-генеза в конкретной зоне мозга зависит от функционального состояния микроокружения [10]. Результаты исследований по трансплантации клеток-предшественников подтвердили положение о влиянии микроокружения на потенциал нейрональных предшественников в нейрогенных регионах. При пересадке клеток-предшественников в нейрогенные регионы происходит их дифференцировка в нейроны данного региона. А если клетки-предшественники имплантируются вне нейрогенных областей, то дифференцировка заканчивается образованием только глиальных элементов.

Таким образом, результаты экспериментальных исследований позволили установить принципиальную возможность и некоторые особенности нейрогенеза для нейрогенных зон и вне этих зон [11]. Возникают закономерные вопросы:

• Можно ли влиять и как активировать процессы нейрогенеза в областях мозга вне нейрогенных зон?

• Меняется ли нейрогенная дифференцировка клеток-предшественников при патологических процессах?

• Какова функциональная способность новых нейронов и нейронных ансамблей по обеспечению ими различных видов деятельности и какова физиологическая «уместность» нейрогенеза при патологических процессах в мозге?

Оказалось, что процессы нейрогенеза имеют место и в зонах гибели нейронов, и в участках дегенерации нервной ткани вне нейрогенных областей. Была установлена способность к дифференцировке мультипотентных клеток-предшественников

в нейроны вне нейрогенных участков. Эти исследования подтверждают факт существования репаративного нейрогенеза в зонах повреждения нейронов.

Несмотря на многочисленные публикации по вопросам нейрогенеза взрослых, ситуацию сегодня можно обозначить как накопление фактического материала о ней-рогенезе в нейрогенных зонах и за их пределами. Поэтому интерпретация результатов научных исследований требует определенной осторожности. Пока достоверно установлен факт принципиальной способности ткани головного мозга к регенерации, и этот факт представляется крайне интригующим в плане индукции процессов нейрогенеза. Открывающиеся возможности влияния на определенные зоны мозга ставят перед исследователями новые вопросы, с решением которых во многом будет связано развитие неврологии, а именно:

• Какие ресурсы задействованы в процессе регенерации нейронов и ганглиоз-ных клеток вне нейрогенных зон?

• Участвуют ли клетки из нейрогенных зон в процессе регенерации нейронов и ганглиозных клеток вне нейрогенных зон?

Установлено, что самое большее количество новых нейронов образуется в пе-ривентрикулярной зоне [12]. Нейрогенез происходит в суправентрикулярной зоне, и затем из этой зоны клетки-предшественники мигрируют в конечную точку «маршрута» в обонятельную луковицу. Дойдя до обонятельной луковицы, эти нейроны дифференцируются в интернейроны, которые специфичны только для нее. Большинство клеток, появившихся в перивентрикулярной зоне, погибают раньше, чем они превращаются в нейроны. Это значит, что основной закон естественного отбора проявляется и здесь — «выживают сильнейшие», новые нейроны образуются в большом количестве, но только часть из них достигает морфологической и функциональной зрелости.

Клетки-предшественники, преобладающие в суправентрикулярной зоне, представлены В-клетками [13]. В наибольшем количестве они наблюдаются у плодов и новорожденных детей, с возрастом их количество существенно уменьшается. Ряд исследователей считали В-клетки производными эпендимоцитов, предполагая, что эпителиальную выстилку боковых желудочков необходимо рассматривать в качестве предшественников этого региона. Это предположение было впоследствии оспорено. Хотя трудно отличить истинный эпендимальный эпителий от клеток субэпендимального слоя, которые тоже участвуют в выстилке боковых желудочков. Считается, что В-клетки дают начало незрелым нейронам, которые делятся и затем — мигрируют в стенку бокового желудочка [14].

Изучение нейрогенеза в гиппокампе вызывает особый интерес, поскольку эта структура имеет отношение к памяти, поведенческим и эмоциональным реакциям, эпилептогенезу [1, 15-17]. Нейрогенез в гиппокампе — это очень пластичный процесс, и он меняется под влиянием различных факторов, таких как возраст, стрессовые ситуации, судороги, и даже — физические нагрузки. В гиппокампе взрослых клетки-предшественники находятся в перивентрикулярной зоне, которая богата сосудами, и именно в этой зоне отмечают их деление. На основании морфологических признаков выделяют три типа пролиферирующих клеток:

• предшественники В-клеток или «клеток первого типа» (глиальные клетки);

• «клетки второго типа», которые не обладают глиальными функциями;

• «клетки третьего типа».

Основными клетками-предшественниками этого региона являются В-клетки. Эти клетки после деления превращаются в «клетки второго типа», а «клетки второго типа», в свою очередь — в «клетки третьего типа».

Установлено, что нейрогенез в гиппокампе протекает на протяжении всей жизни и замедляется в пожилом возрасте. При этом возрастные особенности нейроге-неза обычно связывали с истощением мультипотентных клеток-предшественников за счет изменениями их свойств. Cameron (1999) и Montaron (1999) [цит. по 18] доказали, что возрастное торможение нейрогенеза обусловлено увеличением синтеза кортикостероидов надпочечниками, а не уменьшением числа мультипотентных клеток-предшественников или изменением их структуры.

В гиппокампе клетки-предшественники развиваются почти исключительно в гранулярные нейроны в пределах большинства базальных слоев зубчатой извилины в течение жизни. В субгранулярной зоне гиппокампа взрослого (57-72-летнего) человека содержится 200-250 клетоккм3 [цит. по 17].

Нейрогенез вне нейрогенных регионов мозга взрослого

Выделяют две формы нейрогенеза вне нейрогенных областей мозга:

• местный нейрогенез, который связан с активацией клеток-предшественников в ответ на патологическое воздействие;

• клетки-предшественники — из нейрогенных регионов, например, из субвен-трикулярной зоны, отвечают на любой тип стимулирования и мигрируют в поврежденные зоны.

Доказательством репаративного нейрогенеза стали работы, где было показано, что мультипотентные клетки-предшественники вне нейрогенных зон могут дифференцироваться в нейроны в коре головного мозга взрослой мыши под влиянием эндогенной индукции [19].

Учитывая количество клеток-предшественников и доступное месторасположение, потенциально более вероятными участниками репаративного нейрогенеза в не-нейрогенных зонах являются субвентрикулярная зона и РМП, включая обонятельный тракт [20].

Существуют интересные работы о потенциальном участии в процессах нейро-пластичности периваскулярных мезенхимальных стволовых клеток, обнаруженных во взрослом мозге животных и человека [см. обзор 21]. Эти клетки существуют в нейрогенных и не нейрогенных зонах по всему мозгу в периваскулярных нишах, расположенных вдоль мелких сосудов, преимущественно в местах сосудистого разветвления. Они соответствуют мезенхимальным стволовым клеткам, изолированным из человеческих тканей и органов (костного мозга, пульпы, жировой ткани, Вартонова студня пуповины, плаценты) и одновременно фенотипически, генотипи-чески и по способности к дифференцированию имеют характеристики перицитов. Получены доказательства биологической общности мезенхимальных стволовых клеток не только с перицитами, но и с клетками адвентиции больших сосудов. Пери-васкулярные мезенхимальные стволовые клетки имеют ряд принципиально важных способностей:

1. Способность этих клеток к дифференцированию потенциально больше, чем у нервных стволовых клеток: в зависимости от окружающих, индуцирующих ус-

ловий они могут дифференцироваться по эктодермальному или мезодермальному пути. Из этих клеток, изолированных из мозга, были выращены адипоциты, хондро-бласты, остеобласты, олигодендроциты и астроциты.

2. Способность этих клеток к иммуномодуляции, проявляющаяся в ингибиро-вании лимфоцитов, B-клеток, дендритных клеток, естественных клеток-киллеров и модулировании состояния микроглиальных клеток.

3. Прорегенеративная способность: секреция факторов роста, факторов ангио-генеза, митогенов и цитокинов.

4. Участвуют в поддержании тканевого гомеостаза и в том числе микроокружения стволовых клеток.

Пока эти способности нашли подтверждение in vitro и менее известны in vivo. Однако очевидно, что эти клетки могут непосредственно участвовать как в процессах нейродегенерации, так и репарации нервной ткани.

Миграция клеток предшественников

Экспериментальные работы (окклюзия средне-мозговой артерии на крысах) показали, что клетки-предшественники субвентрикулярной зоны мигрируют в стриа-тум и там дифференцируются в нейроны, фенотипически соответствующие погибшим клеткам [22].

Клетки-предшественники субвентрикулярной зоны непрерывно мигрируют по так называемому ростральному миграционному потоку (РМП), пунктом назначения которого являются унилатеральные обонятельные луковицы, а основной функцией — поддержание «обонятельного» нейрогенеза. Из-за длины пути и количества перемещаемых клеток его считают основным миграционным путем. Он начинается из передних отделов субвентрикулярной зоны, проходит между стриатум и anterior forcep мозолистого тела, достигая унилатерального обонятельного тракта (ростральный сегмент), по которому доходит до обонятельной луковицы (горизонтальный сегмент). В обонятельной луковице перемещенные клетки рассеиваются по ее различным слоям, где затем происходит их дальнейшее созревание. У человека РМП начинается от области бокового желудочка, непосредственно смежного с хвостатым ядром, при этом, из-за развития лобных долей, он имеет дополнительную ротацию до вхождения в обонятельный тракт. Считают, что траектория РМП обусловлена остаточным расширением желудочков [14, 20].

РМП представляет из себя цепь кластеров мигрирующих клеток, окруженных видоспецифической GFAP-положительной сетью глиальных клеток [23]. Мигрирующие клетки (нейробласты) обладают «миграционной» морфологией: удлиненными клеточными телами, расположенными вдоль движения, униполярными или биполярными отростками и случайными конусоподобными окончаниями [23]. Среднее число пролиферирующих клеток в одном РМП составляет 108 300 ± 13 310 [14].

В условиях патологических процессов направление миграции клеток меняется: они выходят из РМП и перемещаются в отдаленные области, где происходит гибель нейронов [17, 20]. Однако популяции клеток-предшественников, которые могут быть потенциальными источниками для нейронной замены поврежденных областей мозга «на отдалении», вероятно, рассеяны по всей перивентрикулярной области переднего мозга [17]. Популяция нервных клеток-предшественников, нахо-

дящихся в нижнем слое мозолистого тела (более каудально), возникает и генерирует клетки, мигрирующие к поврежденному при ишемическом инсульте пирамидному клеточному слою гиппокампа [24].

Миграция клеток-предшественников и их производных не выходит за пределы гиппокампа: на этапе раннего развития (в норме) и после травмы новые нейроны обнаруживают во внешних слоях зубчатой извилины [цит. по 17].

Нейрогенез при патологических состояниях

Под термином «нейропластичность» в настоящее время принято понимать способность нервной системы к восстановлению при патологических состояниях, и этот сложный процесс объединяет несколько разнородных компонентов:

• количественные нейрональные перестройки;

• изменения нейрональных связей (восстановление старых и появление новых межнейронных связей и взаимодействий);

• реакцию глиальных элементов;

• изменение (появление/восстановление) структуры и функции нейрона;

• изменение (улучшение состояния) систем жизнеобеспечения нейрона, включая нейроглию и систему регуляции кровообращения головного мозга.

С точки зрения клинического (неврологического, психо-неврологического) эффекта, результат нейропластичности лежит в плоскости нейрофизиологии: принципиально важно функциональное восстановление структурно-функциональных систем, в том числе с помощью оптимально интегрированных в них новых нейронов, обладающих «преморбидными» функциональными возможностями и активностью. Не все аспекты нейрогенеза изучены. Большинство из них исследовано на животных, поэтому оценивать состояние нейрогенеза при патологических состояниях у людей является довольно сложной задачей. Тем не менее, в настоящее время имеются данные о состоянии нейрогенеза в гиппокампе при некоторых заболеваниях.

При височной эпилепсии нарушается регуляция нейрогенеза в виде развития феномена «зернистости цитоплазмы нейронов» и увеличения числа незрелых нейронов в процессе дифференцировки из клеток-предшественников и, как следствие этого, истощение клеток-предшественников. Описано усиление нейрогенеза при болезни Альцгеймера. Отмечается повышенная пролиферативная активность предшественников нейроцитов при болезни Гентингтона. В эксперименте доказано, что при паркинсонизме наступает истощение допаминовых рецепторов и снижается про-лиферативная активность клеток-предшественников в перивентрикулярной зоне и в зубчатой извилине гиппокампа. Но в настоящий момент сложно оценить значение этих находок для объяснения тех неврологических расстройств, которые наблюдаются при паркинсонизме и болезни Гентингтона. Остаются не совсем понятными причины высокой пролиферативной активности клеток-предшественников при болезни Гентингтона и снижение пролиферативной активности при паркинсонизме. Хотя и в том и в другом случае состояние пролиферативной активности является проявлением нейрогенеза.

Возможно, что при травматических, ишемических, гипоксических поражениях ЦНС физиологическая уместность пролиферации может частично объяснить некоторое спонтанное восстановление утраченных функций, а аберрантный нейрогенез

может быть причиной дальнейшего развития болезни мозга, например симптоматической посттравматической эпилепсии, ослабляя или нарушая функциональное восстановление [17].

В эксперименте при гравитационных воздействиях при электронной и световой микроскопии показана возможность появления в интрамуральных нервных сплетениях двух- и многоядерных нервных клеток [25]. Авторы не исключают возможность деления нервных клеток.

В ИМЧ РАН на протяжении многих лет проводятся исследования в области патонейрофизиологии, направленные на оптимизацию лечения и реабилитации пациентов с тяжелыми заболеваниями и поражениями головного мозга, в том числе находящихся в вегетативном состоянии [26, 27]. Однако, в силу объективных причин, при улучшении неврологического и психоневрологического статуса пациентов отсутствовала возможность провести сравнительный анализ клинических, нейрофизиологических, нейровизуализационных и морфологических данных: положительный результат лечения оценивали лишь in vivo.

Заключение

Изучение нейрогенеза и его составляющих — нейрональных клеток-предшественников — у взрослых представляется важным для понимания организации центральной нервной системы, в целом, и для использования стволовых клеток для стимуляции репаративной регенерации ЦНС, в частности. С позиций репаративной регенерации ЦНС взрослых, стволовые клетки являются источником для образования новых нейронов, а это значит, что изучение их биологических и функциональных возможностей позволит регулировать процессы дифференцировки на клеточном и молекулярном уровне. Понимание этих механизмов поможет найти пути для профилактики заболеваний головного мозга и предложить новые подходы в разработке лечебных воздействий для полного структурно-функционального восстановления поврежденных участков мозга. И в ближайшем будущем местом приложения наиболее перспективного нейропротекторного воздействия станут стволовые клетки головного мозга.

Понимание клеточных и молекулярных механизмов контроля над дифферен-цировкой нервных клеток-предшественников в ЦНС взрослых имеет значение для разработки патогенетических методов лечения дегенеративных процессов нервной системы. Поэтому одним из перспективных направлений в современной неврологии является изучение процессов пролиферации и интеграции клеток-предшественников в зонах повреждения нейронов и глиальных элементов.

Сегодня можно говорить о крупных достижениях в области изучения нейро-генеза:

• Доказано существование процессов нейрогенеза у взрослых в двух областях мозга — субвентрикулярной зоне и зубчатой извилине гиппокампа.

• Установлена возможность эндогенной регуляции клеток-предшественников в других зонах мозга.

• Доказана возможность индукции нейрогенеза в тех областях мозга, в которых нейрогенез обычно не происходит.

• Мультипотентные клетки-предшественники, способные дифференцироваться в нейроны и глиальные элементы, обнаружены и в других регионах мозга взрослого человека. Хотя эти клетки-предшественники обладают ограниченными возможностями, по сравнению с прекурсорами из нейрональных зон мозга, они способны дифференцироваться в нейроны.

• Установлена способность многих клеток-предшественников взрослых мигрировать на значительные расстояния.

Таким образом, нейронная заместительная терапия на основе эндогенной индукции клеток-предшественников возможна в обозримом будущем. Тем не менее, многие вопросы все еще остаются открытыми. Основные вопросы, требующие ответов от специалистов, следующие:

• Каковы механизмы регуляции процессов миграции клеток-предшественников, их дифференцировки и выживания зрелых клеток?

• Каков потенциал клеток-предшественников вне нейрогенных зон?

• Обладают ли зрелые клетки головного мозга способностями клеток-предшественников?

• Обладают ли новые нейроны, дифференцировавшиеся в не нейрогенных зонах мозга взрослого, функциональным потенциалом погибших клеток?

Совершенно не изученным, но исключительно важным, является вопрос о возможности проявления выше разобранных механизмов нейропластичности при инфекционных поражениях головного мозга, особенно при маломанифестных «завуалированных», безусловно играющих существенную роль в развитии тяжелых поражений головного мозга при иммунодефицитах разной природы, целенаправленное лечение которых может быть достаточно эффективным [26, 28-30].

Одним из наиболее перспективных подходов к решению поставленных вопросов является накопление собственных наблюдений с проведением развернутых клинико-лабораторно-радиолого-морфологических сопоставлений с широким использованием современных нейропатологических методов, а также сопоставлений физиологической и структурной природы явлений [1].

Литература

1. Бехтерева Н. П. Здоровый и больной мозг. 2-е изд, перераб. и дополн. Л: Наука, 1988. 262 с.

2. Zhao C., Deng W., Gage F. H. Mechanisms and functional implications of adult neurogenesis // Cell. 2008. Vol. 132(4). P. 645-660.

3. Kempermann G., Jessberger S., Steiner B., Kronenberg G. Milestones of neuronal development in the adult hippocampus // Trends in Neurosciences. 2004. Vol. 27(8). P. 447-452.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Lie D. C., Song H., Colamarino S.A., Ming G. L., Gage F. H. Neurogenesis in the adult brain: new strategies for central nervous system diseases // Annual Reviews of Pharmacology and Toxicology. 2004. Vol. 44. P. 399-421.

5. van Praag H., Schinder A. F., Christie B. R., Toni N., Palmer T. D., Gage F. H. Functional neurogenesis in the adult hippocampus // Nature. 2002. Vol. 415. P. 1030-1034.

6. Abrous D. N., Koehl M., Le Moal M. Adult Neurogenesis: From Precursors to Network and Physiology // Physiological Reviews. 2005. Vol. 85. P. 523-569.

7. Струков А. И., Серов В. В. Патологическая анатомия: учебник. М.: Медицина, 2010. 688 с.

8. Robbins Basic Pathology. 8 ed. P. 59-79.

9. Altman J. Are new neurons formed in the brains of adult mammals? // Science. 1962. Vol. 135. P. 1127-1128.

10. Lledo P. M., Alonso M., Grubb M. S. Adult neurogenesis and functional plasticity in neuronal circuits // Nature Reviews Neurosciences. 2006. Vol. 7(3). P. 179-193.

11. Aimone J. B., Wiles J., Gage F. H. Potential Role for Adult Neurogenesis in the Encoding of Time in New Memories // Nature Neuroscience. 2006. Vol. 9. P. 723-727.

12. Carleton A., Petreanu L. T., Lansford R. et al. Becoming a new neuron in the adult olfactory bulb // Nature Neuroscience. 2003. Vol. 6(5). P. 507-518.

13. Ming G. L., Song H. Adult neurogenesis in the mammalian central nervous system // Annual Review of Neuroscience. 2005. Vol. 28. P. 223-250.

14. Curtis M. A., Kam M., Nannmark U., Anderson M. F. et al. Human Neuroblasts Migrate to the Olfactory Bulb via a Lateral Ventricular Extension // Science. 2007. Vol. 315. P. 1243-1249.

15. Aimone J. B., Wiles J., Gage F. H. Computational Influence of Adult Neurogenesis on Memory Encoding // Neuron. 2009. Vol. 61. P. 187-202.

16. Aimone J. B., Deng W., Adult F. H. Neurogenesis: Integrating Theories and Separating Functions // Trends in Cognitive Sciences. 2010. Vol. 14. P. 325-337.

17. Kernie S. G., Parent J. M. Forebrain neurogenesis after focal ischemic and traumatic brain injury // Neurobiol. Dis. 2010. Vol. 37(2). P. 267-274.

18. Ahlenius H., Visan V., Kokaia M. et al. Neural Stem and Progenitor Cells Retain Their Potential for Proliferation and Differentiation into Functional Neurons Despite Lower Number in Aged Brain // The Journal of Neuroscience. 2009. Vol. 29(14). P. 4408-4419.

19. Magavi S., Friedmann D., Banks G. Coincident Generation of Pyramidal Neurons and Protoplasmic Astrocytes in Neocortical Columns // J. of Neurosci. 2012. Vol. 32(14). P. 4762-4772.

20. Curtis M. A., Kam M., Faull R. L. M. Neurogenesis in humans // Eur. J. Neuroscience. 2011. Vol. 33. P. 1170-1174.

21. Ozen I., Boix J., Paul G. Perivascular mesenchymal stem cells in thedult human brain: a future target for neuroregeneration? // Clinical and Translational Medicine 2012. Vol. 1. P. 30.

22. Arvidsson A., Collin T., Kirik D. et al. Neuronal replacement from endogenous precursors in the adult brain after stroke // Nature Med. 2002. Vol. 8 (9). P. 963-970.

23. Kam M., Curtis M. A., McGlashan et al. The cellular composition and morphological organization of the rostral migratory stream in the adult human brain // J. Chem. Neuroanat. 2008. Vol. 37. P. 196-205.

24. Nakatomi H., Kuriu T., Okabe S. et al. Regeneration of hippocampal pyramidal neurons after ischemic brain injury by recruitment of endogenous neural progenitors // Cell. 2002. Vol. 110. P. 429-441.

25. Гайворонский И. В., Варзин С. А., Тихонова Л. П. Многоядерные нейроны в ганглиях желудочно-кишечного тракта // Морфология. 1996. T. 110, № 6. С. 65-71.

26. Вайншенкер Ю. И., Ивченко И. М., Короткое А. Д., Мелючева Л. А., Катаева Г. В., Медведев С. В. Вегетативное состояние (длительная кома) как проявление устойчивого патологического состояния // Физ. чел. 2010. Т. 36, № 1. С. 138-141.

27. Вайншенкер Ю. И., Ивченко И. М., Коротков А. Д., Катаева Г. В., Медведев С. В. Полифункциональность нейронов: блокирование патологической экстремальной афферентации приводит к улучшению высших функций мозга (на примере больных в вегетативном состоянии) // Физ. чел. 2013. Т. 39, № 1. С. 26-29.

28. Медведев С. В., Вайншенкер Ю. И., Ивченко И. М. и др. Латентные инфекционно-воспалитель-ные процессы в ЦНС у больных в вегетативном состоянии (длительной коме) как неспецифический фактор, закрепляющий устойчивое патологическое состояние // Фундаментальные науки — медицине. Тез. докл. на конф. и семин. по науч. направл. Программы в 2010 году. М.: Слово, 2010. С. 163-184.

29. Вайншенкер Ю. И., Калинина О. В., Нуралова И. В. и др. Маломанифестные инфекции у детей и подростков с последствиями перинатального поражения нервной системы // ЖМЭИ. 2012. № 5. С. 77-80.

30. Вайншенкер Ю. И., Ивченко И. М., Цинзерлинг В. А. и др. Маломанифестные инфекции с поражением ЦНС у больных при длительных бессознательных состояниях невоспалительной этиологии // ЖМЭИ. 2011. № 6. С. 85-89.

Статья поступила в редакцию 15 августа 2013 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.