Структурные аспекты восстановления

Принято считать, что после утраты одной структуры ее роль берет на себя другая, с аналогичными функциями, т.е. она замещает первую. Это подразумевает исходную избыточность структур. Например, у кошки описана взаимная замещаемость функций пирамидного и кортикоруброспинального трактов; у обезьяны постцентральная кора способна выполнять некоторые функции двигательной [44]. После разрыва пирамидного тракта ипсилатеральные кортикоспинальные связи могут взять на себя роль дегенерировавших перекрестных путей. Однако во всех подобных случаях доказательства замещения спорны и имеют косвенный характер.

Известно, что в ЦНС взрослых млекопитающих нейроны не способны регенерировать. Остается загадкой, почему перерезанные аксоны периферических нервов могут вновь отрастать и реиннерви-

 

Рис. 5.32. Локальный спраутинг после частичной деафферентации. В хронической фазе (Б) через несколько недель после острой (А) от интактных волокон (а) отрастают новые окончания, занимающие освободившиеся синаптические участки

ровать мышечные волокна, тогда как регенерация цен гральных аксонов после перерезки гораздо более ограничена. Тем не менее есть данные о локальном спраутинге (разрастании) поврежденных волокон с формированием новых синапсов (рис. 5.32) [51]. Первые наблюдения заключались в том, что после частичной перерезки дорсальных корешков проксимальнее ганглиев образуются новые окончания. По-видимому, они принадлежат разрастаниям интактных волокон и занимают освободившиеся места около мембранных рецепторов. Сообщается также, что после деафферентации происходит спраутинг нисходящих волокон, хотя сегментарные афференты обладают существенным приоритетом в процессе восстановления синапсов. Увеличение сегментарного входа, обусловленное таким спраутингом. может играть некоторую роль в появлении гиперрефлексии, которая тоже развивается постепенно. Однако процесс этого «разрастания» беспорядочен, так что он не обязательно приводит к функциональному улучшению. Другой повод для сомнений относительно его ведущей роли в реабилитации несовпадение некоторых сообщений о спраутинге в спинном мозге с результатами применения новейших анатомических методов.

Интересной моделью спраутиига служит красное ядро, у которого два основных входа-от коры больших полушарий и от мозжечка (вставочного ядра). Внутриклеточная запись синаптических потенциалов в этой области показала, что корковые афференты оканчиваются на расстоянии от тела нейрона, а мозжечковые —ближе к его телу. После необратимого разрыва последних корковые афференты образуют окончания все ближе к телу; следовательно, реорганизация здесь идет таким образом, что при дегенерации синапсов мозжечковых путей освободившиеся места занимают в результате спраутинга окончания кортикорубральных путей. Дегенерирующие синапсы как будто стимулируют формирование новых окончаний, а незанятая субсинаптическая мембрана притягивает отрастающие волокна (рис. 5.32).

ГЛАВА 5. ДВИГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 127

Процессы восстановления в незрелом мозгу. Когда повреждение головного мозга, особенно его коры, случается в раннем возрасте, последствия бывают обычно менее серьезными, чем после аналогичных нарушений во взрослом состоянии. Это справедливо как для двигательных систем, так и для речи (см. с. 158). После удаления участков коры у новорожденных обезьян развитие животных в течение первого года жизни почти не отличается от нормы. Однако, если обычно способность к хватанию предметов пальцами формируется через шесть-девять месяцев, в указанном случае эта специфическая функция двигательной коры и пирамидного тракта не появляется вообще [40]. У хомячков с перерезкой пирамидного тракта, произведенной вскоре после рождения, общая двигательная активность развиваегся, по-видимому нормально. При гистологическом исследовании мозга этих животных обнаружено, что ростральнее места повреждения формируется новый, «обходной», пучок пирамидного тракта, идущий в спинной мозг аномальным путем. Выявлены и синаптические контакты этих нисходящих волокон со спинальными нейронами. Означает ли это, что молодой мозг способен к формированию новых связей большой протяженности? Хотя опыты на хомячках как будто указывают на это, возможно и другое объяснение. Известно, что в процессе созревания исчезают многие связи, присутствующие в незрелом мозгу. К ним, например, относятся «избыточные» связи в составе мозолистого тела, значительная часть которых позднее утрачивается. На ранних стадиях онтогенеза зрительная кора грызунов содержит нейроны, дающие проекции в спинной мозг; затем они исчезают. Можно предполагать, что повреждение, подавляя процессы регрессии,позволяет волокнам, которые в норме обречены на отмирание, функционально замещать дегенерировавшие. Этим объясняется более высокая пластичность молодого мозга, его повышенная по сравнению со зрелым мозгом способность к реорганизации «нейронных схем».

Молекулярные аспекты. Через несколько дней после денервации развивается значительная спонтанная активность индивидуальных мышечных волокон, проявляющаяся в виде фибрилляций. Мышечная мембрана становится сверхвозбудимой; область ее чувствительности к ацетилхолину постепенно расширяется от концевой пластинки на всю поверхность волокна. Аналогичные процессы характерны для ЦНС. По-видимому, сверхчувствительность денервированных структур представляет собой общий принцип. Большое клиническое значение имеет тот факт, что после утраты дофаминергической иннервации (при болезни Паркинсона) реакция нейронов стриатума на дофамин усиливается [48]. Развитие сверхчувствительности рецепторов связано с их молекулярными преобразованиями (рис. 5.53). Обсуждается возможность причинной связи между аномалиями рецепторов аминокислотных медиаторов и определенными неврологическими и психиатрическими заболеваниями.

Перспективы. Одна из важнейших задач современных фундаментальных исследований состоит в выяснении условий среды,благоприятствующих процессам регенерации. Кроме того, привлекают интерес проблемы сверхчувствительности рецепторов, формирования и дегенерации синапсов, участия

 

Рис. 5.33. После дегенерации пресинаптических окончаний развивается сверхчувствительность постсинаптических рецепторов (показаны красным), так что их реакции на медиаторы становятся аномально сильными. В результате происходит компенсаторное усиление синаптической передачи

глии в регенерации, а также поиск веществ, регулирующих рост нейронов.

Весьма актуальное направление исследований связано с трансплантацией в стриатум ткани, содержащей синтезирующие дофамин клетки. Такие эксперименты могут привести к разработке альтернативного метода лечения болезни Паркинсона. не требующего введения L-дофа. Другой многообещающий экспериментальный подход - поиск возможностей регенерации ЦНС путем имплантации кусочков периферических нервов, которые направляли бы рост новых волокон.

Литература