Свойство некоторых нервных клеток вырабатывать и выделять

СТРОЕНИЕ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ

Эндокринная система состоит:

• из эндокринных желез – органов, вырабатывающих гормоны (щитовидная железа, надпочечники, эпифиз, гипофиз и др.);

• гормонопродуцирующих частей органов, совмещающих как эндокринные, так и другие функции (гипоталамус, поджелудочная железа, тимус и др.);

• одиночных клеток, расположенных в различных органах (клеток диффузной эндокринной системы).

Некоторые эндокринные функции выполняют также печень, почки, желудок, кишечник, селезенка. Эндокринные клетки содержатся практически во всех тканях организма. Они вырабатывают соки (секрет желез), содержащие специфические для каждого эндокринного органа гормоны, и выделяют их непосредственно в кровоток. В этом заключается отличие желез внутренней секреции, или эндокринных (от греч. "эндос" – внутрь и "крино" – выделяю), от желез экзокринных, которые выделяют свой секрет в протоки, выходящие на наружную поверхность тела (слюнные железы, потовые, железы желудка, легких).

НЕЙРОСЕКРЕТОРНЫЕ КЛЕТКИ

Тесная взаимосвязь работы нервной и эндокринной систем объясняется наличием в организме нейросекреторных клеток. Нейросекреция (от лат. secretio – отделение) – свойство некоторых нервных клеток вырабатывать и выделять особые активные продукты – нейрогормоны. Распространяясь (подобно гормонам эндокринных желез) по организму с током крови, нейрогормоны способны оказывать влияние на деятельность различных органов и систем. Они регулируют функции эндокринных желез, которые, в свою очередь, выбрасывают гормоны в кровь и осуществляют регуляцию активности других органов.

Нейросекреторные клетки, как и обычные нервные клетки, воспринимают сигналы, поступающие к ним от других отделов нервной системы, но далее передают полученную информацию уже гуморальным путем (не по аксонам, а по сосудам) – посредством нейрогормонов. Таким образом, совмещая свойства нервных и эндокринных клеток, нейросекреторные клетки объединяют нервные и эндокринные регуляторные механизмы в единую нейроэндокринную систему. Этим обеспечивается, в частности, способность организма адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды. Объединение нервных эндокринных механизмов регуляции осуществляется на уровне гипоталамуса и гипофиза.

ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ

Как уже было сказано выше, эндокринные железы, или железы внутренней секреции, не имеют выводных протоков: продукты их секреции попадают непосредственно в кровь, лимфу или в соседние клетки. Поэтому все эндокринные железы имеют богатое кровоснабжение.

Гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции, осуществляют химическую регуляцию деятельности всего организма и оказывают выраженный эффект в минимальных количествах. Регуляция количества гормонов в организме и их воздействие на различные системы и органы происходят очень быстро – недаром гормональные препараты являются одними из самых сильнодействующих средств, которыми располагает современная медицина. Поэтому ни в коем случае нельзя принимать гормональные препараты без назначения врача. Оптимальный баланс этих веществ в организме необычайно важен.

Основные железы эндокринной системы – это гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, надпочечники, эпифиз и половые железы (у мужчин – яички, у женщин – яичники).

Центральное звено эндокринной системы составляют гипоталамус, эпифиз и гипофиз. Главным центром, регулирующим производство гормонов эндокринными железами и выброс их в кровь, является гипоталамус, расположенный в головном мозге. Он получает информацию из центральной нервной системы и переключает ее на гипофиз.

Гипофиз регулирует секрецию всех зависимых от него эндокринных органов, представляющих собой периферическое звено эндокринной системы (щитовидная железа, кора надпочечников, яички и яичники). К периферическому звену эндокринной системы относятся также паращитовидные железы, некоторые клетки островков поджелудочной железы, гормонопродуцирующие клетки других органов.

В свою очередь, гормоны эндокринных желез оказывают обратное действие на гипоталамо-гипофизарную систему. Многое во взаимодействии этих систем остается еще не изученным, и исследователи интенсивно занимаются этими вопросами.

Гипоталамус объединяет нервную и эндокринную системы в нейросекреторную и является высшим центром регуляции вегетативных функций. Иначе говоря, этот небольшой отдел головного мозга весом всего около 5 г и есть тот самый дирижер, благодаря которому все системы нашего организма функционируют, как слаженный оркестр.

От поверхности тела и внутренних органов в гипоталамус поступают сигналы о состоянии организма. В медиальной области гипоталамуса существуют особые нейроны, воспринимающие информацию о важнейших параметрах крови и спинномозговой жидкости – температуре, водно-электролитном составе плазмы, содержании гормонов в крови. Посредством нервных механизмов медиальная область гипоталамуса управляет деятельностью гипофиза. Таким образом, эта область служит промежуточным звеном между нервной и эндокринной системами.

Гипоталамус выделяет вещества, обладающие гормональной активностью (так называемые рилизинг-гормоны, от англ. release – выделять). Они имеют сравнительно простое химическое строение и оказывают влияние на гипофиз, заставляя его выделять различные более сложные гормоны. При избыточном выделении активирующих гипофиз гормонов может наблюдаться усиление функции щитовидной железы, половых желез. Это дало возможность применять рилизинг-гормоны в клинической практике и использовать их в диагностике некоторых эндокринных заболеваний. Наряду с гормонами, активирующими гипофиз, в гипоталамусе выделяются биологически активные вещества, подавляющие выработку гормонов гипофизом (ингибиторы).

Регуляция деятельности нашего организма со стороны гипоталамуса определяет все самые сложные вегетативные и поведенческие реакции: терморегуляцию, пищевые рефлексы, половое поведение и т. д.

Влияние гипоталамуса на половые функции связано с регуляцией им деятельности половых желез и участием в организации нервных механизмов, необходимых для осуществления полового поведения. Регуляция половой функции осуществляется посредством синтеза и выделения гонадотропин-релизинг-гормонов (ГС-РГ). В отличие от мужского организма, в женском выделение гонадотропинов происходит не только в тоническом (постоянном), но и в циклическом (периодическом) режиме.

При наличии патологии гипоталамической области наблюдаются сбои в работе половой системы (например, нарушения менструального цикла). В детском возрасте патология гипоталамуса может проявляться в изменении сроков полового созревания.

Во время внутриутробного развития плода гипоталамус будущего ребенка влияет на формирование его пола. В период полового созревания по сигналу, поступающему из гипоталамуса через гипофиз, половые железы начинают интенсивно вырабатывать соответствующие мужские или женские половые гормоны, под влиянием которых у подростка появляются вторичные половые признаки и эротические переживания.

В гипоталамусе происходит выработка таких важнейших гормонов, как окситоцин и вазопрессин. При нарушении продукции вазопрессина клетками гипоталамуса развивается тяжелое заболевание – несахарный гипоталамический диабет.

Пищевое поведение также связано с гипоталамусом. При электрическом раздражении соответствующей зоны животное с искусственно вызванным пищевым поведением начинает есть, даже если оно не голодно, и при этом пережевывает несъедобные предметы. При поражениях латеральных областей гипоталамуса имеет место афагия (отказ от пищи). Разрушение медиальных областей гипоталамуса, напротив, сопровождается гиперфагией (чрезмерным потреблением пищи).

Однако области гипоталамуса, раздражение которых приводит к различным поведенческим реакциям, широко перекрываются. Это означает, что нельзя рассматривать данные процессы вне их взаимодействия (на что могло бы натолкнуть существование таких терминов, как "центр голода" и "центр насыщения"). На сегодняшний день нейронная организация гипоталамуса, благодаря которой это небольшое образование способно управлять множеством жизненно важных поведенческих реакций и нейрогуморальных регуляторных процессов, остается загадкой и объектом дальнейших научных исследований.

Гипофиз представляет собой округлое образование, расположенное на нижней поверхности головного мозга. Этот орган, относящийся к центральному звену эндокринной системы, состоит из двух крупных, различных по происхождению и структуре долей: передней – аденогипофиза (составляет 70–80 % всей массы железы) и задней – нейрогипофиза. Промежуточная (средняя) доля гипофиза хорошо развита у многих животных, а у человека она представляет собой тонкую прослойку клеток между передней и задней долями. Эти клетки синтезируют свои специфические гормоны.

Передняя доля является самой активной. Она выделяет различные гормоны: адренокортикотропный, стимулирующий деятельность коры надпочечников; тиреотропный, оказывающий влияние на работу щитовидной железы; гонадотропные гормоны, влияющие на половые железы; пролактин, стимулирующий функцию молочной железы, и др.

Гонадотропные гормоны гипофиза стимулируют деятельность яичников. Выделено три таких гормона: фолликулостимулирующий (ФСГ), способствующий развитию фолликулов яичника; лютеинизирующий (ЛГ), вызывающий лютеинизацию фолликулов; лютеотропный (ЛТГ), поддерживающий функцию желтого тела во время менструального цикла и оказывающий лактотропное действие.

I

[нейро (гормоны) + secretio отделение] — совокупность процессов синтеза и выделения нейрогормонов специализированными нервными клетками. В отличие от медиаторов (Медиаторы), поступающих прямо в синаптическую щель (см. Синапс), при Н. биологически активные вещества минуют синапс и достигают клеток-мишеней через кровь или цереброспинальную жидкость. У низших животных, например насекомых, Н. осуществляется нервными окончаниями, наружной мембраной тела нервной клетки, дендритами, также по ходу аксона, у высших животных и человека — только окончаниями аксонов.

Нейросекрецией обладают нервные клетки, встречающиеся в самых различных участках мозга. Так, Н. вещества Р (относится к группе регуляторных пептидов (Регуляторные пептиды), участвующих в формировании в ц.н.с. чувства боли) наблюдается в спинном мозгу, а мет-энкефалинов и лей-энкефалинов — в бледном шаре стриатума. Многие исследователи рассматривают Н. как часть деятельности диффузной эндокринной системы, секреторные клетки которой находятся не только в мозгу, но и в желудочно-кишечном тракте, плаценте, а у некоторых животных и в коже (см. Апуд-система).

Согласно концепции английского ученого Пирса (A.G.Е. Pearse), все клетки, секретирующие биологически активные пептиды, являются производными общих эмбриональных закладок и составной частью единой системы нервной регуляции функций организма. Регуляция через АПУД-систему отличается от чисто нервных влияний главным образом значительно большей продолжительностью действия.

В нейросекреторных клетках обнаруживаются очаговые расширения аксона — тельца Херринга, в которых скапливаются гранулы секрета, а также лизосомы, митохондрии, микроволоконца и другие микроструктуры нервной клетки. Периоды активной Н. и покоя носят ритмический характер подобно периодам внешней секреции клеток поджелудочной железы. Отличительной чертой нейросекреторной клетки является ее двойная специализация. Наряду с транспортировкой и выделением нейросекрета аксон способен к проведению процесса возбуждения (Возбуждение). Одни ветви аксона, как и обычной нервной клетки, через нервные импульсы и медиаторы воздействуют на клетки, расположенные в самых отдаленных участках мозга, другие — образуют возвратные коллатерали, идущие к телу нейросекреторной клетки, участвуя посредством обратной связи в ее саморегуляции. На дендриты нейросекреторной клетки конвергирует афферентация с различных отделов мозга.

В задней доле гипофиза содержатся два гормона — антидиуретический гормон, или вазопрессин, и окситоцин. Синтез этих гормонов происходит в крупных нейросекреторных клетках супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса. Отсюда гормоны с током плазмы по аксонам спускаются в заднюю долю гипофиза и выделяются в пространство, окруженное капиллярной сетью. В задней доле гипофиза имеются многочисленные расширения аксонов — тельца Херринга, в которых содержатся гранулы секретируемого вещества. Каждая нервная клетка синтезирует только один гормон. В супраоптическом ядре синтезируется вазопрессин, в паравентральном — окситоцин.

Нарушения в синтезе или выделении вазопрессина связаны с развитием диабета несахарного (Диабет несахарный). Несахарный диабет возникает из-за недостатка вазопрессина и характеризуется образованием в организме большого количества мочи с низкой относительной плотностью. Кроме того, вазопрессин способен повышать тонус сосудов и кровяное давление. Выявлены воздействия этого гормона на высшие психические функции. Окситоцин действует на гладкую мускулатуру матки, усиливает родовую деятельность, участвует в регуляции лактации.

Гормоны гипофизотропной зоны гипоталамуса являются пептидами. Некоторые из них образованы всего лишь несколькими аминокислотными остатками и обладают низкой молекулярной массой (от 293 до 28000). Так, рилизинг-гормон тиреотропного гормона гипофиза (ТРГ) состоит всего из трех аминокислот. Этот гормон, а также рилизинг-гормон гормона роста соматолиберин удалось искусственно синтезировать, что позволило начать использовать их в лечебной практике.

Имеется немало данных о том, что функция гипофизотропных гормонов гипоталамуса не ограничена регуляцией выделения тропных гормонов передней долей гипофиза. Подобно регуляторным пептидам гормоны гипофизотропной зоны гипоталамуса действуют еще на разные клеточные элементы в нервной системе и в других органах и тканях. Так, соматостатин в гипофизе не только стимулирует выделение гормона роста, но и тормозит секрецию тиреотропина, глюкагона, гастрина и инсулина, выступает в роли медиатора нервной системы.

В эпифизе нейросекрецией обладают клетки пинеалоциты. По генезу они гомологичны фоторецепторным секреторным клеткам, которые встречаются в эпифизе низших позвоночных животных. Фоторецепторная секреторная клетка в ответ на прямое освещение реагирует изменением секреции. У высших животных пинеалоциты эпифиза не способны непосредственно реагировать на свет, но опосредованно их секреция связана с действием света через зрительную систему. В пинеалоцитах эпифиза секретируются в кровь два гормона: медатонин и серотонин. Их секреция строго периодична. Ночью секретируется только мелатонин, днем — серотонин. В регуляцию суточного ритма синтеза и выделения мелатонина и серотонина активно включается гипоталамус. Не исключено, что клетки эпифиза секретируют и другие гормоны.

Малоизученной областью остается процесс нейросекреции в цереброспинальную жидкость. С помощью ультраструктурных исследований обнаружены в эпендиме желудочков мозга отростки аксонов пептидергических нейронов. Эти отростки, заполненные элементарными гранулами, выступают в полость желудочков и непосредственно контактируют с цереброспинальной жидкостью. Значительная часть нейросекрета в виде гранул и телец Херринга из-за деградации участков аксона поступает в эпендиму. Специализированные клетки эпендимы захватывают и затем выделяют продукты секреции нервных клеток в цереброспинальную жидкость. Аналогичную роль, возможно, играют специализированные клетки (питуициты) в задней доле гипофиза, где продукты секреции нервных клеток могут отводиться в кровяное русло через клетки-посредники. Выявляется большое значение Н. в формировании целостных, в т.ч. психических форм деятельности организма (см. Нейрогуморальная регуляция функций).

Библиогр.: Немечек С и др. Введение в нейробиологию, пер. с чеш., Прага, 1978; Поленов А.Л. Гипоталамическая нейросекреция, Л., 1971; Физиология человека, под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса, пер. с англ., с. 222, М., 1986.

II

Нейросекреция (Нейро- + Секреция)

процесс образования и выделения нейрогормонов клетками гипоталамуса.

Доктор медицинских наук В. ГРИНЕВИЧ.

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.

"Наука и жизнь" о стволовых клетках:

Белоконева О., канд. хим. наук. Запрет для нервных клеток. - 2001, № 8.

Белоконева О., канд. хим. наук. Праматерь всех клеток. - 2001, № 10.

Смирнов В., акад. РАМН, член-корр. РАН. Восстановительная терапия будущего. - 2001, № 8.

Нервная ткань – совокупность связанных между собой нервных клеток (нейронов, нейроцитов) и вспомогательных элементов (нейроглии), которая регулирует деятельность всех органов и систем живых организмов. Это основной элемент нервной системы, которая делится на центральную (включает головной и спинной мозг) и периферическую (состоящую из нервных узлов, стволов, окончаний).

Основные функции нервной ткани

1. Восприятие раздражения;
2. формирование нервного импульса;
3. быстрая доставка возбуждения к центральной нервной системе;
4. хранение информации;
5. выработка медиаторов (биологически активных веществ);
6. адаптация организма к переменам внешней среды.

Свойства нервной ткани

• Регенерация — происходит очень медленно и возможна только при наличии неповрежденного перикариона. Восстановление утраченных отростков идет путем прорастания.
• Торможение — предотвращает возникновение возбуждения или ослабляет его
• Раздражимость — ответ на влияние внешней среды благодаря наличию рецепторов.
• Возбудимость — генерирование импульса при достижении порогового значения раздражения. Существует нижний порог возбудимости, при котором самое маленькое влияние на клетку вызывает возбуждение. Верхний порог – это величина внешнего воздействия, которая вызывает боль.

Строение и морфологическая характеристика нервных тканей

Основная структурная единица – это нейрон. Он имеет тело – перикарион (в котором находятся ядро, органеллы и цитоплазма) и несколько отростков. Именно отростки являются отличительной чертой клеток этой ткани и служат для переноса возбуждения. Длина их колеблется от микрометров до 1,5м. Тела нейронов также различных размеров: от 5 мкм в мозжечке, до 120 мкм в коре головного мозга.

До недавнего времени считалось, что нейроциты не способны к делению. Сейчас известно, что образование новых нейронов возможно, правда только в двух местах – это субвентрикулякная зона мозга и гиппокамп. Продолжительность жизни нейронов ровна длительности жизни отдельного индивидуума. Каждый человек при рождении имеет около триллиона нейроцитов и в процессе жизнедеятельности теряет каждый год 10млн клеток.

Отростки делятся на два типа – это дендриты и аксоны.

Строение аксона. Начинается он от тела нейрона аксонным холмиком, на всем протяжении не разветвляется и только в конце разделяется на ветки. Аксон – это длинный отросток нейроцита, который выполняет передачу возбуждения от перикариона.

По количеству отростков нейроциты делятся на:

• униполярные (есть только один отросток, аксон);
• биполярные (присутствует и аксон, и дендрит);
• псевдоуниполярные (от некоторых клеток в начале отходит один отросток, но затем он делится на два и по сути является биполярным);
• мультиполярные (имеют множество дендритов, и среди них будет лишь один аксон).

Мультиполярные нейроны превалируют в организме человека, биполярные встречаются только в сетчатке глаза, в спинномозговых узлах – псевдоуниполярные. Монополярные нейроны вовсе не встречаются в организме человека, они характерны только для малодифференцированной нервной ткани.

Нейроглия

Нейроглия – это совокупность клеток, которая окружает нейроны (макроглиоциты и микроглиоциты). Около 40% ЦНС приходится на клетки глии, они создают условия для выработки возбуждения и его дальнейшей передачи, выполняют опорную, трофическую, защитную функции.

Клетки нейроглии

Макроглия:

Эпендимоциты – образуются из глиобластов нервной трубки, выстилают канал спинного мозга.

Астроциты – звездчатые, небольших размеров с многочисленными отростками, которые образуют гематоэнцефалический барьер и входят в состав серого вещества ГМ.

Олигодендроциты – основные представители нейроглии, окружают перикарион вместе с его отростками, выполняя такие функции: трофическую, изолирования, регенерации.

Нейролемоциты – клетки Шванна, их задача образование миелина, электрическая изоляция.

Микроглия – состоит из клеток с 2-3 ответвлениями, которые способны к фагоцитозу. Обеспечивает защиту от чужеродных тел, повреждений, а также удаление продуктов апоптоза нервных клеток.

Нервные волокна — это отростки (аксоны или дендриты) покрытые оболочкой. Они делятся на миелиновые и безмиелиновые. Миелиновые в диаметре от 1 до 20 мкм. Важно, что миелин отсутствует в месте перехода оболочки от перикариона к отростку и в области аксональных разветвлений. Немиелинизированные волокна встречаются в вегетативной нервной системе, их диаметр 1-4 мкм, перемещение импульса осуществляется со скоростью 1-2 м/с, что намного медленнее, чем по миелинизированых, у них скорость передачи 5-120 м/с.

Нейроны подразделяются за функциональными возможностями:

• Афферентные – то есть чувствительные, принимают раздражение и способны генерировать импульс;
• ассоциативные — выполняют функцию трансляции импульса между нейроцитами;
• эфферентные — завершают перенос импульса, осуществляя моторную, двигательную, секреторную функцию.

Вместе они формируют рефлекторную дугу, которая обеспечивает движение импульса только в одном направлении: от чувствительных волокон к двигательным. Один отдельный нейрон способен к разнонаправленной передачи возбуждения и только в составе рефлекторной дуги происходит однонаправленное течение импульса. Это происходит из-за наличия в рефлекторной дуге синапса – межнейронного контакта.

Синапс состоит из двух частей: пресинаптической и постсинаптической, между ними находится щель. Пресинаптическая часть – это окончание аксона, который принес импульс от клетки, в нем находятся медиаторы, именно они способствуют дальнейшей передачи возбуждения на постсинаптическую мембрану. Самые распространённые нейротрансмитеры: дофамин, норадреналин, гамма аминомасляная кислота, глицин, к ним на поверхности постсинаптической мембраны находятся специфические рецепторы.

Химический состав нервной ткани

Вода содержится в значительном количестве в коре головного мозга, меньше ее в белом веществе и нервных волокнах.

Белковые вещества представлены глобулинами, альбуминами, нейроглобулинами. В белом веществе мозга и аксонных отростках встречается нейрокератин. Множество белков в нервной системе принадлежит медиаторам: амилаза, мальтаза, фосфатаза и др.

В химический состав нервной ткани входят также углеводы – это глюкоза, пентоза, гликоген.

Среди жиров обнаружены фосфолипиды, холестерол, цереброзиды (известно, что цереброзидов нет у новорожденных, их количество постепенно вырастает во время развития).

Микроэлементы во всех структурах нервной ткани распределены равномерно: Mg, K, Cu, Fe, Na. Их значение очень велико для нормального функционирования живого организма. Так магний участвует в регуляции работы нервной ткани, фосфор важен для продуктивной умственной деятельности, калий обеспечивает передачу нервных импульсов.