1. Нарушение проведения возбуждения

Распространение возбуждения по нервному волокну может нарушаться: а) при блокаде Na'-каналов; б) при уменьшении числа Na⁺-каналов; в) при нарушении работы Nа⁺, К⁺-АТФазы.

Блокада Na⁺-каналов наступает под влиянием различных химических соединений: инсектицидов, тетродотоксина, вератридина, местных анестетиков и др. Уменьшение числа Na⁺- каналов наблюдается при демиелинизации нервных волокон (при рассеянном склерозе, например). Нарушение работы Nа⁺,К⁺-АТФазы является следствием энергодефицита. Подобные механизмы нарушения проведения возбуждения по нервному волокну формируются при ишемии, гипоксии, охлаждении участка нерва, при воспалительных процессах, рубцовых изменениях нерва и сдавлении нервных волокон.

2. Нарушение аксонального транспорта

Аксон обеспечивает не только проведение возбуждения, но и транспорт различных веществ от тела нейрона к нервным окончаниям и обратно. Это вещества, необходимые для осуществления синаптической деятельности (нейромедиаторы, нейромодуляторы, ферменты синтеза нейромедиаторов и др.), и вещества, обеспечивающие трофику и регенерацию аксона. Аксональный транспорт (аксоток) осуществляется с помощью нейрофиламентов, микротрубочек и контрактильных белков. Нарушение аксотока может возникать: а) при разрушении микротрубочек и нейрофиламентов (под воздействием колхицина, винбластина и др.); б) при недостатке энергии для сокращения контрактильных белков и изменении концентрации Са²⁺ (при ишемии, гипоксии, воздействии цианидов, динитрофенола и др.); в) при дегенерации аксона (в условиях дефицита витаминов В₁ и В₆ при отравлении солями тяжелых металлов, алкоголем, некоторыми фармакологическими препаратами, при сдавлении нерва, накоплении в периферических нервных стволах стабильных продуктов гликозилации при сахарном диабете и др.).

Расстройства аксонального транспорта ведут к нарушению нервной трофики как проксимальной, так и дистальной частей аксона, обусловливая развитие дистрофических изменений нейронов и иннервируемых ими тканей, а также нарушение синаптических процессов (образование и выделение нейромедиаторов).

3. Патология дендритов и шипиков

Дендриты и шипики создают значительную площадь синаптических контактов, обеспечивают поступление информации в нейрон и играют важнейшую роль в осуществлении его передаточной и интегративной деятельности. Дегенерация дендритно-шипикового аппарата наблюдается при ишемии, гипоксин, различных интоксикациях, сотрясении мозга, черепно- мозговой травме, действии электрического тока, стрессе, болезни Альцгеймера и др., а также в рамках инволютивных процессов. Следствием патологии дендритно-шипикового аппарата кортикальных нейронов являются нарушения высших функций головного мозга.

4. Патология нейрональных мембран К числу типовых патологических процессов на уровне нейрона (как и любой дугой клетки) относят также повреждение мембранного аппарата. Основным мембраноповреждающим фактором является избыток продуктов свободно-радикального окисления. Он возникает из-за усиления процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) нейрональных мембран и (или) ослабления антиокислительной (каталаза, глутатионпероксидаза) и антирадикальной (супероксиддисмутаза, α-токоферол, аскорбиновая кислота, восстановленный глутатион, убихинон и др.) защиты.

Интенсификация процессов ПОЛ может происходить при действии веществ, оказывающих прямое прооксидантное действие (ионы Fe²⁺, адреналин, различные яды и др.), а также при других патологических процессах (эпилепсия, шизофрения, и

шемия, гипоксия, стресс, неврозы и др.).

Нарушение барьерных свойств мембран приводит к резкому увеличению тока Са²⁺ и Na⁺ в нейрон и К⁺ из нейрона. "Утечка" К⁺ ведет к нарушению процессов репаляризации мембраны, в результате чего может поддерживаться гиперактивность нейронов и деятельность генератора патологически усиленного возбуждения (ГПУВ). Избыток Са²⁺ в клетке активирует Са²⁺-зависимые протеазы и фосфолипазы, разобщает окислительное фосфорилирование и др. Кроме того, повреждение наружной нейрональной мембраны вызывает выход из нейрона различных веществ, в том числе антигенов, что может стать причиной развития аутоиммунного процесса, усугубляющего повреждения нейрона. Объектом агрессии продуктов ПОЛ может стать не только наружная мембрана, но и мембраны митохондрий, что ведет к энергодефициту, Повреждение генома клетки продуктами ПОЛ вызывает нарушение синтеза РНК и белка, а значит, структурный дефицит. Конформационные изменения в мембране при усилении ПОЛ нарушают функционирование рецепторов к медиаторам, комедиаторам, трофогенам, лекарственным препаратам и др., что неизбежно ведет к дизрегуляции деятельности нейрона. Перечисленные нарушения метаболизма, функции и структуры могут обусловливать тяжелые повреждения нейрона вплоть до его гибели.

5. Энергетический дефицит

Дефицит энергии в нейроне (как и в любой другой клетке) может развиваться вследствие: а) недостатка кислорода; б) недостатка субстратов; в) повреждения митохондрий. В свою очередь, причиной формирования перечисленных патогенетических факторов может быть: действие метаболических ядов (цианиды, динитрофенол), шок любой этиологии, судороги, травма, нарушения мозгового кровообращения, гипогликемия и др.

Значительный энергодефицит ведет к нарушению всех энергозависимых процессов в клетке, дистрофии нейрона, вторичной структурно-пластической недостаточности и эндогенному повреждению нейрона, которое может закончиться его гибелью.

6. Эффекты гипоксии и ишемии

Универсальными патогенетическими факторами повреждения отдельных нейронов и головного мозга в целом являются гипоксемия (снижение РаО₂) и ишемия (уменьшение кровоснабжения ткани мозга из-за ограничения притока крови по артериальным сосудам). В обоих случаях развивается гипоксия (типовой патологический процесс), последствия которой также являются типовыми. Последовательность событий представлена на рис

Знание механизмов ишемического (гипоксического) повреждения нервной ткани позволяет определить принципиальные направления стратегии зашиты головного мозга:

I. Улучшение обеспечения мозга кислородом (поддержание необходимого уровня РаО₂ и мозгового перфузионного давления);

II. Уменьшение потребности головного мозга в кислороде (краниоцеребральная гипотермия, барбитураты и др. фармакологические препараты, снижающие интенсивность метаболических процессов в нейронах);

III. Воздействие на каскад биохимических реакций:

- поддержание концентрации АТФ,

- блокада кальциевых каналов,

- блокада натриевых каналов,

- блокада аминокислот возбуждения,

- блокада образования СЖК,

- блокада продукции вазоспастических веществ,

- блокада образования свободных радикалов,

- освобождение от имеющихся свободных радикалов.