14.13. Нейрогуморальные механизмы компенсации функций нервной системы

Наиболее ранней формой регуляции деятельности систем организма была химическая форма регуляции.

В последние годы активно изучаются пептиды мозга как регуляторы деятельности ЦНС. Большинство мо­нопептидов, участвующих в регуляции деятельности нервной системы, образуются в ней самой и выделя­ются в нервных окончаниях.

Часть пептидов, влияющих на ЦНС, вырабатыва­ется вне ее пределов. Виды деятельности ЦНС связа­ны с активностью определенной группы пептидов, в то же время отдельные пептиды могут регулировать несколько функций разных структур мозга.

Нейрогуморальная регуляция центральной нервной системы обеспечивается биогенными аминами мозга, нейропептидами в простагландидами.

Система биогенных аминов мозга играет одну из ключевых ролей в организации компенсаторных про­цессов при дисфункциях отдельных его структур. На­рушения в системе биогенных аминов приводят к сни­жению устойчивости к стрессорным воздействиям, эн­догенным депрессиям, маниакально-депрессивным психозам и др. Основной структурой, продуцирующей биогенные моноамины — норадреналин, дофамин, серотонин, — являются нейроны ядра голубого пятна на дне IV желудочка и клетки, диффузно разбросан­ные в латеральном ретикулярном ядре руброспиналь-ного тракта на уровне верхней оливы и ретикулярной формации и вентрально от нижних ножек мозжечка на уровне дорзального латерального ядра вагуса.

Из голубого пятна идут два восходящих пучка. Первый — дорсальный, достигает гипоталамуса, суб-таламуса и оканчивается на нейронах гиппокампа и

коры большого мозга. Второй — вентральный — на­чинается от диффузно расположенных вокруг моста клеток и заканчивается в гипоталамусе, лимбической системе, таламусе. Поступающий по этим путям нор­адреналин вызывает у нейронов разную реакцию. Это зависит от того, какой тип рецепторов в синапсе вос­принимает норадреналин. Действие норадренали-на на альфа-адренорецепторы повышает частоту раз­рядов нейрона, активация бета-адренорецепторов сни­жает частоту импульсации нейрона. Нейроны могут иметь смешанные рецепторы или только один вид рецепторов. Норадреналиновые нейроны участвуют в поддержании бодрствования, активируют центр удо­вольствия, регулируют настроение человека.

Активация голубого пятна усиливает в гиппокам-пе тета-ритм, а во фронтальных зонах коры — выра­женность высокочастотных колебаний ЭЭГ. Повыше­ние уровня норадреналина в структурах мозга увели­чивает синхронизацию в них активности, например, при аппликации норадреналина на сенсомоторную и зрительную кору.

Нейроны, содержащие моноамин дофамин, лока­лизованы в черном веществе и покрышке среднего мозга. Они посылают аксоны в передний мозг и уча­ствуют в регуляции эмоций. Часть дофаминовых во­локон заканчивается в полосатых телах базальных ган­глиев головного мозга и регулирует сложные двига­тельные реакции.

Серотонинергические нейроны сосредоточены в яд­рах шва ствола мозга, они посылают волокна к гипо­таламусу, таламусу и др. структурам, регулируя сон, температуру тела, сенсорное восприятие и проч.

К другим медиаторам, способствующим компенса­торным процессам в нервной системе, относят глута-миновую и аспарагиновую аминокислоты, увеличе-

ние которых в центральной нервной системе ведет к ее активации.

Другая аминокислота — глицин — служит тормоз­ным медиатором нейронов спинного мозга. К тормоз­ным медиаторам относится и широко распространен­ная в центральной нервной системе гамма-аминомас-ляная кислота (ГАМК). Она вырабатывается в голов­ном и спинном мозгу. При гибели тормозных клеток хвостатого ядра, которые в норме содержат ГАМК, развивается болезнь — хорея Гентингтона, для кото­рой характерны непроизвольные, насильственные дви­жения конечностей, снижение интеллекта.

Все медиаторы синтезируются из своих предше­ственников в синадтических окончаниях.

Большое значение в компенсаторных процессах ЦНС имеют нейропептиды. Нейропептиды представляют со­бой цепочки из аминокислотных остатков. Они облада­ют свойствами высокой селективности, специфичнос­ти. Нейропептиды образуются в самом веществе мозга и являются естественными регуляторами физиологи­ческих и биохимических процессов нервной системы.

Значительная часть нейропептидов имеет отноше­ние к процессам обучения и памяти. Среди эндоген­ных пептидов, участвующих в процессах запомина­ния, наиболее важную роль играют гормоны нейроги-пофиза (вазопрессин, окситоцин, АКТГ, эндорфины, пептиды-коннекторы).

Известные в настоящее время нейропептиды имеют общие и специфические свойства влияния на централь­ную нервную систему или отдельные ее образования.

14.14. Трансплантация нервной ткани при нарушениях функций мозга

Исследования механизмов нервной деятельности и компенсаторных возможностей нервной системы, изу-

чение нейрофизиологии переживающей нервной тка­ни, культуры нервной ткани стали для физиологов и клиницистов основой формирования нового направ­ления в биологии и медицине: трансплантация эмб­риональной нервной ткани и изолированных незре­лых нейронов в структуры мозга развивающихся и взрослых организмов.

Одним из первых исследователей возможности трансплантации нервной ткани был Дель Конте (1907). Проводя аллотрансплантацию эмбриональной ткани взрослым животным, он пришел к выводу, что такая трансплантация невозможна. Пересадка нервной тка­ни взрослых животных таким же взрослым живот­ным также оказалась безуспешной. Трансплантат пол­ностью резорбировался, однако в ткани реципиента отмечались усиленная регенерация, митотические явления.

В последующих работах (1940-1950) была показа­на принципиальная возможность и успешность вос­становления функций при трансплантации ткани головного мозга от эмбрионов или ранненеонатальных животных молодым млекопитающим того же вида. Трансплантация коры мозга 6-недельных крысиных эмбрионов приводила к росту этих нейронов в месте вживления и дифференцировке клеток. Пересадка эмбриональной ткани мозга на мягкую оболочку коры мозга кроликов также приводила к развитию транс­плантата и его дифференцировке. Дифференцирован­ные нервные клетки устанавливали синаптические контакты с нервными клетками реципиентов. с*

При пересадке в структуру мозга аналогичной этой структуре нервной ткани, например в мозжечок, пред­шественников наружной зоны коры мозжечка фор­мируется соответствующая пересаженной нервная ткань. При пересадке неокортикальной эмбриональ-

ной ткани в мозжечок трансплантат дифференциру­ется как ткань коры больших полушарий головного мозга, в нем формируется слоистость и выявляется цитоархитектоническая принадлежность. Развиваю­щийся в мозжечке трансплантат не только растет, дифференцируется, но и устанавливает связи с не­рвной тканью мозжечка.

Пересаженные трансплантаты не смешиваются с тканями реципиента, сохраняют свою собственную архитектонику. Срок сохранения трансплантата в ткани хозяина равен сроку жизни хозяина.

Таким образом, в настоящее время признана бла­годаря множеству экспериментов возможность алло-трансплантации нервной ткани мозга млекопитающих. Трансплантируемая нервная ткань должна быть взя­та у эмбриона, реципиентами могут быть как моло­дые, так и взрослые животные. Возможна пересадка нервной ткани в идентичные и разноименные нервные структуры. Например, структуры мозжечка в кору мозга и т.д. Нервные ткани мозжечка, пересаженные в мозжечок, приживаются, мигрируют, формируют специфические структуры и связи. Животные с пере­саженной нервной тканью по своему поведению не отличаются от контрольных животных.

Успешность компенсаторной трансплантации за­висит от методики. Трансплантат должен быть взят у эмбриона или животного раннего возраста. Объем пересаживаемого участка должен быть в пределах до 3-3,5 мм. Трансплантат может быть пересажен немед­ленно в течение первых десяти минут после взятия или после специальной консервации. Пересаживаемый трансплантат должен быть освобожден от элементов соединительной ткани оболочек мозга. Транспланта­ция наиболее успешна при помещении трансплантата в участок мозга с активным кровоснабжением.

Пересадка осуществляется стереотаксически в оп­ределенные участки мозга по соответствующим коор­динатам специальных атласов мозга. Трансплантат вводится в мозг в виде кусочков эмбриональной тка­ни либо после культивирования нейронов. Возможна трансплантация в виде суспензий нейронов, в свежем виде или после глубокого замораживания.

На ранних этапах эмбрионального развития нервная ткань мозга лишена видовой специфичности, что по­зволяет использовать ее для разных видов животных: от мышей к крысам, от крыс к кроликам, от крыс к обезьянам и т.д.