Как восстанавливаются нервные клетки: механизмы восстановления нейро-связей

Да, нервные клетки имеют способность к восстановлению, однако процесс этот довольно медленный и требует особого внимания и ухода. Организм способен создавать новые нейронные связи для замены поврежденных, что обеспечивает восстановление функций, потерянных в результате травмы или болезни.

Далее в статье мы рассмотрим, какие факторы могут способствовать или затормозить процесс восстановления нервных клеток, какие методы и техники могут ускорить этот процесс, а также как правильный образ жизни и питание могут повлиять на здоровье нервной системы. Важно осознать, что забота о нервной системе и ее восстановлении играют ключевую роль в общем здоровье человека, поэтому разобраться в этой теме стоит каждому.

От чего умирают нервные клетки и можно ли их восстановить

Нервные клетки являются одной из наиболее увлекательных, загадочных и недостаточно изученных частей нашего организма. Кроме того, именно от их функционирования зависит здоровье организма и работа всех его органов и систем. Вы, вероятно, слышали фразу о том, что «нервные клетки не восстанавливаются». Но действительно ли это так? И если они могут восстанавливаться, то как это происходит?

К примеру, некоторые утверждают, что верным способом восстановления является секс. Специалисты ответили на все насущные вопросы о нервных клетках.

1. Могут ли нервные клетки восстанавливаться?
2. Могут ли нервные клетки исчезнуть?
3. Все ли нервные клетки одинаковые?
4. Возможно ли пересаждивать нервные клетки?
5. От чего умирают нервные клетки?
6. Возможно ли обогащать нервные клетки чем-то?
7. Является ли нервная система аналогичной компьютеру? Возможно ли ее «взломать»?
8. Какие еще материалы почитать на эту тему?

Образование новых нервных клеток в мозге, называемое нейрогенезом, ранее считалось невозможным процессом у взрослых людей. Но современные исследования показывают, что нейрогенез все-таки происходит, хоть и в ограниченных объемах. Различные способы, такие как физическая активность, здоровое питание, умеренное употребление алкоголя и даже медитация, могут стимулировать этот процесс. Хотя способность мозга к восстановлению нервных клеток ограничена, забота о своем здоровье и активное участие в процессе могут способствовать поддержанию и улучшению когнитивных функций на протяжении всей жизни.

Нейрогенез – это постоянный процесс, на который периодически могут негативно воздействовать различные факторы. В современной нейробиологии известны некоторые из них.

1. Химиотерапия и лучевая терапия могут применяться в борьбе с раковыми заболеваниями, но эти процедуры могут Влиять на клетки-предшественницы и приводить к остановке их деления.
2. Хронический стресс и депрессия могут оказывать негативное влияние на количество клеток мозга, находящихся в процессе деления, что может привести к их резкому уменьшению.
3. С возрастом интенсивность процесса формирования новых нейронов снижается, что может отразиться на процессах внимания и памяти.
4. Потребление этанола может повреждать астроциты, участвующие в образовании новых клеток гиппокампа.

Положительное воздействие на нейроны

Перед учеными поставлена задача – исследовать влияние внешних факторов на формирование нейронов с целью понять процессы возникновения заболеваний и возможные способы их лечения.

Эксперимент по формированию нейронов мозга на мышах показал, что физическая активность напрямую влияет на процесс клеточного деления. Мыши, бегавшие в колесе, показали положительные результаты по сравнению с теми, кто вел сидячий образ жизни. Этот же фактор оказал положительное влияние даже на зрелых грызунов. Кроме того, умственные нагрузки также стимулировали нейрогенез – решение задач в лабиринтах.

В настоящее время проводятся активные исследования с целью обнаружить вещества или другие терапевтические методы, способствующие образованию новых нейронов. Научное сообщество уже знает о нескольких из них.

1. Использование биоразлагаемых гидрогелей для стимуляции нейрогенеза показало положительные результаты на культурах стволовых клеток.
2. Антидепрессанты не только помогают бороться с клинической депрессией, но Влияют на восстановление нейронов у людей, страдающих этим расстройством. Поскольку исчезновение симптомов депрессии при приеме лекарств происходит примерно за месяц, а процесс регенерации клеток занимает столько же времени, ученые предположили, что развитие этого заболевания напрямую связано с замедлением нейрогенеза в гиппокампе.
3. Исследования, направленные на поиск способов восстановления тканей после ишемического инсульта, выявили, что периферийная стимуляция головного мозга и физиотерапия усиливают процесс нейрогенеза.
4. Регулярное применение агонистов дофаминовых рецепторов способствует восстановлению клеток после их повреждения (например, при болезни Паркинсона). Важную роль в этом процессе играет разнообразная комбинация лекарственных средств.
5. Введение тенасцина-С – белка межклеточного матрикса – воздействует на клеточные рецепторы и стимулирует регенерацию аксонов (отростков нейронов).

Применение стволовых клеток

Большое значение имеет активация нейрогенеза через введение стволовых клеток, которые являются предшественниками нейронов. Этот метод потенциально обещает быть эффективным в лечении дегенеративных болезней головного мозга. До настоящего времени он был опробован только на животных.

Для этой цели используются первичные клетки зрелого мозга, оставшиеся со времени эмбрионального развития и способные к размножению. После размножения и трансплантации они приживаются и превращаются в нейроны в областях, где происходит нейрогенез — субвентрикулярной зоне и гиппокампе. В других областях они образуют глиальные клетки, а не нейроны.

Ученые обнаружили, что нервные клетки восстанавливаются из нейрональных стволовых клеток, что подтолкнуло их к исследованию возможности стимуляции нейрогенеза с помощью других стволовых клеток, а именно кровяных. Оказалось, что эти клетки проникают в мозг, но вместо того, чтобы превратиться в нейроны, образуют двуядерные клетки, сливаясь с существующими нейронами.

Основная проблема заключается в том, что «взрослые» стволовые клетки головного мозга не достаточно зрелы, что повышает риск того, что после пересадки они не смогут дифференцироваться или погибнуть. Исследователи ставят перед собой задачу выяснить, что конкретно заставляет стволовую клетку превратиться в нейрон. Получив такие знания, можно будет после забора клетки дать им необходимый биохимический сигнал для начала процесса трансформации.

Одной из серьезных проблем, возникающих при внедрении данного метода в качестве терапии, является активное разделение стволовых клеток после их трансплантации, что приводит к образованию раковых опухолей в трети случаев.

Таким образом, в современном научном сообществе вопрос о возможности образования нейронов уже не вызывает сомнений: известно, что нейроны способны восстанавливаться, и в какой-то мере определены факторы, влияющие на этот процесс. Однако основные открытия в этой области все еще впереди.

Частые вопросы

Как долго происходит восстановление нервных клеток?

Срок восстановительных процедур при поражениях нервов зависит от уровня повреждения, его тяжести и общего состояния пациента, и может варьироваться от 2-3 недель до 6-8 месяцев при серьезных повреждениях.

Можно ли восстановить отмершие клетки головного мозга?

Ранее считалось, что погибшие нейроны не могут восстанавливаться, однако биологи обнаружили в переднем отделе головного мозга ГАМК-клетки, которые являются нейромедиаторами центральной нервной системы и способны претерпевать восстановление.

Что будет если у человека умрут все нервные клетки?

Макрофаги уничтожают погибшие нервные клетки, когда они попадают в нервную систему из крови. В развитии человека происходят определенные этапы формирования нервной трубки. В ходе эмбриогенеза природа предусматривает образование избыточного количества нейронов, что делает развивающийся мозг очень прочным.

Что помогает восстанавливать нервные клетки?

Для того чтобы мозг мог полностью восстановиться и активировать процесс восстановления нервных клеток, необходимо в первую очередь обеспечить себе достаточный и качественный сон, правильное и полноценное питание, занятие спортом и избегание постоянного стресса.

Пластичность мозга и нейродегенеративные заболевания

Обсудим, как проявляется нейропластичность на примерах нейродегенеративных заболеваний. При таких патологиях происходит гибель нейронов, что приводит к дегенерации нервной ткани. Самые распространённые нейродегенеративные заболевания — это болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Благодаря гибкости мозга симптомы некоторых нейродегенеративных заболеваний иногда проявляются на поздних стадиях. Таким образом, болезнь может протекать в течение 20-30 лет, но благодаря возможностям компенсации мозга человек ощущает себя здоровым и ведет активный образ жизни. Следовательно, способность мозга восстанавливаться после повреждений можно использовать при лечении нейродегенеративных заболеваний.

Известно, что у людей с болезнью Паркинсона происходит гибель нейронов, ответственных за производство дофамина. Тем не менее, другие нейроны берут на себя функцию производства этого вещества.

Существуют специальные программы обучения, которые способствуют улучшению состояния пациентов с болезнью Паркинсона или Альцгеймера. Людям, страдающим от болезни Альцгеймера, рекомендуется заниматься тренировкой памяти, запоминать стихи. А для пациентов с болезнью Паркинсона разрабатывают специальные физические упражнения. Это способствует замедлению процесса гибели нейронов.

Важную роль в эффективной терапии нейродегенеративных заболеваний играет своевременная диагностика и профилактика. Для предотвращения этих заболеваний важно начать заниматься улучшением пластичности мозга уже сейчас.

Что такое гиппокамп?

Этот участок мозга, расположенный в височных областях, представляет собой парную часть. Нервные волокна связывают различные части гиппокампа. С 16 века гиппокамп изучается наукой, и изначально ему приписывали функцию обоняния. Однако исследования русского ученого В. Бехтерева в конце 19 века показали, что гиппокамп отвечает за процессы запоминания и сохранения информации.

Этот небольшой участок мозга управляет сложными процессами, происходящими в кратковременной памяти, и передает обработанную информацию в долговременную память. От него зависит наша способность запоминать лица и ориентироваться в пространстве.

Но гиппокамп не только сохраняет информацию, полученную из окружающей среды, но и ответственен за сохранение эмоциональных воспоминаний. Он позволяет нам сохранять пережитые чувства на протяжении длительного времени. Этот участок мозга умело фильтрует поступающую информацию, разделяя ее на важную для запоминания и второстепенную. Неотносительную информацию гиппокамп передает в другие части мозга.

Недавние исследования показали, что гиппокамп продолжает производить нейроны на протяжении всей жизни человека, однако с возрастом эта функция может замедляться.

Что влияет на здоровье гиппокампа?

Многие интересуются, можно ли восстановить нервные клетки, исследуя при этом возможные негативные последствия для нервной системы. Согласно исследованиям, нарушить нормальную работу мозга могут:

>

• психические заболевания, такие как эпилепсия и болезнь Альцгеймера;
• травмы и опухоли мозга;
• дегенеративные процессы, вызванные употреблением алкоголя и наркотиков.

Эти процессы могут быть обратимыми и необратимыми, и почти всегда они влияют на работу гиппокампа.

Другие факторы, которые могут негативно повлиять на здоровье мозга, — это продолжительный стресс и депрессия. Бороться с глубокой депрессией иногда возможно только с применением медикаментов. Пройти эффективное восстановление нервной системы и получить необходимое лечение можно за границей. Для этого нужно подыскать подходящую клинику, собрать нужные бумаги и сделать медицинский перевод на английский язык.

Восстанавливаются ли нервные клетки. Восстановление нейро-связей

При повреждении нервов возникают дегенеративные процессы, которые происходят за пределами места поражения аксона. Это происходит потому, что аксон является отростком нейрона, и его питание и рост зависят от сомы. В периферической нервной системе регенеративные процессы характеризуются высокой интенсивностью и, в большинстве случаев, обеспечивают полное восстановление структур. В центральной нервной системе, напротив, интенсивность процессов восстановления не так высока, и регенерация не достигается полностью.

а) Наблюдается дегенерация периферических нервов типа Валлерова (антероградная). На рисунке ниже и в его подписи представлены основные этапы этого процесса. После повреждения или перерезки нерва в течение первых 48 часов аксоны и их миелиновая оболочка разлагаются на фрагменты элипсоидной формы под воздействием протеаз, высвобождающихся из шванновских клеток при участии ионов Са 2+ . Получившиеся продукты распада удаляются моноцитами, которые проникают из кровотока в эндоневрий и превращаются в макрофаги.

Помимо осуществления фагоцитоза, макрофаги стимулируют митотическую активность шванновских клеток, которые выполняют трофическую (питательную) и направляющую функции для регенерирующих аксонов.

В результате дегенеративного процесса образуется «бугристый» цитоскелет нерва, в котором соединительная ткань и периневрий остаются неповрежденными и окружают делящиеся клетки шванна.

Последовательность процессов при дегенерации миелинизированного нервного волокна. (А) Сохранное нервное волокно; продемонстрированы четыре сегмента. Выполняют пережатие нервного волокна в верхней части. (Б) Миелиновая оболочка и аксон распадаются на мелкие частицы и фрагменты эллипсоидной формы.

Моноциты проникают в эндоневрий из кровеносного русла. (В) Мелкие продукты дегенерации поглощают моноциты. (Г) Происходит практически полное удаление всех продуктов дегенерации. Шванновские клетки и эндоневрий остаются неповрежденными. Последовательность процессов при регенерации миелинизированного нервного волокна.(продолжение) Последовательность процессов при дегенерации миелинизированного нервного волокна. (Д) Аксональный спраутинг начинается с дистального участка аксона. Спраутинг оказывает митогенное дейсвтие на окружающие шванновские клетки. (Е) Конус роста продвигается дистально вдоль поверхности шванновских клеток. (Ж) Миелинизация начинается вдоль проксимального участка регенерирующего аксона. (З) Общая структура вновь миелинизированного нервного волокна соответствует тем же принципам, однако миелинизированные сегменты характеризуются меньшей длиной.

б) Восстановительные процессы в периферической нервной системе. Основные этапы процесса восстановления изображены на нижеприведенной схеме. После четкого среза нерва начинается прорастание (рост новых ветвей) на конце ближнего отрезка аксона уже через несколько часов. Однако в практике повреждения нерва часто происходят при давлении или разрыве.

В этих ситуациях происходит отмирание участка нерва длиной 1 см и более, из-за чего прорастание может продолжаться в течение недели. В случае успешного восстановления происходит плотное соприкосновение ближнего конца аксона со шванновской клеткой дистального конца перерезанного нейрона.

Если процесс формирования данной связи нарушен в месте первоначального повреждения, то образуется псевдоневрома — это извитые регенерирующие аксоны, окруженные рубцовой тканью. Ампутационные псевдоневромы могут вызывать сильные боли после ампутации конечностей.

После повреждения нейронов происходит регенерация двумя способами в первые несколько часов. На конце пересеченного аксона появляются множественные отростки, которые утолщаются и образуют конусы роста. Шванновские клетки на другом конце образуют отростки, направленные к конусам роста. На концах конусов роста формируются структуры, напоминающие антенны, где находятся поверхностные рецепторы, временно связанные с молекулами адгезии шванновских клеток. Актиновые филаменты филоподий присоединяются к рецепторам и продвигают конусы роста.

Конусы роста стимулируют разделение шванновских клеток и миелинизацию крупных аксонов.

На первоначальном этапе восстановление аксонов у человека происходит со скоростью приблизительно 1 мм в сутки. Однако по мере времени способность нейронов к регенерации и поддержание функции дистально денервированных шванновских клеток снижается. Например, если восстановление иннервации концевой пластинки двигательного нейрона на мышце не произошло в течение 12 месяцев, то восстановление функции данной структуры маловероятно. Кроме того, прогноз для восстановления функции более благоприятен при размозжении тканей, чем при полном нарушении целостности нерва, поскольку в случае размозжения эндоневрий остается сохраненным. Филоподии двигательных и чувствительных аксонов «распознают» базальные мембраны тех шванновских клеток, которые до повреждения окружали соответствующий тип аксонов.

Когда нервные стволы разрываются полностью, то обычно ждут около трех недель перед попыткой их восстановления. Это связано с тем, что сразу после повреждения оболочки нервов отекают, и за это время они немного утолщаются, что улучшает фиксацию швов. Кроме того, обрезание нервов перед наложением швов приводит к развитию вторичной аксотомии проксимальной части пересеченного аксона. Исследования на животных показали, что вторичная аксотомия стимулирует более интенсивную и долгосрочную регенерацию.

Воздействие тела нейрона на пересеченный участок нервов заключается в следующем:

• После повреждения аксона тельца Ниссля в материнских клетках спинного ганглия и сером веществе спинного мозга происходит потеря окраски катионными красителями, что называется хроматолизисом («обесцвечиванием»). Электронная микроскопия показывает увеличение шероховатой эндоплазматической сети и ее распространение по всему перикариону, а также ее скопления в глубине плазматической мембраны.

• Из-за осмотических изменений ядро перикариона становится эксцентрически ориентированным.

• Клетки нейроглии заполняют все синаптические щели, изолируя двигательный нейрон от синаптических контактов в сером веществе.

• Эксперименты, проведенные на приматах, демонстрируют, что после разрушения чувствительных нейронов 30-40 % нервных окончаний в спинномозговых корешках подвергается специфическому разложению. Восстановление этих нейронов не происходит из-за их расположения в серой массе головного мозга. Однако некоторые рецепторы восстанавливаются за счет роста оставшихся нейронов. Это наблюдение может объяснить феномен частичного восстановления чувствительности у таких пациентов.

Графическое изображение процессов, происходящих в периферическом нерве после травмы. (А) Нейрон центральной нервной системы, видимый через воображаемое окно. (Б) Хроматолизис проявляется фрагментированием и рассеиванием телец Ниссля, а также смещением ядра. (В) В зоне повреждения в условиях удаления продуктов деградации происходит образование контакта филоподий конуса роста с проксимальными выростами шванновских клеток (указано стрелками). ЦНС — центральная нервная система; ПНС — периферическая нервная система.