Нейрогенез у взрослого человека

 

Многие нейробиологи и другие ученые в течении многих десятилетий верили и доказывали, что нервные клетки (нейроны) не способны к регенерации (восстановлению), что число нейронов у взрослого человека это постоянная величина и в течении жизни их становится только меньше, а так называемое восстановление нервных клеток является лишь процессом возникновения новых связей в оставшихся нейронах. Еще Хебб в 1949 году утверждал, что гибкость нервной системы возможна лишь за счет развития новых синапсов, без образования новых нейронов. Т.е. понятие пластичности мозга в связи с запоминаниями, обучением и другими возможностями взрослого человека укладывалось в указанную выше теорию. Все исследования заключались в изучении изменений в рецепторах нейромедиатора и количестве синапсов.

Первые открытия в области образования новых нейронов начались в 1960 году. Недавно проведенные исследования показали, что в течении всей жизни у человека происходит процесс деления нервных стволовых клеток как минимум в двух областях мозга: в зубчатой извилине гиппокампа, которая имеет важное значение в процессах обучения и памяти, а также в субвентрикулярной зоне мозга передних боковых желудочков, на месте происхождения нейронов обонятельных луковиц. До настоящего времени роль нервных стволовых клеток не изучена точно, но считается, что данные клетки связаны с обучением, настроением и ассоциациями сенсорной информации. Открытие данных клеток обеспечит важную теоретическую базу в области изучения процессов, которые контролируют пластичность мозга.

Образование новых нейронов в мозге взрослого человека процесс довольно недавно признанный, так как научное сообщество до недавнего времени считало, что количество нейронов в мозге взрослого человека постоянная величина. Изначально нейрогенез был открыт у певчих птиц, а затем у млекопитающих и, согласно имеющейся на данный момент гипотезе в зубчатой извилине гиппокампа и в субвентрикулярной зоне существует так называемое микроокружение, которое способствует делению клеток предшественников нейронов, такие клетки имеют название нейробласты. В ходе образования таких клеток около 50% из них погибают в результате запрограммированной смерти клеток, но в случае, если данные клетки сформировали синаптические связи, то они выживают на длительное время.

В гиппокампе у взрослого человека ежедневно образуется около 700 новых нейронов. Данное число с возрастом снижается, но не значительно. Таким образом, происходит регенерация нейронов в обонятельной луковице и в гиппокампе человека. После дифференциации в течении короткого времени новые нейроны имеют повышенную синоптическую пластичность. Указанные две области головного мозга сразу после рождения имеют большое количество нейробластов, количество которых значительно снижается после первого года жизни, а затем в процессе взросления идёт умеренное снижение их количества.

Анализ количества нейробластов у взрослого человека даёт косвенное представление об объемах нейрогенеза. Но все же это не даёт ответ на то, могут ли действительно нейробласты интегрировать в сформировавшиеся нейроны. Несмотря на подтверждение того, что нейроны способны образовываться в головном мозге человека, количество новых нейронов намного меньше количества утерянных (погибших) нейронов.

Нейрогенез у взрослого человека представляет собой процесс роста количества нейронов, формирование новых синаптических связей, создание нейронных сетей.

Нейрорегенерация заключается в росте либо восстановлении повреждённых нервных тканей. Сюда можно отнести образование новых нейронов, аксонов, глии, синапсов или миелина. Имеются отличия в нейрорегенерации центральной и периферической нервной системы. При повреждении аксона происходит Валериановская дегенерация дистального сегмента, в результате он теряет свою миелиновую оболочку. Проксимальный сегмент может погибнуть в результате апоптоза, либо подвергнуться хроматолитической реакции, являющейся попыткой ремонта. В центральной нервной системе происходит встраиванием нижних гиальных отростков в мертвый синапс.

Процесс образования новых нейронов

Процесс образования новых нейронов (восстановления нервных клеток) занимает несколько этапов. Сначала появляются стволовые клетки в определенных зонах мозга, которые делятся и образуют клетки предшественники нейронов. Далее данные клетки предшественники опять могут поделиться и образуют так называемые нейробласты, которые перемещаются в определенные зоны мозга, превращаясь в нейроны с их формой и функциями.

Как уже было сказано выше, клетки предшественники в центральной нервной системе могут перерождаться в клетки нервной системы (нейроны), а также в клетки микроглии (астроциты и олигодендроциты). Такие клетки предшественники располагаются в нескольких зонах мозга: обонятельная луковица (ОЛ), субвентрикулярная зона (СЗ) и зубчатая извилина гиппокампа (ЗИГ). Судьба нейробластов значительно зависит от их расположения. Так например, когда клетки предшественники, расположенные в ЗИГ мигрируют в гранулы клеток гиппокампа, клетки предшественники СЗ мигрируют тангенциально в цепях, которые окружены астроцитными трубчатыми структурами, образуя ростральный миграционный поток в направлении ОЛ. В субвентрикулярной зоне бокового желудочка присутствует четыре вида клеток: эпендимные клетки, транзит-делящиеся клетки, астроциты и нейробласты. Астроциты контактируют с боковым желудочком и играют роль нервных стволовых клеток, генерируя нервные клетки-предшественники под названием транзит-амплификационные клетки. Транзит-амплификационные клетки интенсивно размножаются и формируют нейробласты. Важную роль в регуляции нейрогенеза играют кровеносные сосуды, которые окружают данные клетки в субвентрикулярной зоне. Генерируемые в данной зоне нейробласты мигрируют через рострально миграционный поток к обонятельной луковице. Данные клетки образуют совокупность цепочек, которые окружены туннелями из астроцитных отростков. После того как данные цепочки нейробластов поступили в обонятельную луковицу, они разделяются на индивидуальные клетки, мигрируя радиально внутри обонятельной луковицы. Большая часть нейробластов дифференцируется в клетки гранулы, формируют синапсы с митрально-тафтинговыми клетками, являющиеся выступами нейронов в обонятельной луковице. Незначительная часть нейробластов продолжает своё радиальное движение в клубочек, который расположен в поверхностном слое обонятельной луковицы, там они дифференцируются в перигломерулярные клетки, образуют синапсы с сенсорными обонятельными нейронами и митрально-тафтинговые клетки.

Исследования показывают, что в областях головного мозга имеются так называемые резервуары клеток предшественников, из которых происходят новые нейроны. Исследования кроме того показали, что различные повреждения нервных клеток и областей мозга вызывает усиление процесса нейрогенеза в указанных областях мозга. Клетки предшественники нейронов из субвентрикулярной зоны (СЗ) интенсивно мигрируют в участки поврежденных клеток мозга, где они дифференцируются в нейроны и глии. Нейробласты в ЗИГ также увеличиваются в численности при механических повреждениях мозга, инсульте, эпилептическом припадке и при эксайтотоксичности. Но следует отметить, что существуют определенные различия в пролиферации и дифференцировке нейробластов в зависимости от причин повреждения нервных клеток.

Вывод

Итак, на данный момент нейрогенез у взрослого человека описан благодаря открытию нервных стволовых клеток в мозге. Если обобщить всю имеющуюся информацию о нейрогенезе во взрослом мозге, можно отметить, что нейрогенез представляет собой сложный комплекс биологических процессов, таких как генезис, миграции, дифференциации и поддержание новообразовавшихся нейронов. Нейрогенез взрослого мозга создает новые нейронные сети взамен повреждённых, что играет важную роль в восстановлении повреждённого мозга, а также его пластичности.