Синаптогенез при регенерации нервных волокон

Образование синапсов первично происходит в эмбриональном периоде, во время развития нервной ткани и вторично в постэмбриональном периоде, проявляясь в виде пластичности, а также при патологических процессах в нервной ткани.

В эмбриональном периоде по мере дифференцировки нейробласта в нейрон, в медиаторном периоде у юных нейронов появляются первые пузырьки с медиатором, затем развитие органелл синтеза и секреции (грЭПС, КГ), накопление медиаторов, поступление их в аксон, образование синапсов.

Рис.1. Стадии дифференцировки эфферентного нейрона внутри-сердечного ганглия человека (по В.Н.Швалёву).

I – нейробласт; II – нейробласт с формирующимися дендритами, III – юный нейрон с форми-рующимися синаптическими пу-зырьками и синапсами; IV – дифференцирующийся нейрон с растущим аксоном; V – зрелый нейрон с многочисленными си-напсами и сформированном нервно-мышечным окончанием на кардиомиоцитах; А1 – преганглионарные волокна; ЭФФ – эфферентное нервно-мышечное окончание; ас – аксосоматические синапсы; ад – аксодендритические синапсы; Г – глиоциты.

Пластичность в постэмбриональном периоде выражается в появлении новых терминалей (аксональное почкование) и появлении новых синапсов (синаптическое замещение), в их модификации, увеличении или уменьшении числа синапсов. Проявляется наиболее сильно в первые годы после рож-дения, при изменениях гормонального фона, обучении новым навыкам и др. При повреждениях мозга проявляется в неполном восстановлении функций.

Рис. 2. Схема ультраструктуры синап-сов мозга. 1 – аксолемма; 2 – цитоске-летные нити; 3 – синаптические пу-зырьки; 4 – утолщение пресинап-тической мембраны; 5 – синаптичес-кая щель и внутрисинаптические нити; 6 – постсинаптическая мембрана и утолщение.

Механизм – каскад событий:

1) синтез одного или нескольких нейромедиаторов в перикарионе;

2) его транспорт в синаптическую терминаль;

3) накопление в виде пузырьков (в пузырьке несколько тысяч молекул = квант) вместе с АТФ и катионами. Величина кванта зависит от активности ферментов синтеза медиатора;

4) секреция нейромедиатора в виде слияния пузырька с пресинаптической мембраной и выделения кванта в щель;

5) взаимодействие медиатора с рецептором постсинаптической мембраны (шизофрения – увеличение количества рецепторов дофамина в постсинаптической части, депрессия сопровождается увеличением количества рецепторов к норадреналину и серотанину, лекарственные препараты - антидепрессанты уменьшают число рецепторов к этим медиаторам);

6) изменение мембранного потенциала постсинаптической мембраны (деполяризация при возбуждающем синапсе, или гиперполяризация при тормозном);

7) удаление нейромедиатора двумя способами: либо инактивацией ферментом (напр. ацетилхолинэстеразой, моноаминоксидазой), или захватом пресинаптической терминалью, при этом захват осуществляют специальные белки-транспортёры, дефекты их синтеза в терминалях – причина психических заболеваний (например: дефекты транспортёров захвата норадреналина и серотанина лежат в основе шизофрении и маниакально-депрессивных психозов). Также на этот механизм влияют антидепрессанты и наркотики кокаин, амфетамин и др.

При болезни Паркинсона дегенерация нейронов чёрной субстанции (недостаточная секреция медиатора дофамина) вызывает дефицит дофамина в области стриатума и нарушения в двигательных центрах. Проводится интрацеребральная трансплантация содержащих дофамин клеток при неэффективности фармакотерапии.

Патология мозга, вызванная инфекционным процессом, интоксикациями, травмами, кровоизлияниями, нарушение кровообращения приводят к ишемии нервной ткани. Морфологические изменения нейронов после повреждения: 1) дис-трофические обратимые, 2) некробиотические (необратимые), 3) компенсаторно-восстановительные.

Последующие изменения в синапсах определяются нейромедиаторной специфичностью и типом организации постсинаптических рецепторов. Выделяют глутаматэргические синапсы, имеющие в постсинаптической части рецепторы, сопряжённые с кальций-зависимыми каналами, подобными NMDA – рецепторам возбуждающих аминокислот и неаминокислотные пептидергические (ГАМК, серотонин, пептиды).

Выделяют два типа токсического повреждения аминокислотными медиаторами: быстрый, с развитием острого отёка и набухания синапса в результате патологического перераспределения ионов и воды, в результате открытия ионных каналов (развивается в первые минуты) и второго медленного, с повышением концентрации свободных ионов кальция в перикарионе, которые активируют биохимические процессы, приводящие к гибели синапсов и нейрона в целом. Острые гидропические (отёк и набухание) изменения при быстром типе распространены и характерны для всех видов синапсов и нейронов, почти всегда обратимы. Первая (гидропическая) фаза повреждения длится 10 – 20 минут, возможно её прерывание введением препаратов антагонистов NMDA – рецепторов. Во второй фазе увеличивается приток из внеклеточной среды ионов кальция и в перикарионе активируются кальций-зависимые гидроолитические ферменты, повреждающие митохондрии, клеточную мембрану. Активация ферментов приводит к нарушению пресинаптической решётки, изменениям филаментозных белков системы субсинаптических единиц, нарушает их связь с синаптическими мембранами, блокируется передача нервного импульса, это является ведущим в повреждении синапса. Чем сильнее повреждение филамент, тем меньше возможность последующего восстановления синапсов.

В первые трое суток в нейропиле выявляются синапсы с повреждениями по светлому и очаговому типам. В них явления набухания, просветления цито-плазмы, нарушение распределения синаптических пузырьков, появляются осмиофильные нити, крупные вакуоли. Число синаптических пузырьков резко уменьшается, часть их агглютинируется. В области деструкции цитоплазма становится электронно-прозрачной, синаптическая мембрана искривляется. В нейропиле коры увеличивается плотность плоских контактов. В дальнейшем увеличивается число положительно искривлённых синапсов. Патологические изменения развиваются по гидропическому типу, выявляются в течении 30 суток после острой ишемии (необратимы). Параллельно идёт элиминация разрушенных синапсов, в неповреждённых синапсах происходит гипертрофия и компенсаторно-восстановительное образование новых контактов (рис.3, 4, 5).

Механизмы медленного типа более отдалённые по срокам (через 30 – 60 минут) и свойственны только определённым нейронам – пирамидным клеткам гиппокампа, таламуса, зубчатой фасции, париетальной коры.

В коре больших полушарий кроме синапсов аминокислотного типа имеется много синапсов использующих другие медиаторы: ГАМК, серотанин, норадреналин, ацетилхолин, гистамин и другие нейропептиды. Основное их отличие – отсутствие в составе постсинаптической мембраны рецепторов, сопряжённых с кальциевыми каналами. Это существенно влияет на степень повреждаемости таких синапсов при ишемии. Токсические повреждения менее выражены, а в ГАМК-ергическиех синапсах вообще не выражены.

Рис. 3.Электронная микрофотография. Гипертрофия пресинаптической части, шипикового аппарата, увеличение активной зоны контакта множественного перфорированного аксо-шипикового синапса. Первые сутки постишемического периода. Кора больших полушарий. Слой I. Ув. 59000.

СТ – синаптическая терминаль, СП – синаптические пузырьки, М – митохондрия, ША – шипиковый аппарат, (↓) –

Деструктивные изменения синапсов после асфиксии мозга

Рис №4. Электронная микрофотография. Простой перфорированный аксо-дендритический синапс. Кора большого мозга крысы, слой I. Спустя 6 часов постишемического периода (асфиксия).

Значительное просветление цитоплазмы терминали аксона, уменьшение числа синаптических пузырьков и их склеивание (агглютинация) , появление нитевидного материала и вакуолей в пресинаптической части. СТ – синаптическая терминаль, СП– синаптические пузырьки, Д – дендрит.

Рис. №5. Простой перфорированный аксо-шипиковый синапс с двумя активными зонами. Кора большого мозга крысы, слой I. Спустя 6 часов постишемического периода (асфиксия). Ув. 52 000.

Синаптическая терминаль содержит СП – синаптические пузырьки, показан шипик и стрелками (↓) активная зона контакта.

Репаративные процессы в синапсах.

Восстановление нейронов идёт через: усиление синтеза белка, репарацию повреждённых тел и синапсов, сильную реакцию глии, регенерацию кровеносных сосудов, внутриклеточную гиперплазию и пролиферацию, гипертрофию сохранившихся синапсов, образование новых синапсов. Наиболее пластичны апикальные дендриты пирамидных нейронов и синапсы дендритного дерева.

На 10 – 30 минуты после повреждения синапса, начинается восстановление ионного гомеостаза путём включения ионных насосов, выхода воды из синапса, восстановления потенциала покоя мембраны, инактивация или обратный захват нейромедиатора. Эти процессы происходят только в части синапсов и зависят от выраженности предшествующей быстрой фазы повреждения (гидропического отёка и накопления кальция).

Репаративные процессы в синапсах проявляются через два механизма: реорганизацию имеющихся синапсов и образование новых контактов (неосинаптогенез). Механизмы реорганизации синапса. Компенсаторно-восстановительные процессы более полно проявляются спустя 90 минут после ишемии. Ранние признаки:

а) увеличение положительно искривлённых контактов,

б) созревание сохранившихся контактов,

в) накопление крупных и очень крупных контактов,

г) возрастает число гипертрофированных синапсов,

д) расщепление на автономные синапсы.

В 1 сутки начинается расщепление системы субсинаптических единиц, затем расщепление терминали и постсинаптической зоны. Вначале из простого синапса образуется смешанный (имеющий зрелый участок системы субсинаптических единиц с плотными проекциями и незрелый десмосомоподобного типа). Затем незрелый участок приобретает плотные проекции и гипертрофируется. При его гипертрофии до 600-700 нм (≈ Через 3 суток) происходит инвагинация си-наптической мембраны и последующее его расщепление на простые и мно-жественные перфорированные синапсы, диаметром 200-300 нм, с тремя или четырьмя активными зонами контакта рис.

Биологический смысл расщепления в достижении оптимального функционирования автономных зон экзоцитоза синаптических пузырьков, повышение площади контактирующих нейронов, увеличение эффективности каналов передачи информации, вытеснение повреждённых нейронов из рабочего поля.

Неосинаптогенез. Кроме механизмов реорганизации синапсов, с 7 суток активируются механизмы образования новых незрелых синапсов с последующим их созреванием (рис.1). Начальной фазой образования синапсов является формирование постсинаптического уплотнения и десмосомоподобного контакта, затем происходит увеличение объёма синаптической части и синтез филаментозного материала, появляются синаптические пузырьки и плотные проекции. Происходит реорганизация контактов путём гипертрофии и расщепления.

Выделяют различные варианты образования синапсов в постишемическом периоде (рис.2). Десмосомоподобные контакты диффузно распределяются в нейропиле, могут формироваться вблизи зрелого контакта на этой же терминали или на вновь образованном отростке нейрона. Наиболее пластичны апикальные дендриты пирамидных нейронов. Дендритное дерево восстанавливается за счёт роста сохранившихся дендритов в длину, из разветвления и образования новых шипиков.

Даже в условиях значительного повреждения синапсов и отростков, в процессе взаимодействия нейроны сохраняют исходную общую площадь контактов, стремятся как можно быстрее восстановить исходный объём (например: через 7 суток периода асфиксии в 1 слое коры восстанавливается площадь контактов до исходного уровня за счет гипертрофии сохранившихся и образования новых). Скорость восстановления зависит от вида повреждения, например: при асфиксии - через 7 суток, при ишемии вызванной кровопотерей - через 30 суток. Также, на скорость неосинаптогенеза влияет послойная функциональная специализация ткани мозга. Например, лучше всего восстанавливаются синапсы I, V, VI слоев коры и больше всего происходит редукция функционально активных зрелых синапсов нейронов III и IV слоёв.

Зарисовать в альбоме схемы №1, №2.

Рис.№1 Схема механизмов реорганизации межнейронных синапсов в коре больших полушарий в постишемическом периоде. 1 – 2 – образование зрелых синапсов из функционально незрелых контактов; 3 – 11 – образование зрелых синапсов путём гипертрофии и расщепления; 3 – 5 – гипертрофия синапсов; 6 – 8 – расщепление пресинаптической части; 9 – 11 – расщепление постсинаптической части.

Рис.№2 Различные варианты образования ассиметричных синапсов при ишемии и в постишемическом периоде. А - одновременное появление плотных проекций пресинаптической решётки и синаптических пузырьков; Б – первоначально появление синаптических пузырьков; В– первоначальное появление парамембранных скоплений филаментов и образование симметричного контакта.

Дегенерация нервных волокон (Уоллеровская) и регенерация.

Молекулы адгезии: а) мембранные (нейромодулин, нейрофизин), встроены в ламелло- и филоподии аксона, взаимодействуют с комплементарными молекулами в пространстве роста и обеспечивают фиксацию конуса роста на поверхности мишени (например, фиксацию аксона мотонейрона на участке скелетного волокна при регенерации мышцы, регенерации нейро-мышечного окончания), короткий растущий отросток нейрона накапливающий нейромодулин (GAP–43), впоследствии становится аксоном; б) молекулы внеклеточного матрикса (ламинин, фибронектин, коллаген), ламинин при исследовании In vitro влияет на рост аксонов, прикрепление конуса роста к субстрату.

Рис. 3. Взаимоотношения между шванновскими клетками и регенерирующим аксоном. А – здоровое волокно; Б – после перерезки, в периферическом отрезке шванновские клетки пролиферируют и начинают выделять нейротрофические факторы; В – регенерация центрального отростка и его врастание в ленту бюгнера; Г – дальнейший рост аксона, отслаивание клеточной мембраны, контакт со шванновскими клетками, блокирование выделения шванновскими клетками фактора роста нервов, восстановление волокна.

Таблица, образец рисунка для зарисовки в альбоме

Таблицы, рисунки в альбоме

Рис. 9. Внутриствольная неврома.

Для предупреждения её формирования центральный и периферический отрезки нерва максимально сближают и сшивают отдельные пучки (смотри рисунки 10, 11).

Также используют воздействие на область повреждения антимитотическими веществами – цитостатиками, тормозящими образование рубцовой ткани. И нейротрофическими препаратами – для стимуляции регенерации.

Рис. 10. Техника при соединении пери-ферических нервов. А – соединение эпиневральной оболочки, Б – соединение отдельных нервных пучков.

Рис.11. Репаративная тубулизация.

В организме протекает асинхронно, процесс долгий и не завершается к моменту рождения. Скорость миелинизации разных отделов разная. Происходит при помощи тонких отростков олигодендроцитов, они контактируют с отростками нейронов (рис.1). В ЦНС один олигодендроцит миелинизирует сразу несколько нервных отростков, а на периферии одна шванновская клетка миелинизирует только один. Окраска на миелин: осмий, ТЭМ, фазово-контрастная микроскопия (рис.3).

Рис. 1.

Происходит при мутации генов, кодирующих белки миелина и щелевых контактов, а также при повреждении волокна: травмы, инфекции, гипоксия, склероз и другие патологические состояния и болезни. Миелин чувствителен к разным неблагоприятным факторам: а) ишемия; б) гипертермия; в) инфекции. Они вызывают его расслоение и распад, что ведёт к замедлению нервной передачи. В осевом цилиндре при этом происходит разволокнение нейрофибриллярного аппарата, варикозные расширения, он фрагментируется и подвергается зернистому распаду (рис.2).

Например, множественный склероз – наследственное демиелинизирующее заболевание, проявляется в виде склеротических бляшек в головном и спинном мозге, начинается рано, у молодых, приводит к параличам, парезам, нарушению речи, зрения и др. Энцефалиты – воспалительные инфекционные заболевания. Диабетическая нейропатия – накопление сорбитола в шванновских клетках с последующим их повреждением – замедление скорости нервной проводимости – сегментация, демиелинизация и деградация аксонов. Полиневропатии – дефицит витамина В 12, влияет на нервы периферии, мозжечка, спинного мозга. При болезни Альцгеймера происходит отложение амилоидного фибриллярного белка внутри и вне нейронов, аномалия синтеза микротрубочек приводит к формированию фибриллярных клубков, дегенерации нейронов, их отростков, синапсов.

Тестовые вопросы

Миелиновая оболочка нервных волокон образована …

§ цитоплазматической мембраной (нейролеммой)

§ белками, транспортируемыми из перикарионов

В аксоне нервной клетки отсутствуют…

Функция осевого цилиндра нервного волокна …

Патология мозга, вызванная инфекционным процессом, интоксикациями, травмами, кровоизлияниями, нарушение кровообращения приводят к ишемии нервной ткани. При гипоксии запускаются три механизма повреждения:

- кальций-зависимый (АТФ, АДФ),

-фосфолипазное повреждение (глюкоза).

Морфологические изменения нейронов после повреждения: 1) дистрофические обратимые, 2) некробиотические (необратимые), 3) компенсаторно-восстановительные.

Структурные изменения в синапсах нейронов коры наступают через 30 минут, наиболее повреждаются синапсы находящиеся в состоянии функциональной активности в момент повреждения. Также, среди областей коры наиболее повреждаемы лобная, прецентральная, теменная, затылочная и синапсы в 1 слое коры, менее и медленнее патология развивается в III, IV, VI слоях, но изменения сохраняются дольше. Минимальные повреждения в миндалевидном комплексе, стволе и спинном мозге. У новорождённых при гипоксии поражается ствол мозга и зрительный бугор.

Активация протеолитических ферментов приводит к нарушению пресинаптической решётки, изменениям филаментозных белков системы субсинаптических единиц, нарушает их связь с синаптическими мембранами, блокируется передача нервного импульса, это является ведущим в повреждении синапса. Чем сильнее повреждение филамент, тем меньше возможность последующего восстановления синапсов. В первые трое суток в нейропиле выявляются синапсы с повреждениями по светлому и очаговому типам. В них явления набухания, просветления цитоплазмы, нарушение распределения синаптических пузырьков, появляются осмиофильные нити, крупные вакуоли. Число синаптических пузырьков резко уменьшается, часть их агглютинируется. В области деструкции цитоплазма становится электронно-прозрачной, синаптическая мембрана искривляется. В нейропиле коры увеличивается плотность плоских контактов. В дальнейшем увеличивается число положительно искривлённых синапсов. Патологические изменения развиваются по гидропическому типу, выявляются в течении 30 суток после острой ишемии (необратимы). Параллельно идёт элиминация разрушенных синапсов, в неповреждённых синапсах происходит гипертрофия и компенсаторно-восстановительное образование новых контактов.

Механизмы реорганизации синапса. В 1 сутки расщепление системы субсинаптических единиц, затем расщепление терминали и постсинаптической зоны. Вначале из простого синапса образуется смешанный (имеющий зрелый участок системы субсинаптических единиц с плотными проекциями и незрелый десмосомоподобного типа). Затем незрелый участок приобретает плотные про-екции и гипертрофируется. При его гипертрофии до 600-700 нм (≈ Через 3 суток) происходит инвагинация синаптической мембраны и последующее его расщепление на простые и множественные перфорированные синапсы, диаметром 200-300 нм, с тремя или четырьмя активными зонами контакта.

Кроме механизмов реорганизации синапсов, с 7 суток активируются механизмы образования новых синапсов, начинается созревание пресинапсов которые постепенно созревают, включаются в старые цепи и создают новые системы нейронов. Наиболее пластичны апикальные дендриты пирамидных нейронов и синапсы дендритного дерева.

Пластичность синапсов в разных отделах ЦНС неодинакова, лучше в зрительном бугре, миндалевидном комплексе, секторе СА 3 гиппокампа, мозжечке. Хуже в коре большого мозга, III, IV слоях. Наибольшее усложнение синаптоархитектоники компенсаторно происходит в 1 слое коры больших полушарий и изменения в нём влияют на реабилитацию мозга после травмы. После повреждений синаптоархитектоника у части нейронов изменяется в отличии от первоначального вида, возрастает число шипиковых и аксошипиковых синапсов, особенно в дистальной части дендритного дерева. Подобные контакты ведут к восстановлению как старых устойчивых связей, так и к совершенно новым (возможно патологическим: эпилептические очаги, потеря памяти и др.).

Рис.№2 Различные варианты образования ассиметричных синапсов при ишемии и в постишемическом периоде. А - одновременное появление плотных проекций пресинапти-ческой решётки и синаптических пузырьков; Б – первоначально появление синапти-ческих пузырьков; В– первоначальное появление парамембранных скоплений филаментов и образование симметричного контакта.

Рис №3Электронная микрофотография. Гипертрофия пресинаптической части, шипикового аппарата, увеличение активной зоны контакта множественного пер-форированного аксо-шипикового синапса. Первые сутки постишемического периода. Кора больших полушарий. Слой I. Ув. 59000.

СТ – синаптическая терминаль, СП – синаптические пузырьки, М – митохондрия, ША – шипиковый аппарат, (↓) –

Деструктивные изменения синапсов после асфиксии мозга

Рис №1. Электронная микро-фотография. Простой перфори-рованный аксо-дендритический си-напс.

Кора большого мозга крысы, слой I. Спустя 6 часов постише-мического периода (асфиксия).

Значительное просветление цитоплазмы терминали аксона, уменьшение числа синаптических пузырьков и их склеивание (агглю-тинация) , появление нитевидного материала и вакуолей в преси-наптической части. СТ – синаптическая терминаль, СП– синаптические пузырьки, Д – дендрит.

Рис. №2. Простой перфорированный аксо-шипиковый синапс с двумя активными зонами. Кора большого мозга крысы, слой I. Спустя 6 часов постишемического периода (асфиксия). Ув. 52 000.

Учебные задачи:

1. У больного на месте перерыва нерва в результате ранения преждевременно возник грубый соединительно-тканный рубец. Как это отразится на процессе регенерации нерва? Пояснить ответ. Ответ: восстановления нерва не произой-дёт, так как соединительная ткань помешает восстановлению тяжа леммо-цитов (бюгнеровские ленты), росту и воссоединению центральных отростков осевых цилиндров с периферическими.

2. На одном из препаратов представлено окончание, окруженное соединитель-нотканной капсулой, на другом – капсула отсутствует, ветвление осевого цилиндра сопровождают нейролеммоциты. К каким морфологическим типам относятся эти нервные окончания?

Ответ: первое относится к инкапсулированному, второе к свободному.

3. Леммоцит служит "футляром" для нескольких осевых цилиндров. О каком виде нервного волокна, и о каком виде глии идёт речь?

Тестовые вопросы:

Миелиновая оболочка нервны волокон образована …

цитоплазматической мембраной (нейролеммой)

§ белками, транспортируемыми из перикарионов

отростками астроцитов
эндоневрием

В аксоне нервной клетки отсутствуют…

Функция осевого цилиндра нервного волокна …

проведение нервного импульса.
обеспечение цитоплазматического тока.
генерация нервного импульса.

4.1. Общая характеристика нервной ткани

Нервная ткань — это система взаимосвязанных нервных клеток и нейроглии, обеспечивающих специфические функции восприятия раздражений, возбуждения, выработки импульса и его передачи. Нервные клетки (нейроны) — основные структурные компоненты нервной ткани, выполняющие специфическую функцию. Нейроглия обеспечивает существование и функционирование нервных клеток, осуществляя опорную, трофическую, разграничительную, секреторную и защитную функции. Источником развития нервной ткани служит дорсальная эктодерма. [1],[5]

Из нервной трубки в дальнейшем формируются нейроны и макроглия центральной нервной системы. Нервный гребень дает начало нейронам чувствительных и автономных ганглиев и некоторым видам глии: нейролеммоцитам (шванновским клеткам), клеткам-сателлитам ганглиев. Нервная трубка на ранних стадиях эмбриогенеза представляет собой многорядный нейроэпителий, состоящий из вентрикулярных, или нейроэпителиальных клеток. [1],[5]

В дальнейшем в нервной трубке дифференцируется 4 концентрических зоны: внутренняя - вентрикулярная (или эпендимная) зона, вокруг нее – субвентрикулярная зона, затем промежуточная (или мантийная зона) и, наконец, наружная - краевая (или маргинальная) зона нервной трубки. Вентрикулярная (эпендимная), внутренняя, зона состоит из делящихся клеток цилиндрической формы. Вентрикулярные (или матричные) клетки являются предшественниками нейронов и клеток макроглии. Субвентрикулярная зона состоит из клеток, сохраняющих высокую пролиферативную активность и являющихся потомками матричных клеток. Промежуточная (плащевая, или мантийная) зона состоит из клеток, переместившихся из вентрикулярной и субвентрикулярной зон — нейробластов и глиобластов. Нейробласты утрачивают способность к делению и в дальнейшем дифференцируются в нейроны. Глиобласты продолжают делиться и дают начало астроцитам и олигодендроцитам. [1], [5]

Способность к делению не утрачивают полностью и зрелые глиоциты. Новообразование нейронов прекращается в раннем постнатальном периоде. Из клеток плащевого слоя образуются серое вещество спинного и часть серого вещества головного мозга. Маргинальная зона (или краевая вуаль) формируется из врастающих в нее аксонов нейробластов и макроглии и дает начало белому веществу.[5]

4.2. Регенерация нервной ткани

Рассматривая процессы регенерации в нервных тканях следует сказать, что нейроциты являются наиболее высокоспециализированными клетками организма и поэтому утратили способность к митозу. Физиологическая регенерация (восполнение естественного износа) в нейроцитах хорошая и протекает по типу "внутриклеточной регенерации" - т.е. клетка не делится, но интенсивно обновляет изношенные органоиды и другие внутриклеточные структуры. Для этого в нейроцитах хорошо выражены гранулярный ЭПС, пластинчатый комплекс и митохондрии, т.е. имеется мощный синтетический аппарат для синтеза органических компонентов внутриклеточных структур.[5]

К компенсаторно-приспособительным процессам в нервной ткани относится обнаружение многоядрышковых, двухъядерных и гипертрофированных нервных клеток при различного рода болезнях, сопровождающихся дистрофическими процессами, при условии сохранения общей структуры нервной ткани. Нервные клетки вегетативной нервной системы восстанавливаются путем гиперплазии органелл, а также не исключается возможность их размножения. Периферические нервы являются в большинстве своем смешанными и состоят из двигательных волокон передних корешков (аксонов клеток передних рогов), чувствительных волокон (дендритов клеток межпозвонковых узлов) и вазомоторно-секреторно-трофических волокон (симпатических и парасимпатических) от соответствующих клеток серого вещества боковых рогов спинного мозга и ганглиев симпатического пограничного ствола. Нервное волокно, входящее в состав периферического нерва, состоит из осевого цилиндра, расположенного в центре волокна, миелиновой или мякотной оболочки, одевающей осевой цилиндр и шванновской оболочки. Миелиновая оболочка нервного волокна местами прерывается, образуя так называемые перехваты Ранвье. В области перехватов осевой цилиндр прилежит непосредственно к шванновской оболочке. Миелиновая оболочка обеспечивает роль электрического изолятора, предполагается ее участие в процессах обмена осевого цилиндра. Шванновские клетки имеют общее происхождение с нервными элементами. Они сопровождают осевой цилиндр периферического нервного волокна подобно тому, как глиозные элементы сопровождают осевые цилиндры в центральной нервной системе, поэтому шванновские клетки иногда называют периферической глией. На месте дефекта в нервной ткани разрастается нейроглия. Она является менее дифференцированной тканью, клетки которой способны делиться митозом. Существуют глиальные клетки, обладающие высокими потенциями к размножению и развитию. Эти клетки принимают активное участие в восстановительных процессах нервной ткани. Наиболее частыми формами травматического повреждения нервов, возникающими вследствие техногенного травматизма на производстве, при дорожно- транспортных происшествиях, в ходе военных действий, являются размозжение, ушиб, растяжение, а также сдавление с наличием или отсутствием разрыва нервного ствола. Однако эффективность репарации структуры и функции поврежденной ткани с применением лечебных мероприятий и лекарственных средств остается относительно низкой. Это во многом связано с малой изученностью динамики регенерации нервов после травмы. Для исследования воздействия модулирующих средств на посттравматический процесс необходимы более полные данные о динамике репаративной регенерации поврежденного нерва.[5]

При повреждениях, приводящих к нарушению целостности нервных волокон, их периферические части распадаются на фрагменты осевых цилиндров и миелиновых оболочек, погибают и фагоцитируются макрофагами. В сохранившейся части нервного волокна начинается пролиферация нейролеммоцитов, формирующих цепочку (бюнгнеровская лента), вдоль которой происходит постепенный рост осевых цилиндров. [5],[6]

Выделяемые шванновской клеткой различные стимуляторы (нейтрофические факторы) поглощаются аксоном и ретроградно транспортируются в перикардион. В перикарионе эти факторы стимулируют синтез белка и поддерживают его на высоком уровне. В регенерирующем нерве шванновские клетки пролиферируют, синтезируют компоненты базальной мембраны, внеклеточного матрикса и формируют миелин. Шванновские клетки стимулируют удлинение аксона и контролируют его направленный рост и мишени. При отсутствии Шванновских клеток аксоны не могут расти на значительные расстояния. [5]

Восстановление утраченных связей может происходить и за счет образования коллатеральных ветвей из окружающих и неповрежденных нервных волокон. Чаще коллатеральные ветви отходят от участка аксона в области перехвата Ранвье. Наличие в зоне перерезки нерва мертвых тканей, которые стимулируют разрастание здесь рубцовой ткани, большое расстояние между отрезками нервного волокна, сильное повреждение сосудов и нарушение кровоснабжения нерва ведут к резкому нарушению его регенерации. [5],[6]

Разрастание рубцовой ткани иногда вызывает развитие ампутационной невромы, состоящей из разросшихся отростков нейронов и глии, окруженных грубой рубцовой тканью. Невромы могут вызывать сильные (фантомные) боли. Регенерация нервных отростков идет со скоростью 2-4 мм в сутки. В условиях лучевого воздействия происходит замедление процессов репаративного гистогенеза, что обусловлено в основном повреждением нейролеммоцитов и клеток соединительной ткани в составе нерва. Способность нервных волокон к регенерации после повреждения при сохранении целостности тела нейрона используется в микрохирургической практике при сшивании дистального и проксимального отростков поврежденного нерва. Если это невозможно, то используют протезы (например, участок подкожной вены), куда вставляют концы поврежденных нервов (футлериз). Регенерацию нервных волокон ускоряет фактор роста нервной ткани — вещество белковой природы, выделенное из тканей слюнных желез и из змеиного яда. Нервная ткань на повреждение реагирует неоднозначно. Повреждение клеток центральной нервной системы, нейронов спинного мозга, симпатических ганглиев завершается их гибелью. Аксоны же нервных клеток сохраняют способность к репаративной регенерации. Повреждение периферического нерва сопровождается дегенерацией и атрофией конца нерва, идущего к периферии. Регенерация начинается на конце аксона, связанного с нервной клеткой. Регенерирующий конец нерва врастает в трубочки и способен восстановить иннервацию. Если же аксон не совмещен с объектом врастания, то на его конце могут образоваться своеобразные утолщения — невромы. Эффективность процесса регенерации во многом определяется условиями, в которых он протекает.[5],[6]

Значение имеет общее состояние организма. Так, истощение, авитаминозы, нарушения иннервации затормаживают репаративную регенерацию и способствуют ее переходу в патологическую. Изменение условий, в которых протекает процесс регенерации, может приводить как к количественным, так и качественным его изменениям.[5]

4.3. Возрастные особенности периферической нервной системы.

Развитие нервной системы у детей с моментом рождения не останавливается. После рождения увеличивается количество нервных пучков в составе периферических нервов: усложняется их ветвление, расширяются межнейрональные связи, усложняются рецепторные аппараты.[5]

С возрастом увеличивается толщина нервных волокон. К 9 годам во всех периферических нервах миелинизация близится к завершению. В пожилом и старческом возрасте количество нейронов в спинномозговых ганглиях снижается на 30%, часть нейронов атрофируется. Возрастные изменения в нервной ткани связаны с утратой нейроцитов в постнатальном периоде способности к делению, и как следствие этого постепенным уменьшением количества нейроцитов, особенно чувствительных нейроцитов, а также уменьшением уровня метаболических процессов в оставшихся нейроцитах. Отсутствие клеточной формы регенерации нейроцитов обуславливает разрастание нейроглии и соединительной ткани на месте повреждения.[5]

Заключение

Таким образом, на основании проанализированной литературы, можно сделать вывод о том, что нервная ткань обладает плохой способностью к регенерации. В эксперименте показано, что клетки периферической и вегетативной нервной системы, двигательные и чувствительные нейроны в спинном мозге мало регенерируют.[5]

Регенерация нервной ткани может происходить путём роста тканей на раневой поверхности, перестройки оставшейся части органа в новый, или путём роста остатка органа без изменения его формы. [2],[5]

Уровни регенерации в ходе восстановления структур следующие: молекулярный, ультраструктурный, клеточный, тканевой, органный.[5]

Новые нейроны образуются из недифференцированных предшественников, которые способны давать начало также астроцитам и олигодендроцитам и поэтому могут рассматриваться как стволовые нервные клетки. Идентификация стволовых клеток в мозге представляет большие сложности особенно в зрелом возрасте. [2],[5]

Сочетание классических хирургических способов восстановления нервных стволов и методов прямой терапии ростовыми факторами ускоряет аксональный рост, стимулирует реваскуляризацию нерва, что подтверждается многочисленными экспериментальными исследованиями и, в итоге, улучшает результаты посттравматического восстановления функции реиннервации поврежденного органа или ткани. [5], [6]

Список литературы

1. Гистология, эмбриология, цитология: учебник / Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина, Б. В. Алешин и др.; под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. - 6-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 800 с.

2. Корочкин Л. И. Что такое стволовые клетки // Природа. – 2005. - № 6. – С. 3-11.

3. Кузнецов С.Л., Мушкамбаров Н.Н.Гистология, цитология и эмбриология: Учебник. – М.: Медицинское Информационное Агентство, 2007. – 540с.

4. Руководство по гистологии/ под ред. Р.К. Данилов. – СПб.: СпецЛит.- 2011.–Том 1.-С.160-165; 190-195; 210-216; 252-258; 280-299; 440-442; 656-669.

5. Регенерация тканей: учебное пособие – Благовещенск, 2016. – 136 с.

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 2324 ;

Читайте также: