Нервные клетки восстанавливаются!

Сколько лет для тех, у кого был поврежден спинной или головной мозг, как суровый приговор звучали слова: «Нервные клетки не восстанавливаются». Это считалось аксиомой. Действительно, нервные клетки, или нейроны, не делятся и после гибели не восстанавливаются. Как же тогда возвращать к норме нарушенную деятельность мозга?

Один из путей — трансплантация (пересадка) нервной ткани. Здесь за последние 10—12 лет достигнуты определенные успехи. Разработаны методы пересадки животным небольших участков ткани головного мозга эмбрионов (развитая ткань мозга взрослых животных не приживляется и рассасывается). Пересаживают ткань лишь в область, богатую кровеносными сосудами или содержащую спинномозговую жидкость и освобожденную от сгустков крови.

Над этой проблемой работают теперь во многих лабораториях мира. Выяснилось, что мозговую ткань можно пересаживать в головной мозг новорожденным и взрослым крысам, мышам, кроликам и даже обезьянам. Лучше всего пересадки удаются в предела одного вида животных, несколько хуже, но все же неплохо — от одного вида животных к другому: от мыши к крысе, от крысы к кролику и так далее. Довольно долго (более двух лет) развивается ткань мозга человеческого эмбриона, пересаженная морским свинкам, правда, не в сам мозг, а в переднюю камеру глаза, между роговицей и хрусталиком.

Головной мозг, передняя камера глаза, костномозговая полость — эти места защищены от иммунных сил организма особыми барьерами; опасные для новой ткани лимфоциты сквозь них проникнуть не могут. Пересаженная эмбриональная ткань мозга превращается в нейроны и питающие их глиальные клетки; и те и другие нормально функционируют в течение всей жизни нового хозяина. Нейроны пересаженной ткани устанавливают свои обычные связи с соседними клетками: нейроны сетчатки вступают в контакт со зрительными зонами коры и т. п. Могут, правда, возникнуть и непредвиденные связи, например между кусочком пересаженной коры и мозжечком. Но это случается редко.

Можно ли, однако, пересадкой нервной ткани восстановить функции головного или спинного мозга, нарушенные в результате повреждения? Да, иногда можно. При повреждении так называемой черной субстанции мозга, которая вырабатывает активное вещество — дофамин, связанное с регуляцией движений, возникает довольно распространенная и тяжелая болезнь Паркинсона. Эту болезнь можно искусственно воспроизвести на крысе. В крысиный мозг вводят специальное вещество, которое прерывает передачу дофамина из черной субстанции в отдел, регулирующий двигательную активность, и крыса, скрючившись, замирает. При пересадке же в этот отдел черной субстанции, взятой из мозга нормального крысиного эмбриона, подача дофамина возобновляется и двигательная функция нормализуется. Недавно в США были проведены первые успешные операции на людях, страдавших паркинсонизмом.

Когда прерывается связь между двумя такими участками мозга, как септум (перегородка) и гиппокамп, у животных резко ухудшаются функции памяти (гиппокамп играет важную роль в процессах запоминания и воспроизведения). Пересадка эмбрионального септума на гиппокамп восстанавливает у подопытного животного память. Бывает, что нейроны гипоталамуса — одного из важнейших мозговых отделов — вырабатывают недостаточное количество гормона вазопрессина, регулирующего кровяное давление. Возникает несахарный диабет. После пересадки соответствующих эмбриональных нейронов выход вазопрессина повышается и несахарный диабет проходит. Таким образом, пересадка эмбриональной ткани определенных частей мозга способна ликвидировать даже генетически обусловленные нарушения функций центральной нервной системы.

Во всех случаях, о которых мы говорили, поврежден был какой-нибудь один участок мозга, и восстановление функций нервной системы достигалось пересадкой соответствующего участка эмбриональной ткани. Но бывает, патологические изменения охватывают и всю кору, и другие отделы головного мозга. Это может произойти при сильном отравлении, детском церебральном параличе, при сильном склерозе, некоторых психических болезнях. Разные формы патологии развиваются на общей биологической основе — на диффузной (распространенной) дистрофии нейронов. Но если бы удалось восстановить питание дистрофированных нейронов, вероятно, можно было бы добиться и восстановления их нормальной деятельности.

В свое время шведский нейробиолог Холдер Хиден обнаружил, что некоторые химические соединения стимулируют синтез белка в нейронах здоровых кроликов. После этого он вместе с группой психиатров сделал небезуспешную попытку активизировать белковый синтез в дистрофированных нейронах психически больных людей. К сожалению, по ряду причин эти исследования не были доведены до конца.

Мы подошли к проблеме восстановления структуры и функции нейронов несколько иначе — исходя из того, что усиления регенерации ткани мозга (как и всякой ткани) можно достигнуть, воздействуя на нее продуктами разрушения — активными веществами, которые стимулируют синтез белка и нуклеиновых кислот. В качестве модели была выбрана искусственная гипоксия. Гипоксия — патологическое состояние, возникающее либо при нехватке кислорода в воздухе, либо при неспособности организма к его усвоению. Она-то и вызывает дистрофию нервных клеток.

Под стеклянный колокол барокамеры, где в течение минуты атмосферное давление снижалось с 760 до 180 миллиметров ртутного столба, помещали подопытных крыс. Опыт длился 3 минуты. Вследствие острого кислородного голодания у крыс начинались судороги. Треть из них погибала, а у выживших в коре больших полушарий и в гиппокампе было обнаружено много нейронов в состоянии обратимой и необратимой дистрофии.

В ходе первых экспериментов мы вводили в головной мозг здоровым крысам и крысам, перенесшим гипоксию, гомогенат — растертую ткань мозга взрослых крыс. В таком препарате клетки разрушены и высвобожденным активным веществам ничто не мешает стимулировать синтез белка и нормализовать дистрофированные нейроны. Затем было решено воздействовать на нейроны головного мозга пересаженной эмбриональной тканью мозга. Мы надеялись, что контакт эмбриональных нейронов с дистрофированными окажет на них еще более сильное воздействие.

Двумстам взрослым крысам пересадили в теменную область коры и подкорковых отделов ткань крысиных эмбрионов. Мозговая кора 17-дневного эмбриона состояла из множества несформировавшихся клеток и небольшого количества их предшественников — нейробластов. Пересаженные кусочки развивались нормально в 85—100 процентах случаев. Крысы чувствовали себя удовлетворительно уже через день после операции. Они ели, пили, двигались, спали, во всем вели себя как обычно и завели вполне здоровых крысят.

По нашим наблюдениям, в глубине мозга новая ткань развивается лучше, чем на его поверхности. Питание она получает от кровеносных сосудов или жидкости мозга. Нейроны ее имеют вполне нормальный вид; у них много разветвляющихся отростков. Между ними и нейронами соседней ткани — полный контакт: нет ни рубцов, ни признаков иммунной реакции. Пересаженные нейроны устанавливают связь даже с отдаленными нейронами мозга хозяина и сохраняют жизнеспособность до конца опыта, то есть в течение года. За это время их размер и масса сильно возрастают. Развиваются они всегда соответственно своему происхождению: из зачатка коры в любом месте мозга вырастают пирамидные и звездчатые нейроны коры, из мозжечка — свойственные мозжечку мелкие зернистые клетки, из среднего мозга — характерные для него ядра и белое вещество.

Сильная дистрофия, которую испытывают нейроны крыс, перенесших кислородное голодание, не препятствует развитию пересаженных участков. Можно предполагать, что и в других случаях дистрофии нейронов подобная пересадка будет успешной. У здорового животного на каждую тысячу нейронов коры больших полушарий приходится около 40 погибших нервных клеток. Через 3 месяца после гипоксии их становится 369. В опыте же, сочетающем гипоксию с пересадкой, количество погибших клеток уменьшается до 249. Это происходит благодаря усилению компенсаторно-восстановительных процессов в нервной ткани мозга.

В других опытах мы изучали возможность консервации ткани мозга. Оказалось, что замороженная до минус 70 градусов по Цельсию ткань мозга крысиных эмбрионов после многодневного хранения и пересадки сохраняет свою жизнеспособность и хорошо развивается в мозге животного. Нормализуется и состояние дистрофированных нейронов.

Как свежие, так и замороженные эмбриональные нейроны благоприятно действуют на ткани мозга. Устанавливая тесные связи с другими нейронами, они включаются в регулирование мозговых функций. Благодаря этому появляется возможность нормализовать не только дистрофированные нейроны, но и деятельность мозга вообще.

Это во-первых. А во-вторых, во время операции из пересаживаемой ткани и оперируемого мозга выделяются активные стимулирующие вещества. Они действуют на здоровые и дистрофированные нейроны и улучшают их деятельность. Эффективность трансплантации мозговой ткани раскрывает широкие перспективы для разработки ряда фундаментальных проблем биологии и медицины, в том числе и принципиально новых методов лечения некоторых нервных и психических заболеваний.

Автор: Л. Полежаев.