Нерв клеткалары калыбына келтирилет

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

«Нерв клеткалары калыбына келбейт» деген популярдуу сөздү ар бир адам бала кезинен бери өзгөрүлгүс чындык катары кабыл алат. Бирок бул аксиома мифтен башка эч нерсе эмес жана жаңы илимий маалыматтар аны жокко чыгарат.

Жаратылыш өнүгүп келе жаткан мээде коопсуздуктун өтө жогорку чегин түзөт: эмбриогенез учурунда нейрондордун чоң көлөмү пайда болот. Алардын дээрлик 70%ы бала төрөлө электе чарчап калышат. Адамдын мээси төрөлгөндөн кийин, өмүр бою нейрондорун жогото берет. Бул клетканын өлүмү генетикалык жактан программаланган. Албетте, бир гана нейрондор эмес, дененин башка клеткалары да өлөт. Бардык башка кыртыштар гана жогорку регенеративдик жөндөмгө ээ, башкача айтканда, алардын клеткалары бөлүнүп, өлгөндөрдүн ордуна.

Регенерация процесси эң активдүү эпителийдин жана кан түзүүчү органдардын клеткаларында (кызыл жилик чучугунда). Бирок бөлүнүү жолу менен көбөйүү үчүн жооптуу гендер бөгөттөлгөн клеткалар бар. Бул клеткаларга нейрондордон тышкары жүрөк булчуңунун клеткалары кирет. Нерв клеткалары өлүп, жаңыланбаса, адамдар кантип акылын абдан карыганга чейин сактай алышат?

Мүмкүн болгон түшүндүрмөлөрдүн бири: нерв системасында бардык нейрондор бир убакта "иштебейт", бирок нейрондордун 10% гана. Бул чындык популярдуу, атүгүл илимий адабияттарда көп айтылат. Мен бул билдирүүнү ата мекендик жана чет элдик кесиптештерим менен бир нече жолу талкуулоого туура келди. Жана алардын эч кимиси бул көрсөткүч кайдан чыкканын түшүнбөйт. Ар бир клетка бир эле учурда жашайт жана "иштейт". Ар бир нейрондо зат алмашуу процесстери дайыма болуп турат, белоктор синтезделет, нерв импульстары пайда болот жана берилет. Ошондуктан, «эс алуу» нейрондорунун гипотезасын таштап, нерв системасынын касиеттеринин бирине, тактап айтканда, анын өзгөчө пластикалуулугуна кайрылалы.

Пластиктиктин мааниси өлгөн нерв клеткаларынын функцияларын алардын аман калган "кесиптештери" ээлеп, алардын көлөмү чоңоюп, жоголгон функцияларын компенсациялоо менен жаңы байланыштарды түзүшөт. Мындай компенсациянын жогорку, бирок чексиз эффективдүүлүгүн нейрондордун акырындык менен өлүшү байкалган Паркинсон оорусунун мисалы менен көрсөтүүгө болот. Көрсө, мээдеги нейрондордун 90%ке жакыны өлмөйүнчө, оорунун клиникалык белгилери (кол-колдун титиреп, кыймылынын чектелиши, туруксуз басуусу, акыл-эсинин бузулушу) байкалбайт, башкача айтканда, адам иш жүзүндө дени сак көрүнөт. Бул бир тирүү нерв клеткасы тогуз өлгөндүн ордун баса алат дегенди билдирет.

Бирок нерв системасынын пластикалуулугу бышкан карылыкка чейин интеллектти сактоого мүмкүндүк берген жалгыз механизм эмес. Жаратылыштын дагы бир жолу бар – бойго жеткен сүт эмүүчүлөрдүн мээсинде жаңы нерв клеткаларынын пайда болушу же нейрогенез.

Нейрогенез боюнча биринчи баяндама 1962-жылы Science деген абройлуу илимий журналда пайда болгон. Макала “Бойго жеткен сүт эмүүчүлөрдүн мээсинде жаңы нейрондор пайда болуп жатабы?” деп аталды. Анын автору, Пердью университетинен (АКШ) профессор Джозеф Альтман электр тогунун жардамы менен келемиштин мээсинин структураларынын бирин (каптал геникулярдык денеси) талкалап, ал жерге жаңыдан пайда болгон клеткаларга кирген радиоактивдүү затты сайган. Бир нече айдан кийин окумуштуу таламуста (алдынкы мээнин бир бөлүгү) жана баш мээнин кабыгында жаңы радиоактивдүү нейрондорду ачкан. Кийинки жети жылдын ичинде Альтман бойго жеткен сүт эмүүчүлөрдүн мээсинде нейрогенез бар экенин далилдеген дагы бир нече изилдөөлөрдү жарыялады. Бирок, андан кийин, 1960-жылдары, анын иши неврологдор арасында бир гана ишенбөөчүлүктү жаратып, алардын өнүгүшү ээрчиген эмес.

Жыйырма жылдан кийин гана нейрогенез "кайра ачылган", бирок канаттуулардын мээсинде. Көптөгөн сайраган канаттууларды изилдөөчүлөр ар бир жупталуу мезгилинде эркек канарея Serinus canaria жаңы "тизелери" менен ыр ырдаарын байкашкан. Анын үстүнө, ал ырлар өзүнчө жаңыртылгандыктан, жаңы триллдерди өз кесиптештеринен кабыл албайт. Окумуштуулар канаттуулардын мээсинин атайын бөлүгүндө жайгашкан негизги үн борборун деталдуу изилдей башташты жана жупталуу мезгилинин аягында (канарияларда август жана январь айларында болот) канаттуулардын нейрондорунун маанилүү бөлүгүн түзөрүн аныкташты. вокалдык борбор, балким, ашыкча функционалдык жүктөмдөн улам өлдү … 1980-жылдардын ортосунда Рокфеллер университетинин (АКШ) профессору Фернандо Ноттебум бойго жеткен эркек канареяларда нейрогенез процесси үн борборунда тынымсыз жүрөрүн, бирок пайда болгон нейрондордун саны мезгилдик термелүүлөргө дуушар болоорун көрсөтө алган. Канарияларда нейрогенездин туу чокусу октябрь жана март айларында, башкача айтканда жупталуу мезгилинен эки айдан кийин болот. Мына ушундан улам эр канардын ырларынын «музыкалык китепканасы» дайыма жаңыланып турат.

1980-жылдардын аягында ленинграддык окумуштуу профессор А. Л. Поленовдун лабораториясында чоңдор амфибияларда нейрогенез да ачылган.

Нерв клеткалары бөлүнбөсө, жаңы нейрондор кайдан пайда болот? Канаттуулардын да, жерде-сууда жашоочулардын дагы жаңы нейрондорунун булагы мээнин карынчаларынын дубалынан келген нейрондук өзөк клеткалары болуп чыкты. Түйүлдүктүн өнүгүү процессинде дал ушул клеткалардан нерв системасынын клеткалары: нейрондор жана глиалдык клеткалар пайда болот. Бирок баардык клеткалар нерв системасынын клеткаларына айланып кетпейт – алардын айрымдары “жашырынып” канатта күтүшөт.

Жаңы нейрондор бойго жеткен организмдин өзөк клеткаларынан жана төмөнкү омурткалуу жаныбарларда пайда болоору далилденген. Бирок сүт эмүүчүлөрдүн нерв системасында да ушундай процесс болоорун далилдеш үчүн дээрлик он беш жыл талап кылынган.

1990-жылдардын башында неврологиядагы жетишкендиктер чоң келемиштердин жана чычкандардын мээсинде "жаңы төрөлгөн" нейрондордун ачылышына алып келди. Алар көбүнчө мээнин эволюциялык жактан байыркы бөлүктөрүндө табылган: жыт сезүү лампаларында жана гиппокамптын кортексинде, алар эмоционалдык жүрүм-турумга, стресске жооп берүүгө жана сүт эмүүчүлөрдүн жыныстык функцияларын жөнгө салууга жооптуу.

Канаттуулардагы жана төмөнкү омурткалуулардагыдай эле, сүт эмүүчүлөрдө нейрондук клеткалар мээнин каптал карынчаларына жакын жайгашкан. Алардын нейронго айлануусу абдан интенсивдүү. Чоң келемиштерде айына 250 000ге жакын нейрон өзөк клеткаларынан түзүлүп, гиппокамптагы бардык нейрондордун 3% алмаштырат. Мындай нейрондордун өмүрү өтө жогору - 112 күнгө чейин. Нейрондук өзөк клеткалары узак жолду (болжол менен 2 см) басып өтүшөт. Алар ошондой эле жыт сезүүчү лампага көчүп, ал жердеги нейрондорго айлана алышат.

Сүт эмүүчүлөрдүн мээсинин жыт сезүүчү лампалары ар кандай жыттарды кабыл алуу жана алгачкы иштетүү, анын ичинде феромондорду – химиялык курамы боюнча жыныстык гормондорго жакын заттарды таануу үчүн жооптуу. Кемирүүчүлөрдүн жыныстык жүрүм-туруму биринчи кезекте феромондордун өндүрүшү менен жөнгө салынат. Гиппокамп мээ жарым шарларынын астында жайгашкан. Бул татаал түзүлүштүн функциялары кыска мөөнөттүү эс тутумдун калыптанышы, белгилүү бир эмоцияларды ишке ашыруу жана сексуалдык жүрүм-турумдун калыптанышына катышуу менен байланышкан. Келемиштерде жыт сезүүчү лампада жана гиппокампта туруктуу нейрогенездин болушу кемирүүчүлөрдө бул структуралардын негизги функционалдык жүктү көтөрүшү менен түшүндүрүлөт. Ошондуктан алардагы нерв клеткалары көп учурда өлөт, демек, алар жаңыланууга муктаж.

Гиппокамптагы жана жыт сезүүчү лампадагы нейрогенезге кандай шарттар таасир этээрин түшүнүү үчүн Солк университетинен (АКШ) профессор Гейдж миниатюралык шаар курду. Чычкандар ал жерде ойноп, дене тарбия менен машыгып, лабиринттерден чыгуу жолдорун издешчү. Көрсө, “шаардык” чычкандарда жаңы нейрондор виварийдеги күнүмдүк жашоого баткан пассивдүү туугандарына караганда бир топ көп санда пайда болгон.

Уңгу клеткалар мээден алынып, нерв системасынын башка бөлүгүнө көчүрүлүп, нейронго айланат. Профессор Гейдж жана анын кесиптештери ушуга окшош бир нече эксперименттерди жүргүзүштү, алардын ичинен эң таасирдүүсү төмөндөгүлөр болду. Уңгу клеткалары бар мээ кыртышынын бир бөлүгү келемиш көзүнүн талкаланган торчосуна көчүрүлгөн. (Көздүн жарыкты сезгич ички дубалы "нервдик" келип чыгышы бар: ал өзгөртүлгөн нейрондордон - таякчалардан жана конустардан турат. Жарыкты сезгич катмар бузулганда сокурдук пайда болот.) Трансплантацияланган мээ клеткалары торчонун нейронуна айланган., алардын процесстери оптикалык нервге жетип, келемиш кайра көрө баштады! Болгондо да мээнин сөңгөк клеткаларын бүтүн көзгө трансплантациялоодо алар менен эч кандай өзгөрүү болгон эмес. Балким, тордомо чел бузулганда нейрогенезди стимулдай турган кээ бир заттар (мисалы, өсүү факторлору деп аталган) пайда болот. Бирок, бул көрүнүштүн так механизми дагы эле ачык эмес.

Окумуштуулардын алдында нейрогенез кемирүүчүлөрдүн гана эмес, адамдарда да болоорун көрсөтүү милдети турган. Ушул максатта жакында профессор Гейдждин жетекчилиги астында изилдөөчүлөр сенсациялуу иштерди аткарышты. Америкалык онкологиялык клиникалардын биринде айыккыс залалдуу шишиктери бар бейтаптардын тобу бромодиоксиуридин химиотерапевтик препаратын алышкан. Бул зат маанилүү касиетке ээ - ар кандай органдардын жана ткандардын бөлүүчү клеткаларында топтоо жөндөмдүүлүгү. Бромодиоксиуридин энелик клетканын ДНКсына кошулуп, эненин клеткалары бөлүнгөндөн кийин кыз клеткаларында сакталат. Патологиялык изилдөөлөр көрсөткөндөй, бромодиоксиуридинди камтыган нейрондор мээнин дээрлик бардык бөлүктөрүндө, анын ичинде мээнин кабыгында да кездешет. Ошентип, бул нейрондор өзөк клеткасынын бөлүнүшүнөн пайда болгон жаңы клеткалар болгон. Табылга нейрогенез процесси чоң кишилерде да болоорун шартсыз тастыктады. Ал эми кемирүүчүлөрдүн нейрогенези гиппокампта гана пайда болсо, анда адамдарда ал мээнин кеңири аймактарын, анын ичинде мээ кабыгын да басып алат. Акыркы изилдөөлөр чоңдордун мээсинде жаңы нейрондор нейрондук өзөк клеткаларынан гана эмес, кандын өзөк клеткаларынан да түзүлүшү мүмкүн экенин көрсөттү. Бул көрүнүштүн ачылышы илим дүйнөсүндө эйфорияны жаратты. Бирок, 2003-жылдын октябрында "Nature" журналында жарыяланган макала көп жагынан шыктанган акыл-эсти муздаткан. Көрсө, кандын өзөк клеткалары чындап эле мээге кирет, бирок алар нейронго айланбай, алар менен биригип, биннуклеардык клеткаларды пайда кылышат. Андан кийин нейрондун "эски" ядросу талкаланып, анын ордуна кандын өзөк клеткасынын "жаңы" ядросу келет. Чычкандын денесинде кандын өзөк клеткалары негизинен мээнин гиганттык клеткалары - Пуркинье клеткалары менен биригет, бирок бул өтө сейрек кездешет: бүт мээчеде бир нече бириккен клеткалар гана кездешет. Нейрондордун көбүрөөк интенсивдүү биригиши боор менен жүрөк булчуңунда пайда болот. Мунун кандай физиологиялык мааниси бар экени азырынча белгисиз. Гипотезалардын бири кандын өзөк клеткалары өздөрү менен кошо жаңы генетикалык материалды алып жүрөт, ал «эски» мээ клеткасына кирип, анын өмүрүн узартат.

Ошентип, жаңы нейрондор жетилген адамдын мээсинде да өзөк клеткаларынан пайда болушу мүмкүн. Бул көрүнүш буга чейин ар кандай нейродегенеративдик ооруларды (мээдеги нейрондордун өлүмү менен коштолгон оорулар) дарылоодо кеңири колдонулат. Трансплантация үчүн өзөк клеткасынын препараттары эки жол менен алынат. Биринчиси, эмбриондо да, чоңдордо да мээнин карынчаларынын айланасында жайгашкан нейрондук өзөк клеткаларын колдонуу. Экинчи ыкма эмбриондук өзөк клеткаларын колдонуу болуп саналат. Бул клеткалар эмбриондун пайда болушунун алгачкы этабында ички клетка массасында жайгашкан. Алар дененин дээрлик бардык клеткаларына айланууга жөндөмдүү. Эмбриондук клеткалар менен иштөөдөгү эң чоң көйгөй аларды нейронго айландыруу. Жаңы технологиялар муну жасоого мүмкүндүк берет.

Кошмо Штаттардын кээ бир ооруканаларында эмбриондук кыртыштан алынган нейрондук клеткалардын "китепканалары" түзүлүп, бейтаптарга трансплантацияланууда. Трансплантациялоонун алгачкы аракеттери оң натыйжаларды берип жатат, бирок бүгүнкү күндө дарыгерлер мындай трансплантациялардын негизги көйгөйүн чече алышпайт: 30-40% учурларда өзөктүү клеткалардын кеңири көбөйүшү залалдуу шишиктердин пайда болушуна алып келет. Бул терс таасирин алдын алуу үчүн эч кандай ыкма азырынча табылган жок. Бирок ага карабастан, өнүккөн өлкөлөрдүн балээсине айланган Альцгеймер жана Паркинсон сыяктуу нейродегенеративдик ооруларды дарылоодо негизги ыкмалардын бири катары сөңгөк клеткаларды трансплантациялоо болору талашсыз.