Нервная система является самой сложной и мало изученной частью нашего организма. Она состоит из 100 миллиардов клеток – нейронов, и глиальных клеток, которых примерно в 30 раз больше. К нашему времени ученым удалось изучить только 5% нервных клеток. Все остальные пока загадка, которую медики стараются разгадать любыми методами.
Нейрон: строение и функции
Нейрон – главный структурный элемент нервной системы, эволюционировавший с нейроефекторных клеток. Функция нервных клеток заключается в ответе на раздражители сокращением. Это клетки, которые способны передавать информацию с помощью электрического импульса, химическим и механическим путями.
За исполняющими функциями нейроны бывают двигательными, чувствительными и промежуточными. Чувствительные нервные клетки передают информацию от рецепторов в головной мозг, двигательные – к мышечным тканям. Промежуточные нейроны способны выполнять и ту, и другую функции.
Анатомически нейроны состоят из тела и двух типов отростков – аксонов и дендритов. Дендритов зачастую есть несколько, их функция в улавливании сигнала от других нейронов и создании связей между нейронами. Аксоны предназначены для передачи того самого сигнала на другие нервные клетки. Снаружи нейроны покрыты специальной оболочкой, из специального белка – миелина. Он склонен к самообновлению на протяжении всей человеческой жизни.
Как же выглядит передача того самого нервного импульса
? Представим, что Вы взялись рукой за горячую ручку сковороды. В тот момент реагируют рецепторы, находящиеся в мышечной ткани пальцев рук. С помощью импульсов, они посылают информацию в главный мозг. Там информация «переваривается» и формируется ответ, который отправляется обратно к мышцам, субъективно проявляясь чувством жжения.
Нейроны, восстанавливаются ли они?
Еще в детстве нам мама говорила: береги нервную систему, клетки не восстанавливаются. Тогда такая фраза звучала как то пугающе. Если клетки не восстанавливаются, что же делать? Как уберечься от их гибели? На такие вопросы должна бы ответить современная наука. В общей сложности не все так плохо и страшно. Весь организм имеет большие возможности восстановления, почему же нервные клетки не могут. Ведь после черепно-мозговых травм, инсультов, когда идет существенное повреждения тканей мозга, он как то возвращает себе утраченные функции. Соответственно в нервных клетках, что-то происходит.
Еще при зачатии в организме «программируется» отмирание нервных клеток. Некоторые исследования говорят о гибели 1% нейронов в год
. В таком случае лет за 20, мозг износился бы вплоть до невозможности человеком выполнять самые простые вещи. Но так не происходит, и мозг способен полноценно функционировать к глубокой старости.
Сначала ученые проводили исследование восстановления нервных клеток у животных. После повреждения мозга у млекопитающих, оказалось, что имеющиеся нервные клетки разделились пополам, и образовалось два полноценных нейрона, в итоге функции мозга восстановились. Правда, такие способности обнаружили только в молодых животных. В старых млекопитающих увеличения клеток не произошло. В дальнейшем опыты проводили на мышах, их запускали в большой город, тем самым заставляя искать выход. И заметили интересную вещь, количество нервных клеток у подопытных мышей увеличилось, в отличие от тех, которые жили в обычных условиях.
Во всех тканях организма, восстановление происходит путем деления существующих клеток
. После проведение исследований нейрона, медики твердо заявили: нервная клетка не делится. Однако это ничего не значит. Новые клетки могут образоваться путем нейрогенеза, который начинается во внутриутробном периоде и продолжается всю жизнь. Нейрогенез – это синтез новых нервных клеток с предшественников – стволовых клеток, которые в последующем мигрируют, дифференцируются и превращаются в зрелые нейроны. Впервые сообщение о таком восстановлении нервных клеток появилось еще в 1962 году. Но оно ничем не подкреплялось, соответственно не имело никакого значения.
Примерно двадцать лет назад, новые исследования показали, что нейрогенез существует в мозге . У птиц, начинавших много петь весной, количество нервных клеток возрастало вдвое. После завершения певчего периода, количество нейронов опять уменьшалось. В дальнейшем было доказано, что нейрогенез может происходить только в некоторых участках мозга. Одним из них является область вокруг желудочков. Вторым — гиппокамп, расположенный возле бокового желудочка мозга, и отвечающий за память, мышление и эмоции. Поэтому способность запоминать и размышлять, изменяются в течение жизни, вследствие воздействия разных факторов.
Как видно из вышесказанного, хоть мозг на 95% еще не изучен, имеются достаточно фактов, подтверждающих, что нервные клетки восстанавливаются.
У человека насчитывается больше ста миллиардов нейронов. Каждый из них состоит из отростков и тела - как правило, из нескольких дендритов, коротких и разветвленных, и одного аксона. Посредством отростков осуществляется контакт нейронов друг с другом. При этом формируются круги и сети, по которым происходит циркуляция импульсов. С давних времен ученых волнует вопрос, восстанавливаются ли нервные клетки.
В течение всей жизни в мозг теряет нейроны. Эта гибель запрограммирована генетически. Однако в отличие от прочих клеток, они не имеют способности делиться. В таких случаях начинает действовать другой механизм. Функции потерянных клеток начинают выполнять близлежащие, которые, увеличиваясь в размерах, начинают формировать новые связи. Таким образом, компенсируется бездействие погибших нейронов.
Ранее было принято считать, что не восстанавливаются. Однако это утверждение опровергается современной медициной. Несмотря на отсутствие способности к делению, нервные клетки восстанавливаются и развиваются в мозге даже взрослого человека. Кроме того, нейроны могут регенерировать потерянные отростки и связь с прочими клетками.
Самое значительное скопление нервных клеток располагается в головном мозге. За счет отходящих многочисленных отростков формируются контакты с соседними нейронами.
Черепные, вегетативные и спинномозговые окончания и нервы, обеспечивающие проведение импульсов к тканям, внутренним органам и конечностям, образуют периферическую часть
В здоровом организме является системой слаженной. Однако если в сложной цепи одно из звеньев перестает выполнять свои функции, может страдать все тело. Тяжелые мозговые поражения, сопровождающие болезнь Паркинсона, инсульт, приводят к ускоренной потере нейронов. В течение многих десятилетий ученые пытаются ответить на вопрос, как нервные клетки восстанавливаются.
Сегодня известно, что зарождение нейронов в мозге взрослых млекопитающих может осуществляться при помощи особых стволовых клеток (так называемых нейрональных). На данный момент установлено, что нервные клетки восстанавливаются в субвентрикулярной области, гиппокампе (зубчатой извилине) и коре мозжечка. В последнем участке отмечается наиболее интенсивный нейрогенез. Мозжечок участвует в приобретении и сохранении информации о навыках автоматизированных и бессознательных. Например, разучивая движения танца, человек постепенно перестает задумываться о них, совершая их автоматически.
Наиболее интригующим ученые считают регенерацию нейронов в зубчатой извилине. В этой области происходит рождение эмоций, хранение и обработка пространственной информации. Ученым пока не удалось до конца разобраться, как образованные вновь нейроны воздействуют на воспоминания уже сформированные, и каким образом происходит их взаимодействие со зрелыми нейронами в этом отделе мозга.
Ученые отмечают, что нервные клетки восстанавливаются в тех зонах, которые отвечают непосредственно за выживание в физическом плане: ориентацию в пространстве, по запаху, образование двигательной памяти. Формирование проходит активно в молодом возрасте, во время роста мозга. При этом нейрогенез связан со всеми зонами. По достижению зрелого возраста развитие мыслительных функций осуществляется за счет перестройки между нейронами контактов, но не вследствие образования новых клеток.
Следует отметить, что ученые продолжают поиски ранее неизвестных очагов нейрогенеза, даже несмотря на несколько довольно неудачных попыток. Данное направление имеет актуальность не только в фундаментальной науке, но и прикладных исследованиях.
Как говорил герой Леонида Броневого, уездный доктор: «голова - предмет тёмный, исследованию не подлежит… ». Компактное скопление нервных клеток, называемое мозгом, хотя и давно исследуется нейрофизиологами, но ответов на все вопросы, связанные с функционированием нейронов ученые получить еще не смогли.
Суть вопроса
Некоторое время назад – вплоть до 90-х годов прошлого века, считалось, что количество нейронов в организме человека имеет постоянную величину и при утрате восстановить поврежденные нервные клетки мозга невозможно. Отчасти это утверждение действительно верно: во время развития эмбриона природой закладывается огромный резерв клеток.
Новорождённый ребенок еще до рождения теряет в результате запрограммированной клеточной гибели – апоптоза, практически 70% из сформировавшихся нейронов. Гибель нейронов продолжается в течение всей жизни.
Начиная с тридцатилетнего возраста этот процесс активизируется – человек ежедневно теряет до 50000 нейронов. В результате таких потерь мозг старого человека уменьшается примерно на 15% по сравнению с его объемом в юности и зрелых годах.
Характерно, что это явление ученые отмечают только у человека – у других млекопитающих, и в том числе и приматов, возрастного уменьшения мозга, и как следствие, старческого слабоумия не наблюдается. Возможно, это связано с тем, что животные в природе не доживают до преклонных лет.
Ученые считают, что старение мозговой ткани – естественный процесс, заложенный природой, и является следствием приобретенного человеком долголетия. На работу мозга тратится очень много энергии организма, поэтому когда в повышенной активности необходимость отпадает, природа уменьшает энергопотребление мозговой ткани, расходуя энергию на поддержание других систем организма.
Эти данные действительно подтверждают расхожее выражение, что нервные клетки не восстанавливаются. А зачем, если организму в нормальном состоянии нет необходимости восстанавливать погибшие нейроны – имеется запас клеток, с избытком рассчитанный на всю жизнь.
Наблюдение за пациентами, страдающими болезнью Паркинсона, показали, что клинические проявления заболевания проявляются, когда погибнет почти 90% нейронов среднего мозга, отвечающего за управление движениями. При гибели нейронов их функции берут на себя соседние нервные клетки. Они увеличиваются в размерах и формируют новые связи между нейронами.
Так что, если в жизни человека «…все идет по плану» , нейроны, теряемые в генетически заложенных количествах, не восстанавливаются – в этом просто нет необходимости.
Точнее, образование новых нейронов происходит. На протяжении всей жизни вырабатывается постоянно некоторое количество новых нервных клеток. Мозг приматов, в том числе и человека, производит несколько тысяч нейронов каждый день. Но естественная убыль нервных клеток все же значительно больше.
Но план может и нарушиться. Может произойти массовая гибель нейронов. Конечно, не из-за отсутствия положительных эмоций, а, например, в результате механических повреждений при травмах. Вот тут-то и вступает в действие способность к регенерации нервных клеток. Исследования ученых доказывают, что возможна пересадка тканей мозга, при которой не только не отторгается трансплантат, — внесение донорских клеток приводит к восстановлению нервной ткани реципиента.
Прецедент Тери Уоллиса
Кроме опытов над мышами, в качестве доказательства для ученых может служить случай с Терри Уоллисом, проведшим в коме после сильной автомобильной аварии двадцать лет. Родственники отказались отключить Терри от аппаратов жизнеобеспечения, после того, как медики диагностировали вегетативное состояние.
После двадцатилетнего перерыва Терри Уоллис пришел в сознание. Сейчас он уже может произносить осмысленные слова, шутить. Постепенно восстанавливаются и некоторые двигательные функции, хотя это осложняется тем, что за столь долгое время бездействия у мужчины атрофировались все мышцы тела.
Исследования мозга Терри Уоллиса, проводимые учеными, демонстрируют феноменальные явления: мозг Терри выращивает новые нервные структуры взамен утраченных при аварии.
Причем новые образования имеют форму и местоположение, отличные от обычных. Похоже, мозг выращивает новые нейроны там, где ему удобнее, не пытаясь восстановить утраченные при травме. Эксперименты, проведенные с больными, находящимися в вегетативном состоянии, доказали, что пациенты способны отвечать на вопросы и реагировать на просьбы. Правда, зафиксировать это можно только по активности мозговой системы при помощи магниторезонансной томографии. Это открытие может в корне перевернуть отношение к пациентам, впавшим в вегетативное состояние.
Увеличению количества погибающих нейронов может способствовать не только экстремальные ситуации вроде черепно-мозговых травм. Стрессы, неправильное питание, экология – все эти факторы могут увеличивать количество нервных клеток, теряемых человеком. Состояние стресса снижает и образование новых нейронов. Стрессовые ситуации, пережитые во время внутриутробного развития и в первое время после рождения, способны вызвать снижение количества нервных клеток в будущей жизни.
Как восстановить нейроны
Вместо того чтобы задаваться проблемой, можно ли вообще восстановить нервные клетки, может быть, стоит решить – а стоит ли? В докладе профессора Г.Хютера на Всемирном конгрессе психиатров рассказывалось о наблюдении над послушницами монастыря в Канаде. Многим наблюдавшимся женщинам было более ста лет. И все они демонстрировали отличное психическое и умственное здоровье: в их мозгу не было обнаружены характерных старческих дегенеративных изменений.
По мнению профессора, для сохранения нейропластичности – способности к мозговой регенерации, способствуют четыре фактора:
- прочность социальных связей и доброжелательное отношение с близкими;
- способность к обучению и реализация этой способности на протяжении всей жизни;
- равновесие между желаемым и имеющимся в реальности;
- устойчивое мировоззрение.
Все эти факторы как раз и имелись у монахинь.
В современном мире, полном стрессов, эмоционального и умственного напряжения, а также тяжёлого труда, головной мозг человека испытывает невероятные нагрузки, которые порой выливаются в различные заболевания. Выражение «нервные клетки не восстанавливаются» знакомо каждому с раннего детства, однако, истина ли это? Вопрос: Восстанавливаются ли нервные клетки? — весьма спорный и на него можно уверенно ответить как «да», так и «нет».
Учёные лишь сравнительно недавно выяснили, почему нервные клетки не восстанавливаются. Это происходит из-за гена деления, который в нейронах и клетках сердечной мышцы находится в неактивном состоянии. Любые другие ткани человеческого организма способны при помощи деления замещать погибших или ослабленных собратьев, особенно это касается кроветворных клеток и клеток эпителия, а головной мозг человека – нет.
Это вполне логично обоснованно, ведь кожа, кровь, мышечная ткань, ткани кишечника, печени и многие другие – расходные материалы организма, которые тратятся при ушибах, ранах, во время выполнения своих функций и под действием окружающей среды. Их способность восстанавливаться крайне необходима для сохранения жизнедеятельности организма.
Головной мозг и сердце человека, напротив, самые защищённые органы, на которых практически не действуют внешние факторы окружающей среды, и если бы они могли восстанавливаться путём деления клеток, то разрастались до невероятных размеров и форм, что не может привести ни к чему хорошему. К тому же при серьёзном повреждении одного из наиважнейших органов, остальной организм погибнет в ближайшие минуты, и, пока сердце или мозг заживут, функционировать им будет уже не для кого.
Организмом при рождении закладывается требуемое количество нейронов, которое увеличивается до нужного во время роста ребёнка.
Именно поэтому необходимо стараться максимально развивать детей как умственно, так и физически, главное, делать это грамотно, чтобы предполагаемая польза не превратилась во вполне реальный вред. Из этой особенности также родилась теория, что человек использует лишь 10% своего головного мозга, а остальные находятся в неактивном состоянии. Однако, не первая, ни вторая пока не нашли достаточного научного доказательства.
Почему нервные клетки гибнут
Несмотря на то что нервная система человека надёжно защищена, нервные клетки всё же гибнут. Это происходит по многим причинам, в которых виноват сам человек.
Самая большая гибель нервных клеток происходит естественным путём у человеческого зародыша, так как при эмбриогенезе их образуется огромный переизбыток, который до рождения гибнет примерно на 70% от общего количества. Остаётся только необходимое для существования число.
Во вторую очередь чаще всего гибнут клетки периферической нервной системы, что происходит из-за различных травм кожи и других тканей, различных воспалений.
Многие инфекционные, генетические и заболевания, вызванные необратимыми последствиями отрицательных воздействий, уничтожают именно нервную систему человека. К таким заболеваниям относят энцефалит, менингит, черепно-мозговые травмы, сильное термическое воздействие окружающей среды как теплом, так и холодом, естественные скачки температуры организма во время болезней, нейродегеративные необратимые расстройства – болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Гентингтона и множество других.
Однако, процент естественных причин гибели мозга довольно мал, по сравнению с самоубийственным влиянием самого человека. Сейчас люди окружили себя таким огромным количеством токсических веществ, что невольно диву даёшься, как человечество, вообще, не вымерло.
Головной мозг и периферическую нервную систему человека с превеликой радостью уничтожают алкоголь, курение, наркотики, лекарственные препараты, консерванты и пищевые химические вещества, пестициды и бытовая химия, гипоксия, вызванная повышенным содержанием углекислого газа в атмосфере, стрессовые воздействия и др.
Если с убийственным влиянием травм и химии всё понятно, то стрессовое влияние многие люди не признают всерьёз. Особенно это касается малообеспеченных слоёв населения, которые считают рассуждения об опасности стресса уделом капризного, привыкшего к комфорту богатого социального класса.
При опасности надпочечниками выделяется кортизол и адреналин, призванные усилить скорость работы головного мозга и реакций периферической нервной системы для решения проблемы и спасения всего организма. При кратковременном стрессе гормоны успевают сделать свою работу и выводятся из крови. Постоянное же стрессовое напряжение порождает избыток гормонов в крови, что вызывает перенапряжение и «сгорание» нейронов. К тому же беспрерывные электрические сигналы, при помощи которых нервные клетки передают информацию, могут накапливаться и полностью сбоить всю тонкую структуру. Даже небольшой, но постоянный стресс может привести к серьёзным последствиям, так как его гормоны даже в минимальном количестве не позволяют клеткам головного мозга возвращаться в состояние покоя, что очень быстро их изнашивает. Гормоны стресса выводятся очень медленно, и порою для полного очищения организма не хватает даже дней, а тем более не нескольких часов ночного сна.
Правда ли, что нервные клетки не восстанавливаются
Вопрос, правда ли, что нервные клетки не восстанавливаются, всё равно остаётся довольно спорным. Если бы нервная система только отмирала без возможности восстановить свои клетки, то человечество вряд ли выжило, погибая ещё в детском и подростковом возрасте.
Эксперименты, приводимые на червях и насекомых, показали, что у них нервные клетки способны делиться, правда, не способны выполнять умственные нагрузки.
У млекопитающих клетки мозга не делятся, но вполне регенерируют новыми, что было замечено при помощи опыта над крысами, чей головной мозг был частично разрушен электрическим током. Новообразовавшиеся клетки были выявлены при помощи специального радиоактивного вещества, которое впитывается только новообразованными нейронами.
С певчими птицами ещё более интересна история. Учёными было замечено, что каждый брачный сезон у одной и той же певчей птицы, находящейся в изоляции от других птиц и издаваемых ими звуков, появляются новые трели и пение становится намного красивее. При детальном изучении, оказалось, что от повышенной эмоциональной нагрузки во время брачного периода у птиц погибает очень много клеток головного мозга, которые прекрасно замещаются новыми, периодически обновляя весь головной мозг.
У людей тоже нервные клетки восстанавливаются определёнными способами. У пациента, пережившего операцию, теряется чувствительность области разреза, которая восстанавливается через большой промежуток времени. Это объясняется нарушением нейронных связей между нервными клетками, которые осуществляются при помощи аксонов – специальных отростков невероятной длины для передачи импульса. Аксон одной клетки способен достигать 120 см в длину, что поистине впечатляет, ведь средний рост человека 1,5 – 2 метра. Если представить, сколько в организме нервных клеток и их отростки, то получится удивительная картина сложнейшей запутанной нервной системы, оплетающей весь организм и каждую его клеточку. При нарушении связей, нейроны очень медленно, но довольно легко образуют другие, отращивая новые отростки. По такому принципу иногда восстанавливается чувствительность конечностей или некоторые функции организма, утраченные в результате тяжёлой физической травмы.
При некотором поражении головного мозга бывает, что человек теряет память. Её восстанавливают путём возобновления утерянных нейронных связей. Если утеряны не связи, а сами нервные клетки, то новообразованные соединения нервных окончаний способны помочь восстановить общую картину из ещё имеющихся отрезков информации.
Но каждой способности есть свой предел. Нейроны не могут бесконечно отращивать новые связи и без возможности восстановить их количество, человек слишком быстро бы умирал, терял рассудок и чувствительность.
Процесс нейрогенеза у человека осуществляется только двумя способами:
- Первый способ – новые нейроны в очень маленьком количестве вырабатываются в головном мозге. Это количество настолько мало, что не способно даже заменить клетки, умирающие естественным путём.
- Второй способ – естественная регенерация нервной ткани из стволовых клеток организма. Стволовые клетки – особые клетки без квалификации, способные только один раз перестраивается в любые клетки хозяина. Они в довольно большом количестве находятся в костном мозге и, закладываясь ещё на уровне эмбриона, сами не способны делиться. Не многие знают, что ткани организма не способны к бесконечному делению: каждая клетка может делиться только определённое количество раз.
Стволовые клетки начинают использоваться при больших повреждениях тканей или при небольшом остатке способных к делению специализированных клеток, значительно продляя жизнь человека.
Современная наука работает над способами пересадки стволовых клеток, полученных из нерождённых младенцев на ранних сроках беременности. Стволовые клетки не имеют никаких определяющих принадлежность к определённому человеку признаков, поэтому не отторгаются реципиентом и продолжают исправно выполнять свои функции как родные. Сравнительно недавно был настоящий бум по пересадке стволовых клеток для оздоровления и омоложения организма, однако, несмотря на сногсшибательный эффект, мода очень быстро прошла из-за невероятного процента заболеваемости раком у людей, получивших дозу живительной вакцины. Наука пока не может выяснить перерождаются ли пересаженные стволовые клетки в раковые или рак провоцирует их избыточное количество, а, может, влияют какие-то иные факторы. Это также зависит об отсутствии достаточной информации о самой болезни.
Третий способ наукой пока не зарегистрирован и находится на фазе эксперимента. Его суть заключается в пересадке РНК животных со способными к делению нейронами человеку, чтобы передать ему эту способность. Но пока эксперимент находится на стадии теоретического рассмотрения и возможные побочные эффекты не выявлены.
Так что есть истина
Учитывая все факторы, касающиеся гибели нейронов нервной системы человека и способы восстановления их количества, на вопрос восстанавливаются ли нервные клетки человека, учёные отвечают скорее нет, чем да.
Загрузка...