Нейрогенез: природа, терапевтические возможности и способы регуляции.

Нейрогенез — это многоступенчатый процесс образования новых нервных клеток в уже зрелой центральной нервной системе. На протяжении веков считалось, что новые нервные клетки не появляются в организме взрослого человека, и до сих пор можно услышать выражение «нервы не восстанавливаются». Объяснялось это многими аргументами, развеять которые не представлялось возможным из-за отсутствия достаточно точных и достоверных приборов. Однако ученые работали над этим еще с 60-х годов 20-ого века, придя к успеху лишь к концу века.
Открытие нейрогенеза перевернуло, казалось бы, устоявшееся представление людей о нервной системе. До сих пор нейрогенез является предметом исследований [1, 2, 3, 4, 5, 6] и мы знаем уже достаточно много о его природе и способах влияния на него, об этом и будет наша статья.

Нейрогенез, как и большинство процессов в нашем организме зависит от определенных факторов: какие-то его угнетают, например: стресс, старение, воздействие глюкокортикоидов, глутамата, воспалительные процессы в организме, плохой образ жизни, воздействие радиации, другие – стимулируют, например: физические и умственные упражнения, прием антидепрессантов, влияние эстрогенов, хорошей экологии. Существует множество исследований, как повлияет на нейрогенез то или иное вещество, образ жизни и прочие факторы. Например, доказана эффективность канабиноидов  [7] как стимуляторов роста новых нейронов в гиппокампе, что позитивно сказывается на состоянии мозга.

Нельзя говорить о таком сложном, как с точки зрения биологии и медицины, так и для понимания в целом, процессе без знания истории открытия и теоретического его обоснования. С историей вы уже знакомы, а разобраться с теорией вам поможет следующая схема нейрогенеза:

Описание схемы: Покоящиеся нервные предшественники  после активации цитокинами, ростовыми или иными факторами начинают делиться асимметричным митозом с образованием в базальной части делящегося нервного предшественника. Он, в свою очередь дважды поделившись, выходит из клеточного цикла и становится постмитотическим нейробластом. Именно на этой стадии погибает большинство клеток. Оставшиеся превращаются в нейробласты второго порядка и затем в незрелые нейроны, мигрирующие в гранулярный слой, где завершается их созревание. Полное превращение нервной стволовой клетки в функциональный нейрон занимает около месяца.
Необходимо отметить, что в данный момент известно множество методов исследования нейрогенеза, и, научные исследования влияния различных факторов на него являются достаточно достоверными, чтобы мы обратили наше внимание на их заключения.

РЕГУЛЯЦИЯ НЕЙРОГЕНЕЗА

Уровень новообразования нервных клеток может меняться под воздействием множества факторов. Некоторые из них мы уже упомянули выше, и теперь, со знанием теоретической основы, можем погрузиться глубже в эту сложную тему.
Хотя в целом результат воздействия многих факторов можно предугадать, механизм их воздействия, а также влияние их комбинаций требуют изучения — как для выстраивания правильной общей профилактики, так и для лечения конкретных заболеваний. Среди позитивных факторов особенно эффективным является обогащенная среда – комплекс условий, среди которых отсутствие избыточного стресса, полноценное питание, сон, достаточный уровень социальной составляющей, здоровый образ жизни и прочее. По различным данным, нахождение в течение даже небольшого количества времени в такой среде стабильно и значимо повышает уровень нейрогенеза, причем увеличение может быть даже пятикратным — в зависимости от возраста, состояния здоровья и других параметров. Открытым остается вопрос, какое из составляющих имеет такой ярко выраженный эффект – физическая или исследовательская активность. Исследование подобного рода тонких вопросов приближает нас к изобретению лекарств от множества болезней, так или иначе связанных с нервной системой человека.
В качестве доказательства можно ознакомиться с исследованием на мышах: Подопытных мышей в течение 2 месяцев содержали в защищенном пространстве в условиях биологической станции (на лесной поляне, что в данном случае – обогащенная среда), контрольная группа содержалась в стандартных лабораторных условиях. У животных экспериментальной группы было отмечено увеличение числа возбуждающих и тормозных синапсов по сравнению с контрольной группой. Этот эксперимент показывает, что условия окружающей среды способны благоприятно влиять на морфологию и функцию ЦНС грызунов, помещенных в обогащенную среду. Содержание животных в условиях социальной изоляции в лабораторных условиях, напротив, выступало в качестве отрицательного регулятора нейрогенеза. Более того, помещение животных в условиях обогащенной среды после ишемии мозга способствовало усилению регенерации в нейрогенных зонах мозга.
Как известно, на нейрогенез может влиять не только образ жизни и прочие естественные составляющие, но и биологически активные вещества, попавшие в организм неестественным образом. В многочисленных экспериментах над животными применяли не только изменение их среды обитания, но и пробовали вводить им определенные соединения. Результаты подтверждают предположения – нейрогенез можно регулировать используя инъекции специальных веществ, но помешать их эффективности может отсутствие у человека рецепторов к каким-то из них.
С возрастом у человека понижается скорость нейрогенеза, что раньше считалось необратимым процессом. Новые знания о нейрогенезе утверждают, что этот процесс можно регулировать. Однако пока что не все плоды этих новых знаний нашли применение на практике. Например, инъекции веществ, способствующих восстановлению нейрогенеза в некоторых случаях считаются слишком радикальным методом лечения. В данный момент принято предлагать пациентам подвергаться позитивно влияющим на нейрогенез факторам, таким как: увеличение умственной и физической активности, правильное питание, избегание стрессовых ситуаций, избавление от пагубных привычек и прочее.

АКТУАЛЬНОСТЬ НЕЙРОГЕНЕЗА В ТЕРАПИИ

Существует ряд болезней, напрямую связанных с нейрогенезом, и его регуляция может играть ключевую роль в их лечении. Например, при ишемическом инсульте, дегенеративных заболеваниях ЦНС и др.
Помимо небольшого количества погибших в первые минуты возникновения инсульта клеток мозга (спасти которые не представляется возможным), в зоне риска оказываются и окружающие их нейроны, сохраняющие жизнедеятельность до нескольких часов и называющиеся зоной полутени ишемии. Именно благодаря нейрогенезу появляются новые нейроны, мигрирующие в эту зону. Эксперименты показывают, что введение животным, подвергшимся искусственно вызванному инсульту, препаратов, стимулирующих нейрогенез, значительно уменьшает риск смерти и неврологические последствия. Исследования утверждают, что предшественники нейронов, в головном мозге, инициируют компенсаторный ответ на инсульт, который приводит к образованию новых нейронов, а введение факторов роста может усилить его [8].

Некоторые стимуляторы нейрогенеза нашли применение в лечении болезни Альцгеймера. К сожалению нельзя уверенно говорить о полном избавлении от болезни Альцгеймера только с помощью методов, регулирующих нейрогенез, так как, с точки зрения природы возникновения, это заболевание признано мультифакторным. Но исследования на животных моделях и гуманизированных трехмерных системах подтверждают, что усиленный нейрогенез может противодействовать патологическим процессам [9].

На данный момент некоторые антидепрессанты, применяемые при лечении клинической депрессии, играют роль регуляторов нейрогенеза. При депрессии отмечают уменьшение объема гиппокампа, а после курса антидепрессантов объем его восстанавливается, что свидетельствует о связи нейрогенеза с депрессией. Предполагают, что в основе депрессии лежит хронический стресс, который, как известно негативно влияет на нейрогенез. Поэтому целесообразно исследовать возможность применения регуляторов нейрогенеза в терапии депрессии [10].

Существуют терапевтические стратегии при болезни Паркинсона, основанные на модуляции нейрогенеза у взрослых [11].

Почему стимуляция нейрогенеза так актуальна для пациентов, страдающих рассеянным склерозом: изменения, наблюдаемые в мозге непосредственно после острого воспаления представляют собой снижение/выпадение функции пораженной зоны, повреждение работы зон, функционально связанных с пострадавшей зоной. В последующем, параллельно с локальной реорганизацией поврежденной ткани, наблюдается реактивация прилегающих регионов для замещения поврежденных клеток и начинается привлечение функционально взаимосвязанных сетей и формирование новых связей [12]

Существует и возможность регенерации поврежденных аксонов. По определению аксональная регенерация может включать следующее:
1)поврежденные аксоны формируют новые отростки непосредственно в месте повреждения;
2) распространяются за очаг для достижения денервированной зоны;
3) интегрируются в функциональные нейрональные схемы [13]

Исследования подтверждают, что активация нейрогенеза  является потенциальной возможностью для нормализации нарушений у пациентов с РС [14].

СТИМУЛЯЦИЯ НЕЙРОГЕНЕЗА

Нейрогенез выполняет важную адаптационную функцию, влияя на способности человека к обучению, запоминанию, на его эмоциональную реакцию, помогая нервной системе сохранять пластичность, изменяться и перестраиваться под новые условия и задачи.
Его скорость изменяется под действием множества факторов и в наших силах ее увеличить без использования медикаментов и хирургии, достаточно специальных упражнений, среди которых любой человек сможет найти подходящее лично ему.
Первое – чтение книг, которые заставляют задуматься и проанализировать прочитанное. В качестве примера : «Анатомия Человека» Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И.. Сложность фраз, с помощью которых автор излагает материал, заставит вас думать над каждым предложением, а это именно то, что нам и нужно.

Не стоит забывать о физической активности. Известное выражение «Движение – это жизнь» коснулось даже такой сложной медицинской темы и как нельзя лучше описывает следующий совет: Двигайтесь в меру ваших возможностей – физическая активность благотворно влияет на нейрогенез. Прогулки на свежем воздухе, зарядка по утрам, правильный распорядок дня и занятие активными видами спорта в сочетании с другими факторами способствуют нейрогенезу.

Исследования показали, что у мышей, лишенных коммуникации с сородичами, нейрогенез шел медленнее, а это значит только одно – для поддержания его скорости на должном уровне нам не обойтись без живого общения. Это полезно как для нейрогенеза, так и для развития множества других умений, развить которые по-другому просто невозможно. Так же стоит заняться изучением новых слов или даже языков, эффект гарантирован.

Следующее упражнение – игра в настольные игры, например монополии, паззлы, шахматы, шашки. Подойдут любые игры и занятия, в которых нужно задумываться над своими действиями.

Наш мозг обладает замечательным свойством рационализировать наши действия и минимизировать затраты на них, что приводит к образованию устоявшихся паттернов поведения в определенных ситуациях: мы чистим зубы, завязываем шнурки, моем посуду и выполняем прочие монотонные повседневные процедуры по уже созданным нашим мозгом шаблонам. Суть этого упражнения заключается в создании новых, отличающихся от стандартных, шаблонов для повседневных активностей: попробуйте чистить зубы и завязывать шнурки другой рукой, ходить на работу другим маршрутом, печатать только одной рукой и так далее.

Существует простое упражнение, предлагающее вам представить в деталях внешность какого-либо из знакомых вам людей или предмета. Такая активность мозга так же способствует нейрогенезу. После этого упражнения можно представленный образ нарисовать, это тоже полезно.

Перед вами слова, написанные разными цветами, ваша задача – назвать цвет каждого слова по порядку. Может показаться, что это легко, но стоит попробовать, и вы заметите, что очень трудно не сбиться.

И последнее по порядку, но не по значению – ассиметричная гимнастика. Это – комплекс упражнений на координацию конечностей. Например: одной рукой водить по животу вкруговую, а другой рукой – похлопывать ладонью по голове, потом менять руки. Со временем выполнять такие упражнения становится легко, тогда можно усложнить их, добавив чтение скороговорки или перемещение ног вперед-назад по очереди, хлопки между сменой рук и прочее. Вариаций множество, а суть одна – улучшение нейрогенеза.

А эта замечательная подборка упражнений вам в помощь