Патология структурных элементов нейронов

ПАТОЛОГИЯ НЕЙРОНА

Нарушение проведения возбуждения

Распространение возбуждения по нервному волокну обеспечивается последовательным сочетанием одних и тех же процессов: деполяризацией участка мембраны волокна, входом в этом участке Na+, деполяризацией соседнего участка мембраны, входом в этом участке Na+ и т.д.

При недостаточном входе Na+ нарушается генерация потенциала действия, и проведение прекращается. Такой эффект имеет место при блокаде Na+-каналов местными анестетиками (новокаин, лидокаин и др.) и рядом других химических агентов.

Исходная разность концентрации Na+ и Ка+ по обе стороны мембраны (Na+ в 10-15 раз больше снаружи, К+ в 50-70 раз больше внутри), необходимая для генерации потенциала действия, восстанавливается и поддерживается активным транспортом ионов Na+/K+-насосом. Он выкачивает наружу Na+, поступивший внутрь (в цитоплазму) во время возбуждения, в обмен на наружный К+, который вышел наружу во время возбуждения. Деятельность насоса, роль которого выполняет встроенная в мембрану Na+/К+- АТФаза, обеспечивается энергией, высвобождающейся при расщеплении АТФ. Дефицит энергии ведет к нарушению работы насоса, что обусловливает неспособность мембраны генерировать потенциал действия и проводить возбуждение. Такой эффект вызывают разобщители окислительного фосфорилирования (например, динитрофенол) и другие метаболические яды, а также ишемия и длительное охлаждение участка нерва. Ингибируют насос и как следствие этого нарушают проводимость сердечные гликозиды (например, уабаин, строфантин) в больших дозах.

Проведение возбуждения по аксону нарушается при различных видах патологии периферических нервов и нервных волокон в ЦНС - при воспалительных процессах, рубцовых изменениях нерва, сдавлении нервных волокон, демиелинизации волокон (аллергические процессы, рассеянный склероз), ожогах и др. Проведение возбуждения прекращается при дегенерации аксона.

Нарушение аксонального транспорта и дендритов

Аксональный транспорт из тела нейрона в нервное окончание и из нервного окончания в тело нейрона осуществляется при участии нейрофиламентов, микротрубочек и контрактильных актино- и миозиноподобных белков, сокращение которых зависит от содержания Са²+ в среде и от энергии расщепления АТФ. Вещества, разрушающие микротрубочки и нейрофиламенты (колхицин, винбластин и др.), недостаток АТФ, метаболические яды, создающие дефицит энергии (динитрофенол, цианиды), нарушают аксоток. Аксональный транспорт страдает при дегенерации аксона, вызываемой недостатком витамина В₆ и витамина B₁ (болезнь берибери), промышленными ядами (акриламидом, гексахлорофосом), солями тяжелых металлов (свинца), фармакологическими препаратами (дисульфирамом), алкоголем, при диабете, сдавлении нервов и дистрофических повреждениях нейрона. При перерыве аксона возникает уоллеровская дегенерация (распад) его периферической части и ретроградная дегенерация центральной части. Эти процессы связаны с нарушением трофики в обеих частях аксона.

Расстройства аксонального транспорта трофогенов и веществ, необходимых для образования и выделения медиаторов нервным окончанием, обусловливают развитие дистрофических изменений нейронов и иннервируемых тканей и нарушение синаптических процессов. Распространение с аксональным транспортом патотрофогенов, антител к нервной ткани и к нейромедиаторам приводит к вовлечению в патологический процесс нейронов в других отделах ЦНС.

Дендриты и их шипики являются самыми ранимыми структурами нейрона. При старении шипики и ветви дендритов редуцируются, при некоторых дегенеративных и атрофических заболеваниях мозга (старческое слабоумие, болезнь Альцгеймера) они исчезают. Дендрошипиковый аппарат страдает при гипоксии, ишемии, сотрясении мозга, стрессорных и невротизирующих воздействиях.

Патология структурных элементов нейронов

Значительную роль в патологии нейрона играют нарушения внутриклеточного структурного гомеостаза. В норме процессы изнашивания и распада внутриклеточных структур и нейрональных мембран уравновешиваются процессами их обновления и регенерации. Совокупность этих процессов составляет динамический структурный гомеостаз.

Повреждения как клеточной (цитоплазматической), так и внутриклеточных мембранвозникают при различных патогенных воздействиях и сами являются причиной дальнейшей патологии нейрона.

Усиленное перекисное окисление липидов (ПОЛ) нейрональных мембран оказывает влияние не только на мембранные, но и на другие внутриклеточные процессы.

Практически нет патологического процесса в нервной системе, при котором не возникало бы усиленного ПОЛ. Оно имеет место при эпилепсии, эндогенных психозах (например, шизофрении, маниакально-депрессивном синдроме), при неврозах, стрессах и повреждениях, при ишемии, хронической гипоксии, функциональных перегрузках нейронов и пр. С ним связана дальнейшая гиперактивация нейронов.

Вследствие увеличения проницаемости мембран происходит выход из нейрона различных веществ, в том числе антигенов, которые вызывают образование антинейрональных антител, что приводит к развитию аутоиммунного процесса. Нарушение барьерных свойств мембран обусловливает возрастание тока ионов Са²+ и Na+ в нейрон и К+ - из нейрона; эти процессы в сочетании с недостаточностью энергозависимых Na+-, K+- и Са²+-насосов (их деятельность изменяется также под влиянием усиленного ПОЛ) приводят к частичной деполяризации мембраны. Увеличенный вход Ca²+ не только вызывает гиперактивацию нейрона, но и при чрезмерном его содержании в клетке ведет к патологическим изменениям метаболизма и внутриклеточным повреждениям.

Нормализация перекисного окисления липидов и стабилизация нейрональных мембран должны быть частью комплексной патогенетической терапии различных форм патологии нервной системы.

Для жизнедеятельности нейрона, который как высокодифференцированная клетка не способен митотически делиться, внутриклеточная регенерация является единственным способом структурного обновления нейронов и поддержания их целостности. К ней относятся синтез белков, образование внутриклеточных органелл, митохондрий, мембранных структур, рецепторов, рост нервных отростков (аксоны, дендриты, дендритные шипики) и др.

Процессы внутриклеточной регенерации требуют высокого энергетического и трофического обеспечения и полноценного метаболизма клетки. При повреждениях нейрона, возникновении энергетического и трофического дефицита, нарушениях деятельности генома страдает внутриклеточная регенерация, падает пластический потенциал клетки, распад внутриклеточных структур не уравновешивается ими.

1. Общая этиология и патогенез нервных расстройств.

Патогенные факторы, вызывающие повреждение неровной системы бывают:

- экзогенные,

- эндогенные.

Экзогенные факторы делятся на:

- нейротропные - избирательно действующие на нервную ткань,

- неспецифические – повреждающие разные ткани.

К экзогенным факторам относятся:

- биологические возбудители – вирусы (полиомиелит, бешенство), микробы (лепра),

- растительные токсины – стрихнин, кураре,

- микробные токсины – ботулинический, столбнячный,

- спирты - этиловый, метиловый,

- отравляющие вещества,

- ядохимикаты – хлорофос.

К эндогенным факторам относятся:

- первичные факторы – наследственные заболевания (болезнь Дауна, Альцгеймера, хорея Гентингтона, болезни накопления при нарушении обмена веществ), сосудистые нарушения, ишемия,

- вторичные - возникают при воздействии первичных факторов в результате развития патологического процесса.

Пути поступления патогенных агентов в нервную систему:

- из крови (через сосудистую стенку)- сосудистый путь, через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), который образуется сосудистой стенкой и глиальными клетками. ГЭБ осуществляет активный и избирательный транспорт из крови в мозг различных веществ и не пропускает вирусы, микробы. Однако при патологии ГЭБ приобретает патологическую проницаемость и пропускает вирусы, микробы, токсины.

- по нервным стволам - невральный путь, характерен для столбнячного токсина, бешенства, полиомиелита, герпеса.

Наиболее часто встречающиеся повреждения головного мозга вызывают:

¨ Гипоксическое повреждение мозга. Потребность нейронов в энергообеспечении - самая высокая из всех клеток организма, и нарушение энергообеспечения является одной из распространенных причин патологии нейрона. Энергетический дефицит может быть первичным- при действии метаболических ядов (например, динитрофенола, цианидов) либо вторичным- при различных повреждениях, нарушениях кровообращения, шоке, отеке, общих судорогах, усиленной функциональной нагрузке и др. Дефицит энергии относится к разряду типовых внутриклеточных патологических процессов.

Главными условиями развития энергетического дефицита являются недостаток кислорода и значительное повреждение митохондрий, в которых синтезируется основной носитель энергии - АТФ. Причиной дефицита энергии может быть также недостаток субстрата окисления, в частности глюкозы, которая является для мозга основным субстратом окисления. Нейроны коры не имеют запасов глюкозы и потребляют ее непосредственно из крови (глюкоза свободно проходит ГЭБ), поэтому они особенно чувствительны к гипогликемии. Мозг потребляет около 20% от всей находящейся в крови глюкозы. Инсулиновые шоки, применяемые для лечения некоторых психозов, связаны с глубокой гипогликемией и протекают с потерей сознания и нередко с судорогами. При ряде патологических состояний (травматический шок, кровопотеря) мозг может дольше обеспечиваться кислородом и глюкозой благодаря перераспределению крови и уменьшению их потребления другими тканями. Для быстрейшего восстановления деятельности мозга после общих судорог необходим достаточно высокий уровень глюкозы в крови. Энергетический дефицит усугубляется нарушением цикла Кребса.

При глубоком нарушении окислительного фосфорилирования и синтеза макроэргов источником энергии становится анаэробный гликолиз. Он имеет характер компенсаторного механизма, однако его эффект не может восполнить дефицит энергии, а нарастающее увеличение содержания молочной кислоты в мозгу оказывает отрицательное влияние на деятельность нейронов и усугубляет отек мозга.

¨ Повреждение мозга при гипогликемии. В нормальных условиях единственным энергетическим субстратом мозга является глюкоза. Запасы глюкозы и гликогена в мозге минимальны. Поэтому содержание глюкозы в клетках мозга зависит от его содержания в крови. При снижении концентрации глюкозы в крови до 1,7-2,2 ммоль/л нарушаются функции коры, а затем и ствола мозга вплоть до развития судорог и комы. Длительная гипогликемия вызывает необратимые повреждения нервной системы.

Поиск по сайту: