2 курс / Нормальная физиология / Васильев_Ю_Г_Берестов_Д_С_Гомеостаз_и_пластичность_мозга_Монография

Нарушения развития нейронов, связанные с недостатком внешней стимуляции, сопровождаются возрастанием апоптотической активности нейронов, снижается число межнейронных контактов. Однако эти нарушения могут протекать в различных нервных центрах с разной степенью интенсивности, от обширных выпадений нейронов до некоторого упрощения морфологической организации нейронных ансамблей (Меркульева Н.С., Макаров Ф.Н., 2004; Rakic P., 1988).

Влияния эти могут быть связаны не только с внешними, но и внутренними факторами. В частности, существенную роль играют стероиды, тиреоидные гормоны и т. д. Введение тестостерона развивающимся морским свинкам изменяет половое поведение даже у подвергшихся этому воздействию взрослых животных (Phoenix C.H. et al., 1959). Аналогичные результаты сообщены при изучении различных видов животных – от лягушки до приматов. Убедительно показано наличие закономерности, что функционально стероиды имеют сходство с факторами роста и могут влиять на формирование нервной системы (MacLusky N.J., Naftolin F., 1981). Активность нейронов сопровождается динамикой синаптических взаимодействий, распределением и степенью развития синаптических контактов, особенностями морфологической организации тел нейронов (Бунин А.Я., Яковлев А.А. 2003; Rakic P., 1998; Katz L.C., Shatz C.J., 1996).

Не следует забывать, что выявленное авторами явление рассматривалось по отношению к отдельному анализатору, и в первую очередь к структурным преобразованиям элементов первичного центрального зрительного анализа (латеральное коленчатое тело) и сенсорных участков зрительной коры. В то же время результаты многочисленных психологических и психиатрических исследований указывают, что недостаток внешней стимуляции в раннем развитии человека сопровождается значительными нарушениями его последующего умственного развития. Особенно значимы эти нарушения, если они имеют место в первый год после рождения. Подобное изменение формирования мозга вряд ли можно обосновать лишь конкурентными взаимодействиями нейронов, осуществляющих контрлатеральный анализ, и мало объяснимо эффектами, наблюдаемыми Хьюбелом и Визелом. Причину нарушения формирования высших психических функций, особенно связанных со второй сигнальной системой, в этом случае, возможно, надо искать в динамике формирования межнейронных связей, структурных преобразованиях не только собственно нейронных ансамблей, но и других клеток мозга. При этом изменения могут носить не столько количественный, сколько качественный характер.

Этот факт тем более значим, если учитывать, что уменьшение числа нейронов является процессом нормального развития мозга и ком-

171

пенсируется усложнением синаптических межнейронных взаимодействий, активацией оставшихся нейронов, морфо-функциональным разнообразием нейронных ансамблей (Jerison H., 1985).

Немаловажную роль играет усиливающаяся миелинизация нервных волокон, что значимо повышает скорость взаимодействий между нервными центрами ЦНС. Так, содержание миелина в мозге крыс увеличивается в 15 раз между 15 днями и 6 месяцами после рождения (Jacobson M., 1991).

Известно, что у новорожденного ребенка миелинизировано примерно 2/3 волокон головного мозга. В течение первого года жизни миелинизирована основная часть волокон, но толщина миелина продолжает значительно возрастать вплоть до 12 лет. Вместе с тем полностью процесс миелинизации, о чем уже упоминалось ранее, заканчивается только к 35 годам жизни, что сопровождается возрастанием интеллекта.

Таким образом, формирование мозга у млекопитающих – сложный процесс, предполагающий когерентное влияние экзогенных и эндогенных модулирующих влияний, накладывающихся на заложенные генетические программы. Развитие продолжается в ходе всего онтогенетического развития, носит необратимый характер, существенно индивидуализируя структурно-функциональные особенности мозга, в зависимости не только от наследственности, но и от внешнего окружения.

Список литературы

1.Батуев, А.С. Модульная организация коры головного мозга / Батуев А.С., Бабминдра В.П. // Биофизика. – 1993. – Т. 38. – № 2. – С. 351–359.

2.Бунин, А.Я. Патология латерального коленчатого тела и зрительные функции /А. Я. Бунин, А.А. Яковлев // Вестник офтальмологии. – 2003. – Т. 119.

– № 1. – С. 46–49.

3.Корочкин, Л.Н. Генетическая регуляция процессов нейрогенеза / Л.Н. Корочкин // Онтогенез. – 1991. – Т. 20. – № 6. – С. 593 – 606.

4.Меркульева, Н.С. Особенности активности цитохромоксидазы нейронов зрительной системы котят, выросших в условиях мелькающего освещения / Н.С Меркульева, Ф.Н. Макаров // Морфология. – 2004. – Т. – 126. – №5. – С. 20–23.

5.Нейронные механизмы развивающегося мозга / под ред. К.В. Шулейкина, С. Н. Хаютина. – М. : Наука, 1979.

6.Оленев, С.Н. Развивающийся мозг / С.Н. Оленев; под ред. А. Г. Кнорре. – Л. : Наука, 1978. – 213 с.

7.Проблемы биологии развития. Нейроонтогенез / под ред. К.В. Шулейкина, С.Н. Хаютина. – М. : Наука, 1985.

8.Самойлов, М.О. Роль объемной передачи адаптивных сигналов в формировании приспособительных реакций мозга / М.О. Самойлов, А.А. Мокрушин // Российский физологический журнал. – 1999. – Т. 85. – № 1. – С. 4–20.

172

9.Саульская, Н.В. Объемная передача как способ межнейрального взаимодействия в стриатуме / Н.В. Саульская // Журнал высшей нервной деятельности. – 1997. – Т. 47. – № 2. – С. 362–273.

10.Сергутина, А.В. Морфохимическая пластичность мозга как отражение перестройки поведения у крыс / А.В. Сергутина // Функциональная нейроморфология. Фундаментальные и прикладные исследования (К 100-летию академика НАН Беларуси Давида Мошевича Голуба). – Мн. : Бизнесофсет, 2001. – С. 169–172.

11.Симерницкая, Э.Г. Мозг и психические процессы в онтогенезе / Э.Г. Симерницкая. – М. : МГУ, 1984.

12.Снайдер, С.Х. Биологическая роль окиси азота / С.Х. Снайдер, Д.С. Бредт // В мире науки. – 1992. – № 7. – С. 6–25.

13.Фельдман, Н.Г. Гистогенез зрительного анализатора собак и морских свинок в онтогенезе / Н.Г. Фельдман // Труды VI Всесоюзного съезда анатомов, гистологов и эмбриологов. – Харьков. – 1961. – Т. 1. – С. 907–909.

14.Bartley, T.D. B61 is a ligand for the ECK receptor protein-tY.rosine-kinase / T.D. Bartley [et al.] // Nature. – 1994. – Vol. 368. – P. 558–560.

15.Bayer, S.A. Neocortical Development / S.A. Bayer, J. Altman. – New York : Raven Press, 1991. – 372 p.

16.Becker, C.G. The polysialic acid modification of the neural cell adhesion molecule is involved in spatial learning and hippocampal long-term potentiation/ C.G. Becker [et al.] // The Journal of Neuroscience. – 1996. – Vol. 45. – P. 143–152.

17.Belin, M.F. Tropism of serotoninergic neurons towards glial targets in the rat ependyma / M.F. Belin, M. Didier-Bazes // Neuroscience. – 1994. – Vol. 59. – P. 663–672.

18.Blakemore, C. Development of the brain depends on the visual environment / C. Blakemore , G.F. Cooper // Nature. – 1970. – Vol. 228. – P. 477–478.

19.Cattaneo, E. Radial glia and neural specification / E. Cattaneo // Progress in Neurobiology. – 2007. – Vol. 83. – P. 1.

20.Caviness, V.S.J. Mechanisms of cortical development : a view from mutations in mice / V.S.J. Caviness, P. Rakic // Annual Review of Neuroscience. – 1078. – Vol. 1. – P. 297–326.

21.Chandran, S. Differential generation of oligodendrocytes from human and rodent embryonic spinal cord neural precursors / S. Chandran [et al.] // Glia. – 2004. – Vol. 47. – P. 314–324.

22.Chandran, S. Regional potential for oligodendrocyte generation in the rodent embryonic spinal cord following exposure to EGF and FGF-2 / S. Chandran [et al.] // Glia. – 1998. – Vol. 24. – P. 382–389.

23.Davis, S. Ligands for EPH-related receptor tyrosine kinases require membrane attachment or clustering for activitand / S. Davis [et al.] // Science. – 1994. – Vol. 266. – P. 816–819.

24.Dobbing, J. Quantitative growth and development of human brain / J. Dobbing, J. Sands //Archives of Disease Childhood Fetal and Neonatal Edition. – 1975. – Vol. 48. – N 10. – P. 757–767.

25.Drescher, U. In vitro guidance of retinal ganglion cell axons by RAGS, a 25kDa tectal protein related to ligands for Eph receptor tyrosine kinases / U. Drescher [et al.] // Cell. – 1995. – Vol. 82. – P. 359–370.

173

26.Faissner, A. Tenascin and Janusin: glial recognition molecules involved in neural development and regeneration / A. Faissner, M. Schachner // Neuroglia. – New York : Oxford University Press, 1995. – P. 411–426.

27.Gennarini, G. Studies on the transmembrane disposition of the neural cell adhesion molecule N-CAM. A monoclonal antibody recognizing a cytoplasmic domain and evidence for the presence of phosphoserine residues / G. Gennarini [et al.] // European Journal of Biochemistry. – 1984. – Vol. 142(1). – P. 57–64.

28.Gregori, N. The tripotential glial-restricted precursor [GRP] cell and glial development in the spinal cord: generation of bipotential oligodendrocyte-type-2 astrocyte progenitor cells and dorsal– ventral differences in GRP cell function / N. Gregori [et al.] // The Journal of Neuroscience. – 2002. – Vol. 22. – P. 248–256.

29.Hajihosseini, M. Origin of oligodendrocytes within the human spinal cord / M. Hajihosseini, T.N. Tham, M. Dubois-Dalcq // The Journal of Neuroscience. – 1996. – Vol. 16. – P. 81–94.

30.Hall, A. Spinal cord oligodendrocytes develop from ventrally derived progenitor cells that express PDGF alpha-receptors / A. Hall, N.A. Giese, W.D. Richardson // Development. – 1996. – Vol. 122. – P. 4085–4094.

31.Hardy, R. Neuron-oligodendroglyal interaction during central nervous system development / R. Hardy, R. Reynolds // Journal of Neuroscience Research. – 1993. – Vol. 36. – N 2. – P. 121–126.

32.Harveya, B.K. HSV amplicon delivery of glial cell line-derived neurotrophic factor is neuroprotective against ischemic injury / B.K. Harveya [et al.] // Experimental Neurology. – 2003. – Vol. 183. – P. 47–55.

33.Hatten, M.E. Riding the glial monorail : a common mechanism for glial-guided neuronal migration in different regions of the developing mammalian brain / M.E. Hatten // Trends in Neurosciences. – 1990. – Vol. 13. – P. 179–184.

34.Hatten, M.E. The role of neuronal migration in central nervous system neuronal development / M.E. Hatten // Current Opinion in Neurobiology. – 1993. – Vol. 3. – P. 38–44.

35.Hirai, H. A novel putative tyrosine kinase receptor encoded by the eph gene / H. Hirai [et al.] // Science. – 1987. – Vol. 238. – P. 1717–1720.

36.Hitchock, P. F. Prenatal development of the human lateral geniculate nucleus / P. F. Hitchock, T.L. Mickey // The Journal of Comparative Neurology. – 1980. – Vol. 19. – № 2. – P. 395–411.

37.Huang, J.D. Direct Interaction of Microtubuleand Actin-based Transport Motors / J.D. Huang [et al.] // Nature. – 1999. – Vol. 397. – P. 267–270.

38.Hubel, D.H. Plasticity of ocular dominance columns in monkey genesis / D.H. Hubel, T.N. Wiesel, S. LeVay // Philosophical Transactions of the Royal Society.

– 1977. – 278 p.

39.Hubel, D.H. Shape and arrangement of columns in cat's striate cortex / D.H. Hubel, T.N. Wiesel The Journal of Physiology. – 1963. –№2. – P. 559–568.

40.Hulpiau, P. Molecular evolution of the cadherin superfamily/ P. Hulpiau, F.van Roy // International Journal of Biochemistry and Cell Biology. – 2009. – Vol. 41.

– P. 349–69.

41.Jacobson, M. Developmental Neurobiology / M. Jacobson. – New York : Plenum Press. – 1991. – 462 p.

42.Jerison, H. Brain size / H. Jerison // Encyclopedia of Neuroscience. – Boston : Birkhauser, 1985. – P. 168–170.

174

43.Katz, L.C. Synaptic activity and the construction of cortical circuits / L.C. Katz, C.J. Shatz // Science. – 1996. – P. 1133–1138.

44.Knudsen, E. The sensitive period for auditory localization in barn owls is limited by age, not experience / E. Knudsen, P. Knudsen // The Journal of Neuroscience.

– 1986. – Vol. 6. – P. 1918–1924.

45.Lawrence, P.A. Morphogens, compartments, and pattern : lessons from Drosophila / P.A. Lawrence, G. Struhl // Cell. – 1996. – Vol. 85. – P. 951–961.

46.LeVay, S. The development of ocular dominance columns in normal and visually deprived monkeys / S. LeVay, T.N. Wiesel, D.H. Hubel // The Journal of Comparative Neurology. – 1990. – Vol. 191. – P. 1–51.

47.MacLusky, N.J. Sexual differentiation of the central nervous system / N.J. MacLusky, F. Naftolin // Science. – 1981. – P. 211–219.

48.Nexdorf, E. Development changes in the number, size and orientation of GFAPpositive cells in the CA1 region of rat hippocampus / E. Nexdorf [et al.] // Glia. – 1993. – Vol. 12. – P. 180–195.

49.Nieto, M.A. Molecular Biology of Axon Guidance / M.A. Nieto // Neuron. – 1996. – Vol. 17. – P. 1039–1048.

50.Norgen, R.B. Cell adhesion molecules and the migration of LHRH neuron cluring development / R.B. Norgen, R. Brackenbary // Developmental Biology. – 1993. – Vol. 160. – P. 377–387.

51.Ohshima, T. Cdk5 is required for multipolar-to-bipolar transition during radial neuronal migration and proper dendrite development of pyramidal neurons in the cerebral cortex / T. Ohshima [et al.] // Development. – 2007. – Vol. 134. – P. 2273–2282.

52.O'Leary, D.D.M. Selective elimination of axons extended by developing cortical neurons is dependent on regional locale : Experiments utilizing fetal cortical transplants / D.D.M. O'Leary, B.B. Stanfield // The Journal of Neuroscience. – 1989. – Vol. 9. – P. 2230–2246.

53.Pallas, S.L. Control of cell number in the developing neocortex. I. Effects of tectal ablation / S.L. Pallas, S.M. Gilmour, B.L. Finlay // Development of brain research. – 1988. – Vol. 43. – P. 1–11.

54.Park, H.C. Delta-Notch signaling regulates oligodendrocyte specification / H.C. Park, B. Appel // Development. – 2003. – Vol. 130. – N 16. – P. 3747–3755.

55.Phoenix, C.H. Organizing action of prenatally administered testosterone propionate on the tissues mediating mating behavior in the guinea pig / C.H. Phoenix [et al.] // Endo. – 1959. – Vol. 65. – P. 369–382.

56.Pilkington, C.J. The role of the extracellular matrix in neoplastic glial invasion of the nervous system / C.J. Pilkington // Brazilian Journal of Medical and Biological Research. – 1996. – Vol. 29. – N 9. – P. 1159–1172.

57.Pinco, O. Neurotrophin-3 affects proliferation and differentiation of distinct neural crest cells and is present in the early neural tube of avian embryos / O. Pinco [et al.] // Journal of Neurobiology. – 1993. – Vol. 24(12). – P. 1626–1641.

58.Pixley, S.K. Transition between immature radial glia and mature astrocytes studied with a monoclonal antibody to vimentin / S.K. Pixley, J. de Vellis // Brain Research. – 1984. – Vol. 317. – P. 9.

59.Price, J. Cell lineage in the rat cerebral cortex : a study using retroviral-mediated gene transfer / J. Price, L. Thurlow // Development. – 1988. – Vol. 104. – P. 473–482.

175

60.Pringle, N.P. Dorsal spinal cord neuroepithelium generates astrocytes but not oligodendrocytes / N.P. Pringle [et al.] // Neuron. – 1998. – Vol. 20. – P. 883– 893.

61.Rakic, P. Neuronal migration and contact guidance in the primate telencephalon /

P.Rakic // Postgraduate Medical Journal. – 1978. – Vol. 54. – P. 25–37.

62.Rakic, P. Neuron-glia interactions during brain development / P. Rakic // Trends in Neurosciences. – 1981. – Vol. 4. – P. 184–187.

63.Rakic, P. Specification of cerebral cortical areas / P. Rakic // Science. – 1988. – Vol. 241. – P. 170–176.

64.Ratner, N. Role for Cdk5 Kinase in Fast Anterograde Axonal Transport : Novel Effects of Olomoucine and the APC Tumor Suppressor Protein / N. Ratner [et al.] // The Journal of Neuroscience. – 1998. – Vol. 18. – P. 7717–7726.

65.Schlagger, B.L. Potential of visual cortex to develop an array of functional units unique to somatosensory cortex / B.L. Schlagger, D.D.M. O'Leary // Science. – 1991. – Vol. 252. – P. 1556–1560.

66.Sims, T.J. Regeneration of dorsal root axons into experimentally altered glial environments in the rat spinal cord / T.J. Sims, S.A. Gilmore // Experimental Brain Research. – 1994. – Vol. 9. – N 1. – P. 25–33.

67.Singer, W. Neuronal activity as a shaping factor in postnatal development of visual cortex / W. Singer // W.T. Greenough, J.M. Juraska // Developmental Neuropsychobiology Orlando : Academic Press. – 1986. – P. 271–293.

68.Sperry, R.W. Chemoaffinity in the orderly growth of nerve fiber patterns and connections / R.W. Sperry // The Proceedings of the National Academy of Sciences USA. – 1963. – Vol. 50. – P. 703–710.

69.Stichel, C.C. Distribution of glial fibrillary acidic protein and vimentin immunoreactivity during rat visual cortex development / C.C. Stichel, C.M. Müller, K. Zilles // Journal of Neurocytology. – 1991. – Vol. 20. – P. 97–108.

70.Van der Kooy, D. Neuronal birthdate underlies the development of striatal compartments/ D. Van der Kooy, G. Fishell // Brain Research. – 1987. – Vol. 401. –

P.155–161.

71.Vernadakis, A. Neuron-glia interaction / A. Vernadakis // International Review of Neurobiology. – 1988. – Vol. 30. – P. 149–224.

72.Wallace, J. Monoamines in the early chick embryo / J. Wallace / American Journal of Anatomy. – 1982. – Vol. 165. – N 3. – P. 261–276.

73.Walsh, C. Clonally related cortical cells show several migration patterns / C. Walsh, C.L Cepko // Science. – 1988. – Vol. 241. – P. 1342–1345.

74.Ward, M. Distinguishing between Directional Guidance and Motility Regulation in Neuronal Migration / M. Ward [et al.] // The Journal of Neuroscience. – 2003.

– Vol. 23. – N 12. – P. 5170–5177.

75.Weissman, T.A. Calcium Waves Propagate through Radial Glial Cells and Modulate Proliferation in the Developing Neocortex / T.A. Weissman [et al.] // Neuron. – 2004. – Vol. 43. – P. 647–661.

76.Windrem, M.S. Control of cell number in the developing neocortex. II. Effects of corpus callosum section / M.S. Windrem [et al.] // Development of brain research. – 1988. – Vol. 43. – P. 13–22.

77.Yokota, Y. Calcium Waves Rule and Divide Radial Glia / Y. Yokota, E.S. Anton // Neuron. – 2004. – Vol. 43. – P. 599–601.

176

78.Zhang, H. Expression of a cleaved brain-specific extracellular matrix protein mediates glioma cell invasion in vivo / H. Zhang [et al.] // Journal of Neuroscience. – 1998. – Vol. 18. – P. 2370–2376.

16 АНГИОГЕНЕЗ В РАЗВИВАЮЩЕМСЯ МОЗГЕ

Известно, что нервная система – одна из наиболее рано и обильно васкуляризуемых структур организма, и микроциркуляция играет важную роль в ее становлении. В формировании ее трофического обеспечения можно выделить этапы первичного ангиогенеза (проникновения в нервную трубку превазоидов), становления сосудистого обеспечения и ремоделирование сосудистого русла (Hughes S., ChanLing T., 2000).

Кровеносные микрососуды различных органов человека закладываются, подчиняясь единым закономерностям. Мезенхимальные клетки, дифференцируясь в предшественики эндотелиоцитов (эндотелиобласты), в последующем развиваются в зрелые специализированные группы клеток, имеющих определенные отличия в каждом органе (Davis G.E. et al., 2002).

Анализ показывает, что степень трофического обеспечения увеличивается от рождения до зрелости. Тем не менее эта эволюция может осуществляться с помощью двух других процессов. Сначала, в течение послеродового развития, ангиогенез представляет собой повышение абсолютного числа сосудов. У мартышек этот процесс охватывает около 3 месяцев после рождения. Затем происходит концентрация сосудов вокруг тел нервных клеток (Кузин А.В., Васильев Ю.Г., 2005; Шорохова Т.Г., 2006).

Исходя из наших данных и данных литературы, как уже указывалось, следует, что ангиогенез является следствием повышения метаболической активности нервной ткани и повышенного синаптогенеза, и у крыс охватывает с 1-го по 3-й месяцы после рождения. Однако это явление характерно не только для нормального развития мозга. В частности, в начале деафферентации наблюдается более высокое использование глюкозы, а в последующем происходит обратное явление (Rakic P., 1988), что сопровождается изменениями энергетического обмена. Такое нарушение ведет к изменениям в концентрации микрососудов. Наши данные подкрепляют сведения, полученные другими авторами. Так, участки в первичной зрительной коре, обнаруживающие высокие уровни активности цитохромоксидазы, совпадают с областями, имеющими высокую плотность астроцитов (Colombo J.A. et

177

al., 1999). Так как эти участки являются также и сосудистыми модулями (Zheng D.et al., 1991), мы можем полагать, что модульная организация коры представляет собой, фактически, закрытую метаболическую связь между нейронами, глиальными и эндотелиальными клетками.

Исследование нами развития нервных центров и формирования их трофического обеспечения у высших млекопитающих и у человека выявило близость механизмов их развития. В ходе раннего формирования мозговых пузырей у всех видов наблюдаются матричные клетки, с активными процессами миграции нейробластов в зоны анатомических закладок ядер и пролиферации. В эти сроки поступление нутриентов, выведение метаболитов и газообмен в закладке стенки мозговых пузырей осуществляется путем диффузии за счет прилежащих внеорганных превазоидов мезенхимы и из полостей желудочков. Вблизи закладки у крыс на 10–11-е сутки, а у человека на 5-й неделе, наблюдается формирование первичной капиллярной сети. Объем, занимаемый протокапиллярами, сопоставим с объемом стенки мозгового пузыря.

В ходе 11–13-х суток эмбриогенеза крыс и на 6–8-й неделях внутриутробного развития человека происходит быстрое развитие объема мозговых пузырей за счет расширения полостей желудочков, некоторого утолщения их стенок. В эти сроки превазоиды проникают из окружающей мезенхимы в нервную трубку. Превазоиды формируются из прилежащих к зачаткам сосудов и, возможно, за счет дифференцировки мезенхимальных клеток. На этой стадии трофическое обеспечение осуществляется как за счет внеорганных, так и внутриорганных первичных сосудистых сетей. Формирование первичной сосудистой сети в центральной нервной системе происходит задолго до процессов морфологического созревания нейробластов. Данные нашего иммуногистохимического анализа указывают, что участки мозговых пузырей, из которых закладываются кохлеарные, вестибулярные ядра, ядра тройничного нерва, голубоватое место, имеют первичные капиллярные сети до образования предшественниками глиобластов и нейробластов белков их преспецифической дифференцировки (S100, глиальный фибриллярный кислый белок). Эти данные совпадают с мнением других авторов (Боголепов Н.Н., 1999: Ment L.R. et al., 1997).

Имеются сведения, что именно сосуды являются основными путями для миграции глиальных клеток (Александрова М.А. с соавт., 1993; Goldenberg W.J., Bernstein J.J., 1988). Увеличение числа астроцитов и олигодендроцитов сопровождается миграцией их предшественников и высокой степенью взаимодействий с прилежащими сосудами. Такие контакты наблюдаются уже на ранней стадии дифференцировки аст-

178

роцитов, а сосуды могут играть роль в коммитировании макроглии (Zerlin M., 1997; Ment L.R. et al., 1997).

Исходя из математического моделирования газообмена и содержания глюкозы в различных отделах мозга на ранних стадиях онтогенеза, видно, что имеются значительные градиенты по распределению моделируемых веществ в формирующейся нервной трубке. Имеются участки, обедненные как по кислороду, так и по глюкозе. Такое явление могут объяснить наблюдения других авторов. Даже незначительные гемодинамические и гипоксические расстройства у крыс тем не менее приводят к нарушению тканевой, и в частности нейронной, организации головного мозга (Радаев А.М., 1999).

Мозаичность уровня трофического обеспечения соотносится с представлениями о роли апоптозов в развитии мозга (Коржевский Д.Э. и др., 2001). Немаловажную роль в апоптозах может иметь именно удаленность от источников и условий трофического обеспечения, что обусловлено механизмами газообмена и распределения нутриентов.

Следующим этапом развития сосудистой системы мозга является вторичный ангиогенез, сопровождающийся дифференцировкой нейронных ансамблей, с последующим морфологическим созреванием глиальных ансамблей. Данная стадия предполагает, в свою очередь, несколько дополнительных стадий.

Согласно нашим наблюдениям, с 9–10-й недели до 6–8-го месяца внутриутробного развития человека и с 13-х суток до рождения крысы в терминальных отделах мозга первичная капиллярная сеть значительно обогащается и усложняется, формируя так называемый «эмбриональный» тип кровоснабжения нервной ткани. На данной стадии усиление кровоснабжения идет за счет абсолютного увеличения числа сосудов в целой анатомической структуре. У крыс в начале этого этапа в переднем и промежуточном мозге продолжаются процессы пролиферации нейробластов, затем происходит их дифференцировка, а в более поздние сроки идет миграция и деление нейроглии. Сосудистотрофическое обеспечение осуществляется по примитивно-модульному типу, сначала нервной трубки, как целостного образования, а затем нервных центров и участков мозга. Дифференцировка нейронов в ходе постнатального онтогенеза сопровождается значимым увеличением уровня микроциркуляции и дифференцировкой глии. Абсолютное число сосудов в нервных центрах перед половым созреванием крыс (с 3-го месяца) даже уменьшается, но степень васкуляризации тел нейронов продолжает увеличиваться. Данное противоречие объясняется распределением сосудов в поздние сроки в непосредственной близости от тел нервных клеток. Это сопровождается параллельным снижением плотности нейронов. Плотность распределения перикарионов нервных

179

клеток в ядре находится в обратной зависимости к срокам развития, что обусловлено увеличением представительства нейропиля, в основном в постнатальный период развития, когда увеличение размеров тел нейронов значительно отстает от степени развития отростков.

Кровеносные сосуды, по нашим представлениям, взаимодействуя с прилежащими астроцитами, обеспечивают не только изолирующую, но, прежде всего, интегративную и модулирующую роль. Данные авторов взаимно дополняют друг друга, что значительно увеличивает корректность выводов при рассмотрении вопросов физиологических, патологических и онтогенетических изменений. Предположение о гетероморфности структурной организации ядерных центров, и даже их отдельных участков, подтверждается клиническими исследованиями. В начальных стадиях патогенеза цереброваскулярных заболеваний гемодинамические нарушения в различной степени распространяются на все отделы сосудистой системы мозга. Такая диффузность и относительная симметричность цереброваскулярных расстройств позволяют предположить первостепенную роль в их становлении дисфункций регуляторных механизмов, а не ангиоархитектонического дефекта, при котором неизбежна приуроченность дисциркуляции к бассейну измененного сосуда. Однако в рамках генерализованного сосудистого процесса отмечается достоверное доминирование патологических изменений в определенных сегментах сосудистой системы мозга. Этот феномен обусловлен неоднородной представленностью в различных участках цереброваскулярного русла нейрогенных и метаболических механизмов регуляции, предопределяющей селективную чувствительность к повреждающим факторам.

Значение роли кровообращения в формировании мозга косвенно подтверждается данными, указывающими, что даже диффузный отек головного мозга происходит не равномерно, а в виде ограниченных участков, включающих сосуды, нейроны и глиальные клетки. Это создает своеобразную мозаику из отечных и менее поврежденных зон. Активно реагирующей нейроглии приписывается дренажная и поддерживающая функции (Шустова Т.И., Таюшев К.Г., 1998).

Известно, что в условиях патологии в нервной системе наблюдается очаговое выпадение нервных клеток, т. е. реакции нервной ткани в ЦНС носят полиморфно-локальный характер. Возможно, эта мозаичность связана не только с межнейронными синаптическими взаимодействиями, но и с местными реакциями микрососудов, глии и внесинаптическими межклеточными контактами. Выявлено, что между нарушением нормального кровообращения и нарушением психоэмоционального поведения имеется прямая связь. Нарушение микроциркуляторного русла и кровообращения мозга наблюдается при болезнях

180