Биологические аспекты восстановления нервной ткани

Все основные биологические механизмы могут быть физиологически активированы эндогенными или экзогенными стимулами. Нарушение регуляции любого из четырех основных механизмов ЭЗА приводит к развитию патологических процессов. Согласно Read et al., нарушение как положительной, так и отрицательной регуляции процессов нейропластичности способствует возникновению патологий. Физиологическую регуляцию данных процессов осуществляют такие эндогенные эффекторы, как нейротрофические факторы и нейротрофоподобные молекулы. С целью улучшения самочувствия пациентов, эффективного подавления патологических процессов и поддержки процессов восстановления нервной ткани ЭЗА необходимо экзогенно стимулировать фармакологическими препаратами, физиотерапией, электромагнитной стимуляцией, психологической поддержкой, стимуляцией факторами окружающей среды, пересадкой стволовых клеток или сочетанием вышеперечисленных стимулов.

Для достижения наибольшей эффективности стимулирования двух последовательных процессов ЭЗА – нейропротекции и нейропластичности – необходима разработка плейотропных и мультимодальных фармакологических препаратов, содержащих в своем составе молекулы со сходными эндогенным молекулам структурой и функциями.

В головном мозге процессы нейропротекции и нейропластичности протекают с вовлечением одних и тех же нейротрофических факторов, но в различных комбинациях. Активация таких факторов происходит вследствие изменения экспрессии генов на фоне повреждения. Согласно Danton, Dietrich и Ginsberg, при ишемии головного мозга наблюдается наибольшее среди всех патологий изменение экспрессии генов. Однако после повреждения белковые продукты многих активированных генов не транслируются. Максимальная эффективность эндогенной нейропротекции сохраняется в течение 72 часов после инсульта. Все последующие положительные клинические исходы опосредованы нейропластичностью и нейрогенезом. Краткий обзор регуляции после повреждения приведен в таблице 2.

Очень часто сложно идентифицировать время наступления отдельных изменений (ранних или поздних), интерпретировать их влияние. Ранние изменения, по­видимому, характеризуют активацию нейропротекторных механизмов в ответ на повреждение клеток и незначительно влияют на величину восстановительного потенциала. Поздние изменения свидетельствуют о процессе восстановления в целом, однако наложение различных процессов и их сложность затрудняют идентификацию отдельных изменений. Касательно экспрессии генов, следует отметить, что изменение экспрессии происходит на уровне целых кластеров, а не отдельно взятых генов. Ginsberg подчеркивает важность того факта, что одной из отличительных черт эндогенных программ является их гибкость. В упрощенном виде 72 часа рассматривают как ключевой временной отрезок: первые 72 часа после инсульта представляют временное окно ранних изменений, все события, происходящие после, относят к поздним.

Фармакологическая поддержка процессов восстановления нервной ткани

Важную роль в процессах восстановления играют нейротрофические факторы. Более ста нейротрофоподобных молекул объединены в различные семейства. Нейротрофические факторы реализуют свое действие путем связывания со специфическими рецепторами; как правило, они способны взаимодействовать с двумя и более. Некоторые из них обладают высоким сродством к нейротрофическим факторам, тогда как другие низкоаффинны. Связывание с каждым из них запускает внутриклеточный каскад биохимических реакций, приводящий, в конечном итоге, к активации факторов транскрипции. Факторы транскрипции являются ДНК­ассоциированными белками, контролирующими экспрессию генов. По мнению Millan и Arenillas, при стимуляции клетки происходят биохимические модификации структуры данных молекул, вследствие чего они приобретают способность проникать в клеточное ядро, связываться с различными кофакторами и т. д.

Помимо нейротрофических факторов, ни один из синтетических или биологических медикаментозных препаратов не способен стимулировать процессы нейропротекции и нейропластичности.

Выводы

В данном материале кратко описаны некоторые патологические механизмы, провоцирующие развитие неврологических заболеваний, их взаимосвязь с терапевтическими подходами. На сегодняшний день совершенно очевидно, что применение в нейропротекторных целях молекул с одним механизмом действия малоэффективно. Поиск оптимального подхода к терапии неврологических заболеваний затруднен вследствие неполного понимания механизмов основных эндогенных биологических процессов, природы патофизиологических и взаимосвязей между ними. В тщательном изучении нуждаются такие процессы, как нейротрофика, нейропротекция, нейропластичность, нейрогенез и анаикоз, равно как и их возможное положительное влияние на клинические исходы пациентов. Для лучшего понимания сложных взаимосвязей между процессами пластичности и восстановления следует подытожить некоторые данные.

1. Окончательные посттравматические изменения сугубо индивидуальны. Xerri et al. полагают, что степень кортикальной реорганизации и восстановление зависят от наличия предыдущих повреждений и возможного влияния генетических факторов.

2. В недавних исследованиях с применением функциональной магнитно­резонансной томографии и позитронно­эмиссионной томографии показано, что функциональная компенсация наступает при наличии обширной реорганизации активности поврежденного головного мозга.

3. У животных и человека широко распространен эффект «последовательных повреждений», при котором повреждения наступают поступательно на различных стадиях. К примеру, через месяц после экстирпации лобной области коры левого полушария наблюдается разрушение гомологичных участков коры правого полушария. В таком случае у животных и у человека отмечается лучшее и большее сохранение функций, чем при аналогичных повреждениях, происходящих одновременно.

4. В большинстве случаев клиническая визуализация даже обширных, медленно нарастающих повреждений, существенно затруднена, а иногда и невозможна). При острых повреждениях, таких как инсульт или травматическое повреждение головного мозга, подобных проблем не возникает. На основании различий функциональных и клинических исходов острых и хронических повреждений Kolb et al., Beaulieu сделали вывод относительно независимости функциональной реорганизации от определенного типа коры головного мозга и эквипотенциальности восстановительной функции ЦНС.

5. Kolb et al. подчеркивают необходимость проведения реабилитационной терапии в надлежащее время для каждого отдельного повреждения.

Для исследования эффективности нового терапевтического направления – модулирования ЭЗА – следует выполнить широкомасштабные, качественно спланированные клинические испытания.