Аркадий Эйзлер – Болезнь Паркинсона. Диагностика, уход, упражнения (страница 20)

В химических синапсах передача информации между нейронами осуществляется посредством биологически активных химических веществ, нейротрансмиттеров. Исходя из «принципа Дейла», согласно которому, каждый нейрон представляет собой единую метаболическую систему, и во всех его пресинаптических окончаниях высвобождается один и тот же нейротрансмиттер, каждый нейрон может быть «классифицирован» по тому виду нейромедиатора, которым он «пользуется» для передачи информации. Так, например, нейрон, синтезирующий допамин, можно специфицировать как допаминергический.

Однако в последнее время этот принцип больше не считается безоговорочным: новые данные убедительно свидетельствуют о совместимости нескольких нейроактивных веществ в одном нейроне, а также о возможности синтеза, депонирования и высвобождения одним и тем же нейроном различных нейроактивных веществ, в том числе нейротрансмиттеров и нейропептидов.

Первое доказательство того, что нервные импульсы в организме могут быть результатом химических реакций, представил в 1921 г. австрийский фармаколог и физиолог О. Леви (О. Loewi). В своем ставшем классическим эксперименте он установил, что при раздражении симпатического нерва изолированного сердца все той же многострадальной лягушки выделяется вещество, способное стимулировать сердечную деятельность другой лягушки. Ему понадобилось еще пять лет, чтобы показать, что химическая субстанция, расщепляющая это «вагус – вещество», идентична ацетилхолину. Данные факты послужили основой для создания теории химической передачи нервного возбуждения.

С того времени было открыто множество новых нейротрансмиттерных субстанций, но достичь аналогичных результатов в экспериментах с веществом головного или спинного мозга не удавалось. Это привело к тому, что представления о нейротрансмиттерах постоянно изменялись, в соответствии с новейшими открытиями в области нейробиологии и концепции рецепторов в фармакологии.

Согласно выводам Леви, нейротрансмиттеры являются продуктами обмена веществ, высвобождаемыми (образуемыми) в синапсе при стимуляции нейрона, и определенным образом воздействующими на клетки эффекторного органа, осуществляющего ответную реакцию организма на раздражитель. Несмотря на кажущуюся в теории простоту классификации таких химических субстанций мозга, как трансмиттеры, экспериментально определить их отличительные признаки чрезвычайно сложно. Эта проблематичность обусловлена анатомической комплексностью центральной нервной системы, ограничивающей целевое назначение электрической стимуляции определенных зон нейронов. К тому же, техника, имеющаяся на сегодняшний день в распоряжении специалистов, недостаточно чувствительна для качественной регистрации локального пресинаптического высвобождения потенциальных нейротрансмиттеров. Современные аналитические технологии, хотя и позволяют определить фемтомолярную концентрацию, но их чувствительности недостаточно, чтобы замерить содержимое высвобожденного пресинаптического трансмиттера. Один фемтомоль трансмиттера содержит около 600 миллионов молекул. Поступление раздражения лишь при разовом изменении пресинаптического потенциала вызывает на каждом нервном окончании реакцию выброса нескольких сотен синаптических везикул (внутриклеточных органоидов), каждая из которых содержит около 10 000 трансмиттерных молекул.

Наряду с аналитическими проблемами ситуацию усложняет и тот факт, что каждый нейрон образует около 1000 синаптических связей в различных участках клетки, которая, в свою очередь, является составной частью комплексной нейрональной сети. Все это делает практически невозможным избирательно замерить высвобождение определенного нейротрансмиттера.

Кроме всего прочего, нельзя исключать теоретическую возможность того, что стимуляция нейронной системы не будет сопровождаться высвобождением трансмиттеров, так как пресинаптическое торможение посредством пресинаптических рецепторов, действующих по принципу «отрицательной обратной связи», уменьшает или совсем прекращает высвобождение трансмиттера из пресинаптических нервных окончаний.

Вышеописанная проблематика делает весьма затруднительным само допущение факта трансмиттерной функции у субстанции, считающейся трансмиттером. Чтобы классифицировать продукт метаболизма клеток в качестве трансмиттера, он должен отвечать следующим четырем критериям:

1. Локализация.

Химическое вещество синтезируется в нейронах. Исследования постмортального материала демонстрируют характерное региональное распределение субстанций, причисленных к трансмиттерам.

2. Высвобождение.

Субстанция присутствует на окончаниях пресинаптических нейронов в высокой концентрации и высвобождается в больших количествах под воздействием ионов Са⁺², оказывая определенное воздействие на постсинаптическую клетку или эффекторный орган.

3. Мимикрия.

Субстанция, введенная в организм эндогенным методом, в зависимости от ее объема в точности имитирует воздействие эндогенно высвобожденного нейротрансмиттера, т. е. активирует в постсинаптической клетке те же рецепторные ионные каналы или интрацеллюлярные (внутриклеточные) сигнальные трансдукционные каскады.

4. Инактивирование.

Наличие специфического механизма, способного удалить данную субстанцию из синаптической щели.

Мы уже упоминали о том, что для того, чтобы не происходило постоянных коротких замыканий при прохождении электрического сигнала через нервные клетки, последние, словно проводники, окутаны изолированными мембранами. Если идет целенаправленный информационный поток в виде поступающего электрического сигнала, то на месте контактов двух нервных клеток посредством химических посредников-нейротрансмиттеров он мгновенно воспринимается и передается дальше. Допамин представляет собой сигнал, играющий огромную роль при БП. Другими трансмиттерами, принимающими участие в передаче информационных сигналов, являются, к примеру, ацетилхолин, глутомат, серотонин. Место, разделяющее две контактные нервные клетки, синапс, имеет для БП огромное значение вследствие того, что здесь расположены допаминопроизводящие нервные клетки, то есть те, которые выделяют сигнальный трансмиттер. Причем, процесс выброса происходит только тогда, когда электрический сигнал достигает места контакта двух допаминопроизводящих клеток. Этот выделяющийся сигнальный посланник проскакивает через маленькую щель и соединяется кратковременно со специальным приемным устройством следующей близлежащей нервной клетки, называемым допаминовым рецептором.

В процессе этого взаимодействия возникает новый электрический сигнал, передаваемый далее следующим нейронам. Основная часть допамина возвращается обратно в пресинаптический нейрон, другая, меньшая его часть, участвующая в передаче нервного импульса, расщепляется с помощью двух энзимов: моноаминооксидазы-В (МАО-В) и катехол-О-метил-трансферазы.

Разрушение черного вещества – объективный показатель нарушений структуры мозга

При болезни Паркинсона происходит постепенная дегенерация групп допаминергических нервных клеток, производящих допамин. Эта группа нейронов – черная субстанция (substantia nigra) – получившая свое название из-за обилия темного пигмента, входит в состав базальных ганглий. Своей темной окраской substantia nigra обязана меланину, побочному продукту синтеза допамина. На срезе мозга здорового человека эта темная материя различима невооруженным глазом. У больных БП она намного светлее и по внешнему виду напоминает шрам. Этот светлый «шрам» образуют вспомогательные опорные клетки, окружающие нейроны, которые называются глиальными (греч. «glia» – клей). Глиальные клетки заполняют пустоты, образующиеся за счет отмирания нейронов.

К моменту рождения человек наделен примерно 450 тысячами допаминергических клеток. У здоровых людей их количество уменьшается с течением жизни и составляет к преклонному возрасту 150–300 тысяч. У больных БП первые симптомы болезни начинают проявляться лишь тогда, когда в базальных ганглиях остается всего 20–30 % функционирующих допаминергических нервных клеток.

Другие дегенеративные явления, связанные с недостатком допамина

В более редких случаях распад клеток наблюдается и в других регионах мозга. Например, нередко встречающееся у больных БП нарушение обоняния, которое появляется на ранних стадиях заболевания, может служить тревожным сигналом гибели клеток, производящих допамин, расположенных в мозге в центре обоняния.

Дегенерированные допаминергические нейроны можно обнаружить и в других органах, например, в нейроактивной субстанции сетчатки глаза или в кишечнике, причем изменения в кишечнике отмечаются на особенно ранних стадиях развития БП. Эти последние данные предполагают существование периферической допаминергической системы.

Наряду с установлением факта гибели нервных клеток существует еще одно характерное для постановки диагноза БП обследование на наличие телец Леви (патологических агрегатов белка а-синуклеина). Являются ли тельца Леви основными «виновниками» преждевременной гибели нейронов – пока неясно. Их присутствие характерно, однако, не только для БП: они встречаются и при других нейро-дегенеративных заболеваниях. Кроме того, их находят у 10 % здоровых пожилых людей.