Характеристика нарушения проведения возбуждения по нервным волокнам

 

Как известно, возбуждение по нервным волокнам проводится двояко: в толстых миелиновых волокнах со скоростью 10-100 м/с по сальтаторному механизму от одного перехвата Ранвье к другому; в тонких безмиелиновых волокнах – по так называемому «от точки к точке» механизму со скоростью около 1 м/с.

Обычно выделяют четыре варианта нарушения проведения возбуждения по нервным волокнам: так называемое валлеровское перерождение, аксональная дегенерация (аксонопатия), сегментарная демиелинизация, первичное (неспецифическое) поражение тел нейронов.

Наиболее отчетливые расстройства (валлеровское перерождение) наблюдаются при полной перерезке нерва, когда утрачивается связь нервных волокон с телом нейроцита. При этом развиваются дегенеративные изменения в аксоне и миелиновой оболочке дистальнее места повреждения, что связано с перерывом аксоплазматического тока и прекращением поступления компонентов цитоскелета и аксолеммы. Дегенеративные изменения тем отчетливее, чем дистальнее от тела нейрона произошло повреждение.

Следует отметить, что регенерация поврежденных нервов является сложной проблемой. Полного восстановления функции перерезанного нерва не происходит. При благоприятном течении идет медленное врастание осевых цилиндров навстречу друг другу со скоростью около 1 см в год.

Аксонопатия, аксональная дегенерация может возникать при нарушении синтеза определенных веществ в теле клетки или прекращении быстрого антеградного аксоплазматического тока (чаще, при нарушении образования АТФ в митохондриях). В этом случае в первую очередь страдает наиболее дистальная часть аксона, в которой начинаются процессы дегенерации, постепенно распространяющиеся проксимальнее. Отметим, что чувствительность аксонов к таким повреждениям, обычно обусловленным действием токсинов или метаболическими расстройствами, находится в прямой зависимости от их длины: в первую очередь страдают самые длинные аксоны (поэтому первые симптомы появляются на кистях рук и стопах).

Если действие патологического фактора прекратилось, то начинается регенерация аксонов, которая происходит более медленно, чем при валлеровском перерождении. Если же повреждающий фактор продолжает действовать, то дегенерация может распространиться на тело клетки и привести к ее гибели, после чего регенерация становится невозможной.

Сегментарную демиелинизацию подразделяют на первичную и вторичную.

При первичной поражается или миелин, или леммоциты, что приводит к фокальному разрушению миелиновой оболочки; сами аксоны вначале остаются интактными. Демиелинизация обычно начинается с области, прилегающей к перехвату Ранвье, а затем в этот процесс вовлекается весь сегмент или несколько сегментов. В результате нарушается способность волокон к быстрому проведению.

Ремиелинизация происходит в течение нескольких недель за счет пролиферации леммоцитов. При этом на месте одного леммоцита образуются несколько в связи с чем расстояние между перехватами Ранвье уменьшается, а новая миелиновая оболочка становится тоньше, что объясняет снижение скорости проведения нервных импульсов даже при ее полном восстановлении.

Вторичная демиелинизация является результатом уменьшения диаметра аксонов при нарушении синтеза в теле клетки компонентов нейрофиламентов или их поступления в аксоны. В результате уменьшается количество нейрофиламентов в аксоне и соответственно его диаметр (аксональная атрофия). Нарушение распределения нейрофиламентов, снижение интенсивности аксоплазматического тока приводит к отеку проксимальной части аксона и атрофии его дистальной части. Демиелинизированные мембраны аксонов нередко становятся источником импульсации, что лежит в основе развития изнурительных парестезий, патогенетической основой которых является эфаптическое (без участия нейромедиатора) возбуждение нервных волокон вследствие нарушения закона изолированного проведения нервного импульса.

При нейронопатия х основные изменения происходят в телах клеток передних рогов (моторные нейронопатии) или спинномозговых узлов (сенсорные нейронопатии). Обусловлены они теми же вышеназванными специфическими и неспецифическими механизмами, которые быстро приводят к вторичной дегенерации миелиновой оболочки и аксонов. Для всех нейронопатий характерно плохое восстановление.

Наконец, характеризуя нарушение проведения импульсов по нервным волокнам, отметим, что в последнее время широкое внимание привлекла концепция «двойного сдавления». Согласно ей одни и те же нервные волокна могут подвергаться двойному сдавлению на нескольких уровнях. Например, в составе корешка (вследствие грыжи диска) и в составе периферического нерва – в одном из костно-мышечных туннелей. Показано, что воздействие на проксимальном уровне повышает чувствительность дистальной части нервного волокна к сдавлению за счет нарушения аксоплазматического тока.

ПАТОГЕНЕЗ НЕЙРОДИСТРОФИИ

 

Трофическая функция клетки – это комплекс процессов, обеспечивающих ее жизнедеятельность, внутриклеточный гомеостаз и реализацию генетических программ. Эта функция регулируется нервной, эндокринной и иммунной системами.

Наиболее отчетливо трофические нарушения выявляются при денервации тканей (нейродистрофический процесс).

Впервые характер тканевых расстройств при денервации был изучен Ф. Мажанди (1824) при перерезке у кролика первой ветви тройничного нерва. При этом уже через 10 минут изменялся рисунок роговицы, через 30 минут на ней появлялись эрозии, через сутки развивались явления выраженного кератита; глаз мутнел и формировалось бельмо.

С современных позиций эти изменения объясняются исчезновением при денервации фактора, поступающего с аксоплазматическим током и тормозящего врастание сосудов в роговицу глаза.

В дальнейшем было установлено, что трофической функцией обладают все типы нервных волокон: двигательные, чувствительные и вегетативные. Их трофические влияния на клетки-мишени связаны:

– с функциональной стимуляцией и выделением в аксонных терминалях медиаторов;

– с действием комедиаторов (нейромодуляторов);

– с изменением под влиянием названных веществ уровня кровоснабжения органа;

- с влиянием на клетки-реципиенты особых веществ - трофогенов, пептидов, поступающих в зону синапса с аксоплазматическим током.

Действие медиаторов симпатической нервной системы на трофику клеток-мишеней обычно представляют так: норадреналин Þ b-адренорецепторы Þ активация аденилатциклазы Þ образование цАМФ Þ активация АМФ-зависимых протеинкиназ Þ фосфорилирование специфических (ферментных) белков, что сопровождается их действием на проницаемость клеточных мембран, на ядерные белки (гистоны), регулирующие активность наследственного аппарата клетки и др.

Действие медиатора парасимпатической нервной системы (АЦХ) опосредуется через гуанилатциклазу, что приводит к накоплению цГМФ с последующим фосфорилированием (активацией) белков-ферментов, чаще оказывающих противоположное по сравнению с медиаторами симпатической нервной системы действие.

Кстати, симпатическая денервация тканей не приводит к столь выраженным трофическим расстройствам, как повреждение волокон других типов, что объясняется обычно происходящим увеличением выделения «жидкого симпатикуса», катехоламинов надпочечниками.

Трофические медиаторные влияния могут существенно видоизменяться под действием комедиаторов – нейропептидов, простагландинов, VIP и др., способствующих накоплению в клетке ионов Са⁺⁺, который соединяется с внутриклеточным белком кальмодулином, а этот комплекс активирует процессы окисления и фосфорилирования, активирует гуанилатциклазу. Через этот же механизм внутри клетки может поддерживаться более высокая концентрация Na⁺, что, изменяя состояние внутриклеточных фракций воды (свободной и связанной), тем самым влияет и на состояние клеточного метаболизма.

Более глубокие трофические изменения в клетках-мишенях и их генетическом аппарате вызывают трофогены. Они могут распространяться с аксоплазмой от тел нейронов к клеткам-реципиентам, в том числе к другим нервным клеткам; от периферических клеток к телам нейронов с ретроградным аксоплазматическим током; от глиальных швановских клеток к телам нейроцитов. Важная роль поступления с аксотоком трофогенов для клеток доказывается его выключением путем наложения вокруг нерва манжеты с колхицином. При этом, несмотря на сохранение действия медиаторов и комедиаторов, происходят выраженные дистрофические нарушения в тканях.

Еще одним примером нейродистрофического процесса являются изменения в денервированной мышце. При утрате связи с нейроном в ней исчезают концевые пластинки, отмечаются фибриллярные подергивания мышцы, появляются свойства, присущие эмбриональным стадиям (например, изменение нормального спектра ферментов, превалирование гликолитических реакций), нарушается структура митохондрий, лизосом. Большие изменения претерпевает рецепторный аппарат. Вместо АЦХ-рецепторов лищь в зоне концевых пластинок они формируются по всей поверхности мышечного волокна, образуя целые гроздья (кластеры). В результате чувствительность денервированной мышцы к АЦХ (и к другим физиологически активным веществам) возрастает на несколько порядков (закон Кеннона-Розенблютта).

Другим типичным примером нейродистрофии являются депульпированные зубы, твердая ткань которых после денервации начинает быстро разрушаться.

Дистрофические изменения в клетках органов могут возникать и при ненарушенном аксоплазматическом токе, поскольку, как оказалось, при патологии в нервных клетках могут образовываться трофогены с измененной структурой и свойствами, так называемые патотрофогены (Г.Н.Крыжановский). Например, вовлечение в стойкую эпилептическую активность различных участков мозга из эпилептического очага во многом и объясняют влиянием патотрофогенов. В качестве патотрофогена называют бета-амилоид, обнаруживаемый в большом количестве в бляшках в мозговой ткани при болезни Альцгеймера.

Подчеркнем, что нарушения в других органов при их денервации выражены в меньшей степени. Обычно выявляется инертность механизмов гуморального контроля, что сужает диапазон компенсаторных возможностей денервированного органа, особенно при функциональной нагрузке, снижается его резистентность к повреждающим факторам: инфекции, механической травме, температурным и другим воздействиям.

Естественно, все это в полной мере относится и к трансплантированным органам (сердце, почки, печень).

Наконец, отметим, что нейтрофические расстройства возникают не только при денервационном синдроме, но и при повреждении афферентных структур нервной системы. Например, деафферентация, вызванная перерезкой чувствительного нерва, приводит к не менее выраженным трофическим нарушениям в органе, чем его двигательная денервация.

Конечно, чаще наблюдается не полное, а частичное выпадение нервных трофических влияний, что делает нейродистрофию весьма распространенным явлением. Например, она лежит в основе пародонтоза, афтозного стоматита, эрозий в желудочно-кишечном тракте, поражения зрительного и других нервов, нейромышечных дистрофий и др.

Больше того, можно утверждать, что расстройства трофики имеют место при любых заболеваниях, что требует соответствующей патогенетической коррекции.