Неспецифические механизмы повреждения нейронов

Общие механизмы повреждения клеток рассмотрены в главе 4 «Патология клетки». Такие неспецифические механизмы повреждения нейронов представлены на рис. 29–2.

Ы Вёрстка Файл «ПФ Рис 28 02 Основные механизмы повреждения нейронов Неспецифические»

Рис. 29–2. Основные механизмы повреждения нейронов (неспецифические).

• Нарушения энергообеспечения. Возникают при уменьшении поступления в мозг глюкозы и кислорода, снижении активности ферментов биологического окисления, разобщении процессов окисления и фосфорилирования, нарушениях транспорта энергии и расстройствах процессов использования энергии.

† Уменьшение поступления в клетки глюкозы и кислорода.

Наиболее частые причины: гипоксемия, гипогликемия, анемия, снижение мозгового кровообращения, увеличение диффузионного пути глюкозы и O₂ от микрососуда до нейронов (при отёке мозга).

Глюкоза является основным энергетическим субстратом нервных клеток. Аэробное расщепление субстратов обеспечивает образование примерно 80% энергии, потребляемой мозгом.

В норме головной мозг утилизирует около 20% глюкозы плазмы крови и всего потребляемого организмом кислорода.

Мозг чрезвычайно чувствителен к сокращению поступления кислорода.

Наличие в нервных клетках гликогена как резервного источника энергии лишь отчасти обеспечивает функционирование жизненно важных отделов нервной системы.

В конечном итоге дефицит глюкозы и кислорода приводит к гибели нервных клеток, в первую очередь нервных клеток коры головного мозга (корковые нейроны погибают при аноксии и при отсутствии глюкозы в течение минут).

† Снижение активности ферментов биологического окисления. Наиболее частые причины: ингибирование и/или денатурация ферментов (например, при отравлении цианидами и солями тяжёлых металлов, при эндогенной интоксикации), недостаточность ферментов (например, при генетических дефектах, авитаминозах B₁, B₂), нарушение компартментализации (например, при дезорганизации мембран митохондрий под воздействием ионизирующей радиации, высокой температуры, продуктов нарушенного обмена).

† Разобщение процессов окисления и фосфорилирования. Наиболее частые причины: избыток в нейронах Ca²⁺ и накопление жирных кислот.

† Нарушение транспорта энергии от мест образования макроэргических соединений до мест расходования энергии. Одна из наиболее частых причин: потеря нейронами BB‑фракции КФК при повреждении их мембран.

† Расстройство процессов использования энергии. Наиболее частая причина: снижение активности АТФаз (в условиях ацидоза, интоксикации, ионного дисбаланса).

• Расстройства синтеза белка.

† Наиболее частые причины: дефицит аминокислот, нарушения энергообеспечения, снижение активности ферментов протеосинтеза, распад синтезирующего белок органоида — шероховатой эндоплазматической сети (субстанции Ниссля).

† Проявления. Расстройства синтеза белка приводят к катастрофическим последствиям для всех стороны жизнедеятельности нервных клеток и — в итоге — к их гибели.

• Дисбаланс ионов и жидкости. Ионный гомеостаз нейронов обеспечивается работой энергозависимых калиевых, натриевых, кальциевых и других ионных каналов.

† Типичные проявления ионного дисбаланса (возникающие, например, при энергодефиците): накопление Na⁺ и Ca²⁺ в нейронах и избыток K⁺ во внеклеточном пространстве.

† Последствия: стойкая деполяризация плазмолеммы нейрона (приводит к прекращению нормальной функции нервных клеток), повышение осмотического давления в нейронах, их набухание и последующая гибель.

• Повреждение мембран нейрона. Этот процесс является универсальным механизмом большинства нарушений нервной деятельности.

† Наиболее частые причины: чрезмерное образование активных форм O₂ и усиления СПОЛ, активации эндогенных фосфолипаз, механическое растяжение мембран, воздействие на мембраны амфифильных соединений.

† Последствия. Повреждение мембран возбудимых клеток быстро приводит к прекращению их функциональной активности (электрогенез), нарушению всех проявлений жизнедеятельности нервных клеток (например, синаптическая передача, синтез белка, аксонный транспорт и др.) и их гибели путём аутолиза и апоптоза (см. раздел «Гибель клетки» в главе 4 «Патология клетки»).

• Апоптоз. Важная роль апоптоза — генетически контролируемого процесса гибели нейронов — доказана для многих форм невропатологии, особенно для нейродегенеративных заболеваний (например, для болезней Паркинсона, Альцхаймера; старческой деменции; бокового амиотрофического склероза и др.).

† Причины: гипоксия нервной ткани любого типа, особенно действующая длительное время (например, при атеросклерозе церебральных сосудов; опухолях головного или спинного мозга, сдавливающих сосуды), внутриклеточный ацидоз (например, при значительной ишемии ткани мозга), избыточная генерация радикалов кислорода, липидов и других веществ в ткани мозга (например, в условиях гипоксии и/или гипероксигенации мозга, отравлении нейротоксическими агентами).

† Механизмы апоптоза изложены в разделе «Апоптоз» в главе 4 «Повреждение клетки».

Описанные выше механизмы повреждения нейрона тесно взаимосвязаны, они нередко потенцируют друг друга, образуя порочные круги (circulus vitiosus). Формирование таких порочных кругов — неспецифическая, стандартная реакция нейрона на разные патогенные воздействия.