Восстановление функций спинного мозга

Повреждения и нарастающие сдавления спинного мозга, в зависимости от уровня локализации патоло­гии, вызывают парезы и параличи движений, нару­шения функций органов таза, регуляции дыхания.

Естественной регенерации поврежденного спинно­го мозга у высших млекопитающих не происходит, хотя некоторые клиницисты считают, что регенера­ция могла бы развиться, но ей мешают рубцовые из­менения в месте травмы.

Оказалось, что трансплантация в место поврежде­ния спинного мозга эмбриональной нервной ткани препятствует образованию рубца.

Пересадка в место повреждения спинного мозга сим­патического ганглия с сохранением его межганглионарных связей показала, что вокруг трансплантата усиливается регенерация интраспинальных волокон, возрастает дифференцировка синапсов, улучшается васкуляризация поврежденного сегмента, ограничива­ется образование рубцовой ткани. Однако полного вос­становления нарушенных функций не происходит.

Исследования возможности восстановления спин­ного мозга методом трансплантации эмбриональной ткани свидетельствуют, что наиболее успешно восста­новление функции поврежденного спинного мозга происходит при пересадке в него эмбриональной ткани голубого пятна или других холинергических струк­тур. Как правило, такие трансплантаты без рубцов сливались с тканью реципиента, аксоны их нейронов внедрялись в ткани хозяина, нейроны спинного моз­га прорастали в трансплантат своими аксонами.

Трансплантаты самых различных участков голов­ного мозга эмбрионов на спинной мозг крыс или в область рассеченного спинного мозга хорошо прижи­ваются, аксоны их клеток прорастают в спинной мозг. Трансплантат заполняет область дефекта спинного мозга и служит местом для роста через него перере­занных проводников спинного мозга. Такой подход лечения повреждений спинного мозга в настоящее время является единственно обнадеживающим.

Восстановление способности к обучению

Повреждение гиппокампа у животных вызывает на­рушения краткосрочной памяти, двигательную гиперактивность.

В гиппокампе заканчиваются холинергические во­локна из септума, голубого пятна, шва моста. Повреж­дение этих входов в гиппокамп нарушает поступле­ние в него ацетилхолина, серотонина, это приводит к ослаблению или полной утрате способности к обуче­нию ориентировочному поведению в лабиринте.

Пересадка эмбриональной ткани септума в гиппо­камп с поврежденными холинергическими входами приводила к тому, что способность к обучению вос­станавливалась, двигательная гиперактивность умень­шалась.

Особенно хорошо восстанавливалась двигательная активность после пересадки в гиппокамп эмбрионально­го голубого пятна. Вживление эмбрионального септума старым животным с затруднениями условнорефлекторного обучения улучшало у них способность к обучению.

В экспериментах с введением нейротоксина в неокортекс, снижающего уровень норадреналина и ис­следовательской активности животных, транспланта­ция таким животным эмбриональной ткани голубого пятна повышала уровень норадреналина и восстанав­ливала поведенческие реакции.

Вживление эмбриональной ткани лобно-теменной области животным с поврежденными затылочными областями мозга компенсировало у них зрительную функцию, однако трансплантация таким животным эмбриональной затылочной коры не восстанавливала зрения. В случаях повреждения лобной коры возни­кают грубые изменения познавательной способности. Пересадка таким животным эмбриональной ткани лоб­ной области мозга восстанавливала познавательную способность. При этом между тканями трансплантата и мозгом реципиента устанавливались прямые связи.

Восстановление генных нарушений функций нервной системы при трансплантации эмбриональной ткани

Трансплантация эмбриональной нервной ткани в.мозг животных с наследственно обусловленными из­менениями различных функций позволяет восстанав­ливать нормальное функционирование мозга.

Пересадка глаз безглазым мутантам аксолотля при­водила к формированию нормальных морфологичес­ких взаимоотношений между сетчаткой глаза и по­крышкой среднего мозга. У нормальных аксолотлей сетчатка глаза проецирует свои волокна только в контралатеральную крышу мозга.

Трансплантация глаза мутанту приводила к уста­новлению ретино-тектальных связей как с контра-, так и ипсилатеральным тектумом.

Зрение в этих случаях восстанавливалось доста­точно полно. Вызванная активность при стимуляции светом пересаженного глаза регистрировалась как в ипси-, так и в контралатеральной крыше мозга. Та­кие животные точно определяли место пищи, направ­ленно двигались в сторону приманки, ориентирова­лись относительно окружающих предметов. Пересад­ка глаза восстанавливала зрительно-окулярные реф­лексы.

Пересадка глаз эмбрионов крыс в латеральное ко­ленчатое тело или лобную область мозга крыс, ли­шенных глаз, восстанавливала у таких животных ре­акции на световое раздражение.

Пересадка тектума эмбрионов в область верхних холмов новорожденных крыс приводила к установле­нию синаптических контактов от затылочной коры к трансплантату.

В некоторых случаях у людей наблюдается генети­чески обусловленное отсутствие вазопрессиновых ней­ронов паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса, что сопровождается несахарным диа­бетом. В этом случае экспрессия генов может быть осуществлена методом трансплантации нормальных вазопрессиновых нейронов гипоталамуса в область 3 желудочка мозга. Трансплантаты после вживления начинали секретировать вазопрессин, снижали потреб­ление воды, исчезало мочеизнурение, т.е. симптомы несахарного диабета проходили.

Морфологический анализ демонстрировал, что катехоламиновые аксоны трансплантированных нейро­нов врастали в гипоталамо-гипофизарную систему мозга реципиента.

В норме половое поведение у млекопитающих в он­тогенезе развивается с участием регуляторной функ­ции преоптической структуры мозга.

У мутантных мышей с явлениями гипогонадизма, недоразвитием мужских или женских гонад развива­ется бесплодие.

Трансплантация специфических участков эмбрио­нальной ткани гипоталамуса, продуцирующей гонадотропин, высвобождающий гормон, приводила к тому, что у животных с недостаточностью половой функции восстанавливалось нормальное половое поведение.

Наследственно обусловленная болезнь Альцгеймера сопровождается симптомами диффузного повреж­дения нейронов коры, особенно лобной и теменной областей, повреждениями ядер стриопаллидарной системы. С возрастом у таких больных резко ухудша­ются память, двигательная и познавательная функ­ции, развивается слабоумие.

Данное заболевание характеризуется тем, что в ядре Мейнерта отмечается гибель 60-90% нейронов. Эти ней­роны передают ацетилхолин к нейронам коры мозга.

Пересадка в область ядра Мейнерта таким боль­ным холинергических нейронов восстанавливала па­мять, поведение становилось адекватным.

Таким образом, результаты экспериментов и кли­нические данные позволяют считать, что трансплан­тация нервной ткани обеспечивает компенсацию ут­рачиваемой функции путем активации самой струк­туры как реципиента, так и трансплантата.

Ряд фактов, накопленных к настоящему времени, свидетельствует о том, что успешно приживается у реципиента только эмбриональная, еще недифферен­цированная нервная ткань. Трансплантат может сохра­няться в замороженном виде достаточно долгое время, что позволяет создавать банк тканей для пересадки.

Два фактора являются решающими при трансплан­тации. Первый из них заключается в том, что цент­ральная нервная система защищена от иммунной системы организма. Второй фактор — отсутствие анти­генных свойств эмбриональной ткани.

Благодаря этим факторам пересаженная нервная ткань дифференцируется, вступает в тесную морфо­логическую и функциональную связь с нервной тка­нью реципиента, продуцирует нейросекрет, генери­рует потенциалы действия. Из пересаженной нервной ткани формируются нервные клетки и структуры, соответственно их происхождению. Это очень важный момент, так как при дефиците, например, гипофизарной или гиппокампальной структуры необходимо, чтобы пересаженные ткани гипофиза, гиппокампа выполняли именно свою функцию.