Патология нейрона

Возбуждающий постсинаптический потенциал, возникающий под влиянием нейромедиатора, вызывает активацию (переход в открытое состояние) натриевых ионных каналов в возбудимом участке нейрона — аксонном холмике. Вход натрия внутрь нервного волокна обусловливает запуск нарастающей деполяризации мембраны, обеспечивающей генерацию и проведение потенциала действия — выброс нейромедиатора с последующим влиянием на постсинаптическую клетку. Блокада натриевых каналов возможна анестетиками (новокаин, лидокаин), ядами (тетродотоксин), веществами, нарушающими реполяризацию мембраны и закрытие натриевых каналов (инсектициды - ДДТ, вератридин, аконитин).
Нарушение выкачивания ионов натрия из цитоплазмы и замены на ионы калия (Na-K АТФаза) при возбуждении возможно при дефиците энергии (действие разобщителей окислительного фосфорилирования - -2,4-динитрофенол, ишемия, длительное охлаждение участка нерва, также и сердечные гликозиды - строфантин, уабаин — в больших дозах).

2. Нарушение аксонального транспорта
Аксон обеспечивает не только проведение возбуждения, но и транспорт различных веществ от тела нейрона в нервные окончания (антероградно) и из нервных окончаний в тело (ретроградно). В аксоне также синтезируется ряд веществ. С быстрым антероградным путем связан транспорт веществ и структур, необходимых для синаптической деятельности, которые быстро расходуются в термина-ли (пептиды — нейромедиаторы и нейромодуляторы, ферменты, их синтезирующие, везикулы, мембранные структуры). С медленным путем транспорта связан перенос крупномолекулярных веществ (трофогенов) в пресинаптической терминали и постсинаптической клетке. Ретроградно движутся трофогены из постсинаптической клетки, отработанные в терминали вещества. Транспортируемые вещества находятся в «контейнере», что обеспечивает их передвижение, сохранность и доставку по адресу.
Аксонный транспорт расстраивается при дегенерации нейрона, при дефиците витаминов В, и В6, под влиянием ядов (акриламид, гексохлоран), солей свинца, фармакологических средств (дисульфан, алкоголь), а также при сахарном диабете и сдавлении нервов. Повреждение аксотока усугубляет нейропатии и невриты, мешая восстановлению нервных клеток. Аксонный транспорт нарушается при дистрофиях нейрона из-за дефицита трофогенов.
При перерезке нейрона развивается дегенерация (уоллеровская). С аксональным транспортом возможно и распространение антител.

3. Патология дендритов
Дендриты обеспечивают поступление в нейрон информации и играют важную роль в осуществлении его передаточной и интегративной деятельности. Специализированные выросты дедритов создают значительную площадь для синаптических контактов. Такие структуры присущи нейронам головного мозга. Высшие функции головного мозга связаны с деятельностью дендритов кортикальных нейронов и их шипиков. Дендриты и шипики — самые ранимые структуры нейронов, они повреждаются и исчезают при многих патогенных воздействиях.

4. Патология нейрональных мембран
При воздействии металлов, токсинов, антинейрональных антител, физических и химических факторов развиваются различные виды альтерации нейрональных мембран. Повреждения как цитоплазматической, так и внутриклеточных мембран ведут к глубокой патологии нейрона.
Усиление ПОЛ с образованием перекисей и свободных радикалов приводит к токсическому повреждению клеточных структур, их белков и нуклеиновых кислот, и самих мембран с повышением проницаемости и образованием дефектов в липидном слое. При этом накапливаются свободные жирные кислоты из фосфолипидов мембран, способствующие дальнейшему нарушению субклеточных структур. Поражение митохондрий ведет к дефициту энергии. Продукты распада перекисей липидов мембран могут воздействовать на клеточное ядро с нарушением генома, далее развиваются расстройства синтеза нуклеиновых кислот, белков, что приводит к структурному дефициту. Выход антигенов в условиях повышенной проницаемости сопровождается аутоиммунной агрессией.
Усиление ПОЛ бывает первичным и вторичным. Первичное формируется при действии веществ с прямым прооксидантным эффектом (перекиси, ионы железа, адреналин, яды)- вторичное - при гиперактивации нейронов.

5. Нарушение внутриклеточного гомеостаза ионов кальция и повреждение нейрона
Ион кальция — не только токопроводящий ион, но и принимающий участие во всех процессах жизнедеятельности нейрона. Он является универсальным вторичным мессенджером. Динамичный гомеостаз кальция колеблется в пределах 10^-5 М.
Повышение содержания внутриклеточного кальция возможно за счет избыточного поступления из внеклеточной среды, выхода из эндоплазматического депо, из митохондрий, из состава кальцийсвязывающего белка (кальмодулин). Кальциевая АТФаза играет роль ионной помпы, перемещающей кальций наружу (энергоемкий процесс). В условиях всех этих нарушений развиваются повреждение и гибель нейрона — так называемая «кальциевая смерть».

Нарушения структурного гомеостаза нейрона

1. Нарушения процессов обновления и регенерации.
2. Нарушения процессов белкового синтеза, образования внутриклеточных органелл, рецепторов, аксонов и дендритов.
3. Дефицит энергетического и трофического обеспечения и нарушение полноценного метаболизма клеток.

Гиперактивность нейрона

ГПУВ - типический патологический процесс, развертывающийся на уровне межнейрональных отношений. Расстройства деятельности нервной системы возникают под влиянием потока импульсов, способного преодолеть механизмы защиты и тормозного контроля, вызвать их патологическую реакцию. Один гиперактивированный нейрон на такое не способен, необходим агрегат гиперактивированных нейронов, именно он и становится ГПУВ.
Нейроны ГПУВ активируют друг друга. ГПУВ, особенно на высоте развития, способен работать автономно и самоподдерживать свою активность, не нуждаясь в постоянном стимулировании извне. Классический пример ГПУВ - эпилептический очаг в коре головного мозга (аппликация на сенсомоторную зону коры конвульсантов — пенициллина, столбнячного токсина).
Образование ГПУВ - инициальный патогенетический механизм расстройств на уровне межнейрональных отношений с последующим формированием нейропатологических синдромов.

При становлении ГПУВ возникают следующие болевые синдромы:

• тригеминальная невралгия;
• фантомные боли (ГПУВ в дорсальных рогах спинного мозга на стороне удаленной или лишенной чувствительности конечности).

Видео: Inside the Brain: Unraveling the Mystery of Alzheimer's Disease [HQ]

{module директ4}

Подавление ГПУВ с помощью антиконвульсантов, коагуляции ведет к ослаблению и исчезновению нейропатологического синдрома.
Образование ГПУВ возможно и в отделах вегетативной нервной системы, например, в структурах лимбической системы и заднего гипоталамуса, что приводит к повышению внутриглазного давления, аритмиям и сосудистой дистонии- расстройства регуляции внутренних органов имеют патогенетическое значение при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, бронхиальной астме- подобные нарушения в гипоталамусе и нейроэндокринной системе участвуют в формировании эндокринопатий.
Во всех случаях те образования ЦНС, где возник ГПУВ, становятся гиперактивными с последующим формированием патологической детерминанты и патологической системы.
Если ГПУВ образовался в отделах ЦНС, то формируется интенсивное торможение и выпадение функций.
Первичная гиперактивация нейронов связана с длительными возбуждающими воздействиями (синаптическая стимуляция, эффект возбуждающих аминокислот, ионов калия). Синаптическая стимуляция в ноцицептивной системе (сдавление нерва, неврома) приводит к формированию ГПУВ в центральном аппарате, синдром из первоначально периферического становится центральным (например, невралгия тройничного нерва).

Видео: Khan Academy - Putting It All Together: Pathophysiology of Parkinson's Disease

7. Первичное нарушение торможения нейронов
При действии столбнячного токсина избирательно нарушаются тормозные процессы- при действии стрихнина, блокирующего глициновые рецепторы на постсинаптических нейронах спинного мозга развивается растормаживание с формированием эпилепсии- выпадают функции.
Различные повреждения ЦНС (травмы, замораживание участка мозга, действие СО, разрастание глии, рубцы, опухоли и др.) могут привести к образованию ГПУВ.

Механизмы, определяющие деятельность ГПУВ:

• клеточные - гиперактивация нейрона, усиление входа натрия и кальция, нарушение выхода калия, деятельности ионных насосов, дефицит энергии;
• межнейрональные синаптические взаимодействия - возбужденная синаптическая стимуляция, повышенное действие возбуждающих нейромедиаторов и модуляторов, ослабление тормозных;
• несинаптические механизмы - изменение состава ионов в межнейрональной среде с повышением калия, уменьшением кальция и магния.

Патологическая детерминанта
Появление ГПУВ не всегда дает патологические эффекты. Так, если поток импульсов не способен распространяться из-за тормозных механизмов в другие отделы ЦНС, то ГПУВ функционально изолирован. Патология развивается только в тех случаях, когда такое распространение возможно, и разные отделы ЦНС вовлекаются в реакцию с выраженным отрицательным значением для организма, т.е. формируется новая патодинамическая организация - патологическая система (ПС).
Наряду с этим такое образование детерминирует и характер индуцируемой им ПС, поскольку от него зависит активность отделов ЦНС, воспринимающих его влияние и становящихся частями ПС. Такое образование, формирующее ПС, и определяет характер ее деятельности. Это также можно считать типовым патологическим процессом, реализующимся в ЦНС на системном уровне. Патологическая детерминанта представляет собой принцип внутрисистемных отношений (является системной категорией), ибо без системы нет и детерминанты. Если исчезает ПС, то образования ЦНС, игравшие роль детерминанты, теряют свое значение.
ПС — объединение поврежденных и неповрежденных образований ЦНС, имеющее дезадаптивное и даже прямое патогенное значение для организма. ПС вызывает расстройства деятельности нервной системы или органов-мишеней, ее эффекторных звеньев. Образование ПС представляет собой выражение причинно-следственных отношений, т.е. эндогенизацию патологического процесса. ПС лежит в основе нейропатологического синдрома либо развития наследственного предрасположения к его формированию. ПС также обладает свойством жесткости и даже ригидности, в связи с чем плохо корригируется или вовсе не корригируется ни собственными внутрисистемными механизмами (например, обратными отрицательными связями), ни регулирующими влияниями со стороны общего интегративного контроля ЦНС. В норме антисистемы активируются при образовании ПС, т.е. уже с момента образования ПС может быть подавлена либо ограничена благодаря антисистеме. Увы, нередко такой эффект мало выражен, и антисистемы включаются в состав ПС.
Если санирующие механизмы способны лишь ограничить патологический процесс (при этом ПС полностью не ликвидируется), то выздоровление не наступает, а происходит хронизация патологического процесса. Одной из форм хронизации является устойчивое патологическое состояние (УПС) - комплекс, включающий первичные и вторичные повреждения, образование резистентной ПС, ее ингибирующие и дезорганизующие влияния на физиологические системы, а также санирующие и компенсаторные механизмы. При длительности УПС весь комплекс становится жестким, все входящие в него механизмы, даже исходно защитные, превращаются в патогенные.
Патогенетическое значение формирования патологической детерминанты состоит в том, что она индуцирует возникновение ПС, лежащей в основе нейропатологического синдрома. Образование патологической детерминанты - дальнейший этап эндогенизации патологического процесса, а сама детерминанта - новый эндогенный фактор его развития. С деятельностью детерминанты связаны практически все нервные расстройства, характеризующиеся гиперактивностью систем и усиленной продуктивной симптоматикой (например, эпилептические очаги в коре головного мозга). Эффекты патологической детерминанты могут выражаться и в выпадении функций, если детерминанта активирует тормозные структуры ЦНС.
Патологическая детерминанта инициирует образование ПС, обеспечивает ее сохранение, развитие и активность, являясь ключевым управляющим звеном.
Патологическая детерминанта - наиболее резистентная часть ПС, и при ее исчезновении сохраняется в виде функционально изолированного, ослабленного, но представляющего потенциальную опасность ГПУВ. При новых патогенных воздействиях, нарушающих тормозной контроль, возможны восстановление и активация исчезнувшей ранее ПС (рецидив на базе следовых реакций).