Современные парадигмы в неврологии: Позитивная неврология. Женская неврология

Рамон-и-Кахалем были опубликованы более 100 статей только на испанском языке, что и послужило малоизвестности научного открытия.

В 1900–1901 гг. его работы были переведены на немецкий язык, и после этого пришла научная известность автора, что привело к новому витку изучения церебральной локализации определенных специализированных функций различных областей головного мозга.

Закономерной последовательности в изучении нервной системы не отмечалось, что было связано, прежде всего, с возможностями научно-технического потенциала общества.

После предположенной нейронной теории научному сообществу многие исследователи устремили свои изыскания в поисках способа передачи информации по нейронам. Ответ на вопрос, что приводит к временным изменениям свойств клеточных мембран, если в биологической ткани, вызванные раздражителем, не ограничиваются местом его воздействия, а возникнув, быстро передвигаются на соседние участки мембраны, по которым нервный импульс перемещается по нервной клетке в направлении от дендрита в тело клетки и далее в аксон.

Было выяснено, что мембранный потенциал вследствие эффекта ионного насоса в зависимости от происходящих в ней активных химических процессов обеспечивает передвижение ионов через мембрану в направлении, противоположном градиентам их концентрации.

И тут назрела другая проблема: а что означает потенциал действия и потенциал покоя?

Исследователи пришли к мнению, что сигналы – это биоэлектрические токи, генерируемые поверхностной мембраной нейрона, которые перемещают заряд, обусловленный создаваемой в них концентрацией ионов натрия, калия, кальция и хлора. Изменение мембранного потенциала зависит от уровня потенциала покоя (– 70 мВ) до (– 55 мВ), который приводит к перемещению через мембрану положительно заряженных ионов. При этом возникает деполяризация мембранного потенциала по феномену «все или ничего» и достигает величины потенциально + 40 мВ. Вследствие этого положительно заряженные ионы, составляющие потенциал действия, перемещаются вдоль аксона, вызывая дополнительный эффект проникновения ионов (атомов) и деполяризацию мембраны в зоне каждого перехвата Ранвье. В итоге потенциал действия не истощается, а перемещается от одного перехвата Ранвье к другому сальтаторно (скачкообразно), без потери энергии, не затухая и сохраняя постоянство амплитуды.

Вслед за объяснением потенциала действия (спайк-потенциала) стало понятно значение потенциала покоя, который с эффектом ионного насоса составляет около – 70 мВ.

Существуют местные потенциалы, которые распространяются на 1–2 мм и появляются в местах возникновения или торможения сигналов, обычно в дендритах.

Синаптический потенциал возникает под воздействием медиаторов в постсинаптической мембране.

В настоящее время этот феномен объясняет взаимодействие натрий-калиевой аденозинтрифосфазы (АТФазы), как пример антипорта и активного транспорта. Натрий-калиевая АТФаза переносит в клетку ионы калия, а из клетки – ионы натрия, где АТФаза выполняет роль транспорта, которая изнутри клетки «забирает» три иона натрия и затем расщепляет молекулу АТФ, присоединяя к себе фосфат, «выбрасывает» ионы натрия, в то же время отсоединяя фосфат, входят два иона калия внутрь клетки.

В итоге во внеклеточной среде создается высокая концентрация ионов натрия, а внутри клетки – высокая концентрация калия. Работа натрия-калия-АТФазы создает не только разность концентраций, но и разность зарядов. На внешней стороне мембраны создается положительный заряд, на внутренней – отрицательный.

Обоснованию теории происхождения потенциалов способствовали исследования Дюбуа-Раймона Эмиля Генриха (1818–1896), Юлиуса Бернштейна (1839–1917), Чарлза Скотта Шеррингтона (1857–1952), Ходжкина Алана Алойда (1914–1998), Хаксли Андрю Бредфорда (1917–2012), Джона Эклсона (1903–1997), и все изыскания в этом направлении проходили в течение полувека ХХ столетия.

Важным фактором в науке является приоритет открытия. Требование времени заключалось в том, что изобретение должно быть своевременно опубликовано, особенно если в дальнейшем оспаривается авторство настоящего открытия. Ученые ведущих экономических стран ХХ в. вышли на стартовую площадку, чтобы понять материалистическую природу нервной организации живого мира.

Материалисты и идеалисты еще продолжали оспаривать первичность мироздания, а требование времени, как ветер, уносило в неизвестность ненужные споры. Были компромиссы, но они чаще носили философский характер.

Так, например, Чарлз Шеррингтон как философ выразил свое кредо в тезисе дуалистического видения мира, что это две замкнутые и не сообщающиеся между собой системы действительности, и таким образом обосновывал свободу научного эксперимента в религиозном мире.

В ХХ в. начался научный поиск универсальности нервной деятельности человека с позиции гуманистической философии.

Следующее открытие связано с поиском химической передачи нервного импульса.

Нейротрансмиттеры – это химические соединения, относящиеся к лигандам, которые синтезируются в теле нейрона. Нужно отметить, что кванты медиаторов в процессе аксонального тока попадают в окончания аксона, и в результате, когда окончаний аксона достигает нервный импульс, то в этот момент кванты медиатора попадают в синаптическую щель, обеспечивая формирование нервного импульса в последующем нейроне, вследствие взаимодействия с постсинаптическими рецепторами, при котором изменяется проницаемость постсинаптической мембраны.

Классическими медиаторами являются ацетилхолин, дофамин, норадреналин, серотонин, глицин, гамма-амино-маслянная кислота. Эту химическую передачу нервного импульса первым установил австрийский физиолог Отто Леви (1873–1961).

Еще раз подчеркнем, что, говоря о нейромедиаторах, мы имеем в виду, что это неотъемлемые компоненты нейрона. Была обозначена роль лиганд – биологически активных веществ как носителей регулирующей информации, мишенью которых служат специализированные рецепторы органов и тканей. Это стало новым направлением в нейрофармакологии. Так было установлено, что лиганды связываются только с определенными рецепторами, и от активности этого взаимодействия зависит степень родства лиганда и рецептора, а также объем связывания нейротрансмиттера от насыщаемости рецепторов.

Таким образом, фармакологическое действие лекарственных средств оказывается возможным благодаря активным центрам молекул, которые обладают свойствами, подобными лигандам природных регуляторов. На этом принципе основаны разработки препаратов, обладающих не столько антидепрессивным, сколько модулирующим действием на нейрон. Общие закономерности лигандорецепторного действия лежат в основе фармакологического эффекта, когда молекулы препарата могут вступать в контакт с нейроном, рецепторами органов и тканей.

Понимание о нейронах и его свойствах шло в духе перемен научных воззрений в обществе. Противоречия теоретических представлений с практическими возможностями использования результатов исследований привели к возникновению новой необходимости пересмотра научных позиций. Новой научной эпохе понадобилась универсальная гипотетическая теория, которая объединяет физико-математические познания всех известных фундаментальных исследований. На основе уравнений Максвелла нашло продолжение декартовское близкодействие взаимодействия и ньютоновское дальнодействие, которые были преобразованы в единую теоретическую схему, а именно, явления электричества, магнетизма и оптики в единую составляющую теорию электромагнетизма.

Далее было оценено явление гравитации Давидом Гильбертом, Германом Вейлем и Альбертом Эйнштейном, которые объединили теорию относительности и электромагнетизма в квантовую механику.

Вследствие фундаментальных взаимодействий гравитационного, электромагнитного, сильного ядерного, слабого ядерного взаимодействия квантовых частиц явления интерференции и резонанса должны найти отражение в живой материи, которые поддерживают феномен нервной системы – сознание, что дает предпосылки для развития новых положений о функции нейрона, и одна парадигма сменит другую, придя на смену теории ионного взаимодействия, и будут рассматриваться другие нейронные связи на основе нанотехнологий.

Второй тезис Рамона-и-Кахаля в 1882 г. был о нейротрофической регуляции. Сущность этой концепции в диалектической связи формы и содержания. Структура нейрона включает в себя мембрану, протоплазму, аппарат Гольджи, спонгиоплазму и нейрофибриллы. Эти нейрофибриллярные нити рассматривались как независимые единицы, названные нейробионами; в этих структурах «адсорбируется возбудительная энергия», а миофибриллы участвуют в процессе нейропластичности и нейротрофичности в шванновских клетках.

Рита Леви-Монтальчини (1909–2012) подтвердила в своих работах, что имеются нейротрофические ростовые факторы; это позволило внести новое содержание в современное представление о компенсаторных функциях мозга и его пластичности.

Формы пластичности многообразны: синаптические, мембранные, молекулярные и морфологические. В настоящее время отмечены некоторые компоненты нейропластичности, а это изменение порога возбудимости потенциал-связанных мембранных каналов клеток, и медиаторная реорганизация, и изменение аффинности рецепторов, структуры и активности синапсов, и формирование новых синапсов, и реконструкция конфигурации дендритов.

Во многих модельных исследованиях задокументирована регенерация нервных структур вследствие воздействия нейротрофилов. Это поддерживающее действие легло в основу нейропротекции, которое направлено на предотвращение дегенерации нейронов, стимуляции синаптической пластичности, защиты клеток мозга от окислительного стресса и апоптоза, ослабления депозиции амилоидных образований, стимуляции нейрогенеза и предотвращения медиаторного дефицита.

Важным звеном в деструкции и нарушении митохондрий является оксидантный стресс – процесс образования супероксидов и перекиси водорода, окислителей, разрушающих клеточное содержимое, включая ДНК. Активные формы кислорода атакуют глию и нейроны, которые являются постмитотическими клетками и уязвимы к действию свободных радикалов.

В свою очередь, окислительный стресс, приводящий к нарушению окислительного метаболизма, участвует в природном биологическом процессе уничтожения определенных популяций клеток – апоптозе. Отмечено, что в результате ишемии или травмы мозга нейродегенерация отмечается избирательным поражением отдельных популяций нейронов и биохимической селективностью.

Нейротрофины играют особую роль в нейрогенезе в регулируемой трансформации нейральных стволовых клеток в нейроны, астроциты и олигодендроциты.

В 1960-е гг. с помощью 3Н-тимидиновой авторадиографии было установлено, что недифференцированные структуры в неокортексе, гиппокампе и обонятельной луковице в дальнейшем становятся зрелыми нервными клетками. Нейральные стволовые клетки рассматриваются как мультипотентные стволовые клетки, которые при определенных условиях трансформируются в специализированные нейроны, астроциты, олигодендроциты. Нейрогенез происходит в основном в субвентральной зоне бокового желудочка и субангулярной зоне зубчатой извилины.

Феномен фактора роста (NGF) – естественная субстанция, которая способна стимулировать рост, пролиферацию и (или) дифференцировку живых клеток.

Была подтверждена еще одна особенность на генетическом уровне, что фактор роста нервов еще и кодируется в первой хромосоме.

Нервная система имеет структурно-функциональную организацию, которую формируют три эмбриональных источника (плакоды, ганглиозная пластинка, нервная трубка), где химическое кодирование нервных путей обеспечивается медиаторами, нейропептидами и гормонами через кодирование ферментов синтеза, мембранных молекул и мембранных рецепторов. Также мозг является топически упорядоченной организацией его структур, где преобразование многомерной информации проходит через определенные ступени – конвергенции, дивергенции, инверсии и вычленения (Оленев С. Н., 1995).

В целом функционирование нервной системы обеспечивает адаптивное взаимодействие организма с внешней средой.

Рецепция

В общую неврологию входит оценка феномена рецепции, которая является совокупностью всех афферентных систем, со специфической обработкой чувствительных сигналов до ощущений, далее с перекодированием в восприятие, которое трансформируется в представление, до субъективного осмысления объективного мира в факте сознания.

Чувство есть познавательный процесс и образ, а именно как вид чувствительности и как эмоционального переживания.

Древнегреческий мыслитель Аристотель в рецепции определил пять чувств: зрение, слух, обоняние, вкус, осязание.

Рецепция преобразовывает различные виды энергии раздражения рецепторов в биоэлектрический потенциал нервного импульса, несущего информацию о воздейстии на организм раздражителя. Выделяют три вида перцептивных чувств: гаптическое (кинестетическое) – обусловленное движением, так называемое пространственно-временное свойство, зрение (симультантно-пространственное) и слух (сукцессивно-временное) в виде первичных сенсорных чувств. Далее через перцептивные (вторичные) зоны эти сигналы обрабатываются в трех модальностях, как окципитальные (зрительные), темпоральные (слуховые), постцентральные (соматосенсорные и кинестетические).

В зависимости от вида чувствительности, основанной на определении места возникновения раздражений, выделяют экстероцепторы, проприоцепторы, интероцепторы. В клинической практике неврологов принято деление чувствительности на поверхностную, к которой отнесены экстероцепторы, и глубокую – к ней относят проприоцепторы и интероцепторы.

Все это невозможно было без эпохального понимания концепции об анализаторе, который предложил И. П. Павлов.

Анализатор – это функциональное объединение структур периферической и центральной нервной системы, осуществляющее восприятие и анализ информации о явлениях, происходящих как в окружающей, так и во внутренней среде организма. Периферические нервные окончания представляют собой специальные образования для определенного вида чувствительности и переработку данного вида энергии в информационное сознание.

Каждый анализатор имеет периферическую часть, проводниковый путь и корковый отдел головного мозга.

Необходимо отметить, что понятие об анализаторе – это концепция о рецепции, которая включает в себя и особое понятийное представление о чувствительности. На практике мы предлагаем чаще рассматривать частные вопросы расстройства чувствительности при поражении нейрона в его дендритно-аксоной проводникой части.

Концепция И. П. Павлова была изложена с позиций физиологии и неврологии, что в дальнейшем расценивалось последователями разных школ и направлений в более широком смысле, и идеи были привнесены не только в естественно-научные дисциплины, но и в социально-политические науки.

Иван Петрович Павлов был из семьи священнослужителей, но в течение всей жизни проповедовал воинствующий материализм. В Университете в Санкт-Петербурге он под руководством И. Ф. Циона (1842–1912) выполнил научные работы по темам «Влияние гортанных нервов на кровообращение» и «Физиология нервов поджелудочной железы» и в 1874 г. в свои 25 лет доложил о них на заседании общества естествоиспытателей.

В 1875 г. закончил Университет, получив ученую степень кандидата естественных наук. Вслед за учителем И. Ф. Ционом он перешел работать ассистентом кафедры академии и одновременно поступил на третий курс данного учебного заведения для получения диплома доктора медицины.