Sinir hüceyrələri bərpa olunur

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Məşhur “Sinir hüceyrələri bərpa olunmur” ifadəsi uşaqlıqdan hər kəs tərəfindən dəyişməz bir həqiqət kimi qəbul edilir. Lakin bu aksiom mifdən başqa bir şey deyil və yeni elmi məlumatlar onu təkzib edir.

Təbiət inkişaf etməkdə olan beyində çox yüksək təhlükəsizlik marjası qoyur: embriogenez zamanı böyük miqdarda neyron əmələ gəlir. Onların demək olar ki, 70%-i uşaq doğulmadan ölür. İnsan beyni doğulduqdan sonra, ömrü boyu neyronlarını itirməyə davam edir. Bu hüceyrə ölümü genetik olaraq proqramlaşdırılmışdır. Təbii ki, təkcə neyronlar yox, bədənin digər hüceyrələri də ölür. Yalnız bütün digər toxumalar yüksək bərpa qabiliyyətinə malikdir, yəni hüceyrələri ölüləri əvəz edərək bölünür.

Regenerasiya prosesi epitelin hüceyrələrində və hematopoetik orqanların (qırmızı sümük iliyi) ən aktiv şəkildə aparılır. Amma elə hüceyrələr var ki, orada bölünmə yolu ilə çoxalmağa cavabdeh olan genlər bloklanır. Bu hüceyrələrə neyronlardan əlavə ürək əzələsinin hüceyrələri də daxildir. Sinir hüceyrələri ölüb yenilənməsə, insanlar çox qocalıq yaşına qədər zəkalarını necə qoruyub saxlaya bilirlər?

Mümkün izahatlardan biri: sinir sistemində bütün neyronlar eyni vaxtda deyil, neyronların yalnız 10%-i “işləyir”. Bu fakta tez-tez məşhur və hətta elmi ədəbiyyatda istinad edilir. Mən dəfələrlə yerli və xarici həmkarlarımla bu bəyanatı müzakirə etməli olmuşam. Və onların heç biri bu rəqəmin haradan gəldiyini anlamır. İstənilən hüceyrə eyni anda yaşayır və “işləyir”. Hər bir neyronda metabolik proseslər daim baş verir, zülallar sintez olunur, sinir impulsları əmələ gəlir və ötürülür. Buna görə də, "istirahət" neyronları fərziyyəsini tərk edərək, sinir sisteminin xüsusiyyətlərindən birinə, yəni müstəsna plastikliyinə müraciət edək.

Plastikliyin mənası ondan ibarətdir ki, ölü sinir hüceyrələrinin funksiyaları onların sağ qalan “həmkarları” tərəfindən götürülür, ölçüləri artır və yeni əlaqələr yaradır, itirilmiş funksiyaları kompensasiya edir. Bu cür kompensasiyanın yüksək, lakin sonsuz olmayan effektivliyini neyronların tədricən ölümü olan Parkinson xəstəliyinin nümunəsi ilə göstərmək olar. Məlum olur ki, beyindəki neyronların təxminən 90%-i ölənə qədər xəstəliyin kliniki əlamətləri (əzaların titrəməsi, hərəkətliliyin məhdudlaşdırılması, qeyri-sabit yeriş, demans) özünü göstərmir, yəni insan praktiki olaraq sağlam görünür. Bu o deməkdir ki, bir canlı sinir hüceyrəsi doqquz ölü əvəz edə bilər.

Ancaq sinir sisteminin plastikliyi yetkin qocalığa zəkanın qorunmasına imkan verən yeganə mexanizm deyil. Təbiətin də bir geri dönüşü var - yetkin məməlilərin beynində yeni sinir hüceyrələrinin yaranması və ya neyrogenez.

Neyrogenez haqqında ilk hesabat 1962-ci ildə nüfuzlu Elm jurnalında dərc edilmişdir. Məqalə "Yetkin məməlilərin beynində yeni neyronlar əmələ gəlirmi?" Onun müəllifi, Purdue Universitetindən (ABŞ) professor Cozef Altman elektrik cərəyanının köməyi ilə siçovulun beyninin strukturlarından birini (yan genikulyar bədən) məhv etdi və oraya yeni yaranan hüceyrələrə nüfuz edən radioaktiv maddə yeridib. Bir neçə ay sonra alim talamusda (ön beynin bir hissəsi) və baş beyin qabığında yeni radioaktiv neyronlar aşkar edib. Növbəti yeddi il ərzində Altman yetkin məməlilərin beynində neyrogenezin mövcudluğunu sübut edən daha bir neçə tədqiqat nəşr etdi. Lakin, o zaman, 1960-cı illərdə onun işi nevroloqlar arasında yalnız skeptisizmə səbəb oldu, onların inkişafı izlənmədi.

Və yalnız iyirmi il sonra neyrogenez "yenidən kəşf edildi", lakin artıq quşların beynində. Bir çox nəğmə quşu tədqiqatçıları hər cütləşmə mövsümündə erkək kanareyka Serinus canaria-nın yeni "dizləri" ilə mahnı oxuduğunu qeyd etdilər. Üstəlik, o, həmkarlarından yeni trillər qəbul etmir, çünki mahnılar hətta tək-tək yenilənirdi. Alimlər beynin xüsusi bölməsində yerləşən quşların əsas səs mərkəzini ətraflı tədqiq etməyə başladılar və müəyyən etdilər ki, cütləşmə mövsümünün sonunda (kanaryalarda bu, avqust və yanvar aylarında baş verir) quşların neyronlarının əhəmiyyətli bir hissəsidir. vokal mərkəzi, ehtimal ki, həddindən artıq funksional yükə görə öldü … 1980-ci illərin ortalarında Rokfeller Universitetinin (ABŞ) professoru Fernando Notteboom göstərə bildi ki, yetkin kişi kanareykalarda neyrojenez prosesi daim səs mərkəzində baş verir, lakin əmələ gələn neyronların sayı mövsümi dalğalanmalara məruz qalır. Kanareykalarda neyrogenezin zirvəsi oktyabr və mart aylarında, yəni cütləşmə mövsümündən iki ay sonra baş verir. Məhz buna görə də kişi kanareyka mahnılarının “musiqi kitabxanası” mütəmadi olaraq yenilənir.

1980-ci illərin sonlarında Leninqrad alimi professor A. L. Polenovun laboratoriyasında yetkin amfibiyalarda da neyrogenez aşkar edilmişdir.

Sinir hüceyrələri bölünmürsə, yeni neyronlar haradan gəlir? Həm quşlarda, həm də suda-quruda yaşayanlarda yeni neyronların mənbəyinin beynin mədəciklərinin divarından olan neyron kök hüceyrələri olduğu ortaya çıxdı. Embrionun inkişafı zamanı məhz bu hüceyrələrdən sinir sisteminin hüceyrələri əmələ gəlir: neyronlar və glial hüceyrələr. Ancaq bütün kök hüceyrələr sinir sisteminin hüceyrələrinə çevrilmir - bəziləri "gizlənir" və qanadlarda gözləyirlər.

Yeni neyronların yetkin orqanizmin kök hüceyrələrindən və aşağı onurğalılarda əmələ gəldiyi göstərilmişdir. Bununla belə, analoji prosesin məməlilərin sinir sistemində baş verdiyini sübut etmək üçün təxminən on beş il lazım idi.

1990-cı illərin əvvəllərində nevrologiyada irəliləyişlər yetkin siçovulların və siçanların beyinlərində "yeni doğulmuş" neyronların kəşfinə səbəb oldu. Onlar əsasən beynin təkamül baxımından qədim hissələrində tapılıb: əsasən emosional davranış, stress reaksiyası və məməlilərin cinsi funksiyalarının tənzimlənməsindən məsul olan qoxu soğanaqları və hipokampal korteks.

Quşlarda və aşağı onurğalılarda olduğu kimi, məməlilərdə də neyron kök hüceyrələri beynin yan mədəciklərinin yaxınlığında yerləşir. Onların neyronlara çevrilməsi çox intensivdir. Yetkin siçovullarda ayda kök hüceyrələrdən təxminən 250.000 neyron əmələ gəlir ki, bu da hipokampusdakı bütün neyronların 3%-ni əvəz edir. Belə neyronların ömrü çox yüksəkdir - 112 günə qədər. Neyron kök hüceyrələri uzun bir yol (təxminən 2 sm) gedir. Onlar həmçinin iybilmə ampulünə keçərək orada neyronlara çevrilə bilirlər.

Məməli beyninin qoxu soğanaqları müxtəlif qoxuların qəbulu və ilkin işlənməsi, o cümlədən feromonların - kimyəvi tərkibində cinsi hormonlara yaxın olan maddələrin tanınması üçün məsuliyyət daşıyır. Gəmiricilərdə cinsi davranış ilk növbədə feromonların istehsalı ilə tənzimlənir. Hipokampus beyin yarımkürələrinin altında yerləşir. Bu mürəkkəb strukturun funksiyaları qısamüddətli yaddaşın formalaşması, müəyyən emosiyaların həyata keçirilməsi və cinsi davranışın formalaşmasında iştirakla bağlıdır. Siçovullarda iybilmə lampasında və hipokampusda daimi neyrogenezin olması gəmiricilərdə bu strukturların əsas funksional yükü daşıması ilə izah olunur. Buna görə də, onlarda olan sinir hüceyrələri tez-tez ölür, bu da onların yenilənməsinə ehtiyac olduğunu bildirir.

Hipokampusda və qoxu soğanağında neyrogenezə hansı şəraitin təsir etdiyini başa düşmək üçün Salk Universitetindən (ABŞ) professor Qeyc miniatür şəhər tikdi. Siçanlar orada oynayırdılar, bədən tərbiyəsi edirdilər, labirintlərdən çıxışlar axtarırdılar. Məlum oldu ki, "şəhər" siçanlarında yeni neyronlar vivariumda adi həyatda batmış passiv qohumlarına nisbətən daha çox sayda yaranıb.

Kök hüceyrələr beyindən çıxarılaraq sinir sisteminin başqa bir hissəsinə köçürülə bilər və burada neyronlara çevrilir. Professor Qeyc və həmkarları bir neçə oxşar təcrübə apardılar, onlardan ən təsirlisi aşağıdakılar oldu. Kök hüceyrələri olan beyin toxumasının bir hissəsi siçovul gözünün məhv edilmiş tor qişasına köçürülüb. (Gözün işığa həssas daxili divarı "əsəb" mənşəlidir: dəyişdirilmiş neyronlardan - çubuqlar və konuslardan ibarətdir. İşığa həssas təbəqə məhv edildikdə, korluq yaranır.) Köçürülmüş beyin kök hüceyrələri retinal neyronlara çevrildi., onların prosesləri optik sinirə çatdı və siçovul yenidən görmə qabiliyyətini bərpa etdi! Üstəlik, beyin kök hüceyrələrini sağlam bir gözə köçürərkən onlarla heç bir transformasiya baş vermədi. Yəqin ki, retina zədələndikdə, neyrojenezi stimullaşdıran bəzi maddələr (məsələn, böyümə faktorları) istehsal olunur. Ancaq bu fenomenin dəqiq mexanizmi hələ də aydın deyil.

Alimlərin qarşısında neyrogenezin təkcə gəmiricilərdə deyil, həm də insanlarda baş verdiyini göstərmək vəzifəsi qoyulmuşdu. Bu məqsədlə professor Qeycin rəhbərliyi altında tədqiqatçılar bu yaxınlarda sensasiyalı işlər həyata keçiriblər. Amerika onkoloji klinikalarından birində sağalmaz bədxassəli yenitörəmələri olan bir qrup pasiyent bromodioksiyuridin kimyaterapevtik dərmanı qəbul edib. Bu maddə mühüm bir xüsusiyyətə malikdir - müxtəlif orqan və toxumaların bölünən hüceyrələrində toplanma qabiliyyəti. Bromodioksiuridin ana hüceyrənin DNT-sinə daxil olur və ananın hüceyrələri bölündükdən sonra qız hüceyrələrində saxlanılır. Patoloji tədqiqatlar göstərmişdir ki, tərkibində bromodioksiuridin olan neyronlar beynin demək olar ki, bütün hissələrində, o cümlədən beyin qabığında olur. Beləliklə, bu neyronlar kök hüceyrə bölünməsindən yaranan yeni hüceyrələr idi. Tapıntı qeyd-şərtsiz təsdiqlədi ki, neyrogenez prosesi böyüklərdə də baş verir. Ancaq gəmiricilərdə neyrogenez yalnız hipokampusda baş verirsə, insanlarda, çox güman ki, beynin daha geniş sahələrini, o cümlədən beyin qabığını tuta bilər. Son tədqiqatlar göstərir ki, böyüklərin beynində yeni neyronlar təkcə neyron kök hüceyrələrindən deyil, qan kök hüceyrələrindən də əmələ gələ bilər. Bu fenomenin kəşfi elm aləmində eyforiyaya səbəb olub. Bununla belə, 2003-cü ilin oktyabrında "Nature" jurnalında dərc olunan nəşr coşğulu beyinləri bir çox cəhətdən soyudu. Məlum oldu ki, qanın kök hüceyrələri həqiqətən də beyinə nüfuz edir, lakin onlar neyronlara çevrilmir, onlarla birləşərək ikinüvəli hüceyrələr əmələ gətirir. Sonra neyronun "köhnə" nüvəsi məhv edilir və o, qan kök hüceyrəsinin "yeni" nüvəsi ilə əvəz olunur. Siçovulun bədənində qan kök hüceyrələri əsasən serebellumun nəhəng hüceyrələri - Purkinje hüceyrələri ilə birləşir, baxmayaraq ki, bu olduqca nadir hallarda baş verir: bütün beyincikdə yalnız bir neçə birləşmiş hüceyrə tapıla bilər. Neyronların daha sıx birləşməsi qaraciyər və ürək əzələsində baş verir. Bunun nə fizioloji məna daşıdığı hələ aydın deyil. Fərziyyələrdən biri budur ki, qanın kök hüceyrələri özləri ilə yeni genetik material daşıyır və bu, "köhnə" beyincik hüceyrəsinə daxil olaraq onun ömrünü uzadır.

Beləliklə, yeni neyronlar hətta yetkinlərin beynindəki kök hüceyrələrdən yarana bilər. Bu fenomen artıq müxtəlif neyrodegenerativ xəstəliklərin (beyində neyronların ölümü ilə müşayiət olunan xəstəliklər) müalicəsində geniş istifadə olunur. Transplantasiya üçün kök hüceyrə preparatları iki yolla əldə edilir. Birincisi, həm embrionda, həm də böyüklərdə beynin mədəcikləri ətrafında yerləşən neyron kök hüceyrələrinin istifadəsidir. İkinci yanaşma embrion kök hüceyrələrinin istifadəsidir. Bu hüceyrələr embrionun formalaşmasının erkən mərhələsində daxili hüceyrə kütləsində yerləşir. Bədənin demək olar ki, hər hansı bir hüceyrəsinə çevrilə bilirlər. Embrion hüceyrələrlə işləməkdə ən böyük çətinlik onları neyronlara çevirməkdir. Yeni texnologiyalar bunu etməyə imkan verir.

ABŞ-ın bəzi xəstəxanalarında artıq embrion toxumasından əldə edilən neyron kök hüceyrələrinin “kitabxanaları” yaradılıb və xəstələrə köçürülür. Transplantasiya üçün ilk cəhdlər müsbət nəticələr verir, baxmayaraq ki, bu gün həkimlər belə transplantasiyaların əsas problemini həll edə bilmirlər: 30-40% hallarda kök hüceyrələrin geniş yayılması bədxassəli şişlərin meydana gəlməsinə səbəb olur. Bu yan təsirin qarşısını almaq üçün hələ də heç bir yanaşma tapılmamışdır. Amma buna baxmayaraq, inkişaf etmiş ölkələrin bəlasına çevrilmiş Alzheimer və Parkinson kimi neyrodegenerativ xəstəliklərin müalicəsində heç şübhəsiz kök hüceyrə transplantasiyası əsas yanaşmalardan biri olacaq.