Таким образом, локальное повреждение органа привело к гибели первоначально интактных клеток на протяжении практически всего спинного мозга.
Неустраненная компрессия спинного мозга, в том числе в случае травматического повреждения спинного мозга человека, является причиной длительной и распространенной апоптозной гибели клеток. Эти данные обосновывают максимально ранние декомпрессивные вмешательства на позвоночнике и спинном мозге с целью ограничения и уменьшения процессов вторичного повреждения спинного мозга, и в частности, апоптоза.
Исследование травмированного спинного мозга человека подтвердило данные экспериментальных исследований. Максимальное развитие апоптоза наблюдалось на отдалении от очага травмы. Такое распространение процесса, по-видимому, связано с завершением деструктивных процессов повреждения в зоне первичного повреждения и распространением волны апоптоза вдоль спинного мозга в дистальном и проксимальном направлении. Основными видами клеток, подвергшихся апоптозу, были глиоциты, однако регистрировалась и апоптозная гибель нейронов.
ДНКазы являются основными исполнителями апоптоза, поэтому, суммируя результаты исследования активности ДНКазы в ликворе и в месте поражения, а также на основании иммуногистохимического выявления апоптоза в срезах спинного мозга, можно сделать вывод, что апоптоз у человека начинается в зоне травматического повреждения спинного мозга и распространяется по спинному мозгу на значительное удаление в проксимальном и дистальном направлениях, и максимальная интенсивность процесса наблюдается в первые 2 месяца после травмы.
Спасительные часы – надежда спинальных хирургов
Многие исследователи, изучающие пострадавших с серьезным повреждением позвоночника и погибших непосредственно в момент травмы, обнаружили, что во многих случаях в спинном мозге не было макроскопических (видимых невооруженным глазом) признаков повреждения вследствие того, что цепочка клеточных разрушений была прервана смертью человека. Если человек выживал хотя бы на протяжении нескольких часов, то появлялись очевидные признаки некроза, и на определенном этапе (12–24 часа) макрофаги и микроглия внедрялись в область повреждения и там активизировались. Подобные наблюдения указывают на то, что существует некий терапевтический промежуток, когда можно попытаться предотвратить развитие процессов вторичного повреждения. С этой целью в 1979 году в США были исследованы возможности терапевтического введения больших доз метилпреднизолона и лазароидов. В эксперименте предварительное лечение животных метилпреднизолоном ингибировало апоптоз после травмы спинного мозга, однако не коррелировало с неврологическими исходами. Несмотря на введение в клиническую практику лечения метилпреднизолоном, эффективность протективной терапии остается крайне низкой. Это указывает на необходимость дальнейшего изучения механизма вторичного повреждения, и апоптоза в частности, как наиболее значимой причины отсроченной гибели клеток. Многие экспериментальные данные демонстрируют, что подавление вторичного повреждения может сопровождаться улучшением неврологических исходов.
Знание временной динамики развития апоптоза позволяет прогнозировать и планировать лечебную тактику: именно отсроченная гибель клеток спинного мозга дает терапевтическое «окно» для проведения фармакологической коррекции вторичного повреждения.
Учитывая результаты проведенных исследований по изучению динамики апоптоза, представляется наиболее целесообразным подавление апоптоза в первые 6–8 недель после травмы.
В ликворе больных с травмой спинного мозга был обнаружен повышенный уровень активности ДНКаз в первые два месяца после травмы, что указывает на развитие апоптоза в этот временной промежуток. Подобная динамика в целом коррелирует с данными экспериментальной травмы, при которой максимальной интенсивности апоптоз достигал в первые несколько недель. ДНКазы являются важным компонентом процесса апоптоза в спинном мозге. Они могут вызывать апоптоз в окружающих тканях, если высвобождаются из клеток в состоянии апоптоза или некроза. Подавление активности ДНКаз может быть прогрессивной терапевтической стратегией для защиты спинного мозга от вторичного апоптозного повреждения.
Прослеживаются корреляции глубины распространения апоптоза в спинном мозге при травме человека и эксперименте на животных. Обнаружено, что как и в эксперименте на животных, так и у человека апоптозная гибель клеток наблюдается не только вблизи очага травмы, но и на протяжении нескольких сегментов от него. Это является важным для объяснения процессов посттравматической миелопатии и разработки методов лечебного воздействия, в частности подавления апоптоза.
Предотвращение апоптоза является важной терапевтической стратегией для восстановления функции поврежденного спинного мозга. Факты указывают на то, что при первичном повреждении спинного мозга чаще всего в области травмы сохраняются клетки и волокна. Кроме того, известно, что для минимальной достаточной проводниковой функции спинного мозга необходима лишь некоторая часть волокон. Поэтому сохранение этих волокон и клеток, предотвращение их вторичной апоптозной гибели может быть перспективным в лечении травматической болезни спинного мозга.
Способы подавления отсроченной гибели клеток
В настоящее время рассматриваются различные способы подавления апоптоза. Среди них блокаторы кальциевых каналов, рецепторов возбуждающих аминокислот, ингибирование ферментов апоптоза (каспаз), применение методов генной терапии с изменением соотношения функции про– и антиапоптозных генов в сторону подавления апоптоза, методики с применением антисмысловых нуклеотидов, введение цитокинов и трофических нервных факторов и другие.
Отсутствие универсального средства, подавляющего апоптоз при травматическом повреждении спинного мозга, заставляет исследовать новые возможности в этом направлении.
Возможности восстановления спинного мозга
Способность спинного мозга регенерировать и восстанавливать свою функцию после травматического повреждения связана со многими факторами, среди которых – принадлежность к определенному виду животных, а также возраст особи. Классическим примером по изучению регенерации спинного мозга являются опыты Спалланцани (1768 г.) с отсечением хвоста ящерицы. Современные опыты также подтверждают регенерацию поврежденного спинного мозга у взрослых особей рыб или амфибий.
Способность спинного мозга к регенерации уменьшается по мере взросления особи. Так, у новорожденных животных наблюдается максимальное восстановление спинного мозга.
Например, еще в 1915 г. Хукер наблюдал полное срастание и регенерацию спинного мозга раннего эмбриона лягушки после его полной перерезки. Экспериментально показано, что у молодых животных нейроны прорастают сквозь поврежденный участок мозга, а в более позднем возрасте обычно не способны к этому. Подобный феномен связывают с появлением миелиновых оболочек волокон: при пересечении спинного мозга новорожденного опоссума происходит полное восстановление движений и чувствительности лишь до начала процессов миелинизации.
Основной особенностью регенерации центральной нервной системы млекопитающих неизменно считали слабый рост поврежденных аксонов. По описаниям, этот рост продолжается всего лишь несколько дней или недель и не приводит к восстановлению связи между краями поврежденных участков мозга даже при наличии небольших промежутков между ними. В противоположность спинному мозгу, периферические нервы млекопитающих способны к восстановлению функции. Это объясняется рядом биохимических особенностей центральной нервной системы: у нервных волокон спинного мозга иной состав миелиновой оболочки: нет шванновских клеток.
В 1950-е годы интерес к возможности восстановления функции спинного мозга вновь возрос. Это было связано как с развитием нейробиологии, так и с накоплением научных фактов, свидетельствующих о возможности восстановления спинного мозга млекопитающих. Многие исследователи описывали рост нервных волокон при экспериментальном повреждении спинного мозга у крыс, кошек. У человека подобные процессы наблюдаются как при травматическом повреждении спинного мозга, так и при некоторых заболеваниях. Однако в большинстве случаев подобный рост волокон не приводит к улучшению неврологических функций. Внимание исследователей было вновь приковано к возможности регенерации спинного мозга после опытов A. J. Aguayo в 1980-х годах. В его экспериментах после трансплантации отрезка периферического нерва к области ствола мозга и шейного утолщения спинного мозга крыс был получен рост в трансплантат двигательных и чувствительных волокон как спинного, так и головного мозга на протяжении до 35 мм. Неоспоримо доказанная таким образом возможность регенерации нейронов центральной нервной системы явилась новым мощным стимулом поисков способов восстановления функции поврежденного спинного мозга. Очевидно, что для подобной регенерации необходимо создать особые условия, и в частности предотвратить или уменьшить вторичное повреждение нервной системы.
