5.Регенерация периферических нервов

При разрушении участка периферического нерва в течение недели наступает восходящая дегенерация проксимальной (ближайшей к телу нейрона) части аксона с последующим некрозом как аксона, так и шванновской оболочки. На конце аксона формируется расширение (ретракционная колба). В дистальной части волокна после его перерезки отмечается нисходящая дегенерация с полным разрушением аксона, распадом миелина и последующим фагоцитозом детрита макрофагами и глией. Начало регенерации характеризуется сначала пролиферацией шванновских клеток, их передвижением вдоль распавшегося волокна с образованием клеточного тяжа, лежащего в эндоневральных трубках. Таким образом, шванновские клетки восстанавливают структурную целостность в месте разреза. Фибробласты также пролиферируют, но медленнее шванновских клеток. Указанный процесс пролиферации шванновских клеток сопровождается одновременной активацией макрофагов, которые первоначально захватывают, а затем лизируют оставшийся в результате разрушения нерва материал. Следующий этап характеризуется прорастанием аксонов в щели, образованные шванновскими клетками, проталкиваясь от проксимального конца нерва к дистальному. При этом от ретракционной колбы в направлении дистальной части волокна начинают отрастать тонкие веточки (конусы роста). Регенерирующий аксон растет в дистальном направлении со скоростью 3—4 мм сут. вдоль лент из шванновских клеток (ленты Бюгнера), которые играют направляющую роль. В последующем наступает дифференциация шванновских клеток с образованием миелина и окружающей соединительной ткани. Коллатерали и терминали аксонов восстанавливаются в течение нескольких месяцев. Регенерация нервов происходит только при условии отсутствия повреждения тела нейрона, небольшом расстоянии между поврежденными концами нерва, отсутствии между ними соединительной ткани. При возникновении преграды на пути регенерирующего аксона развивается ампутационная нейрома. Регенерация нервных волокон в центральной нервной системе отсутствует.

Когда нерв поврежден, глиальные клетки вырабатывают белок нейрегулин-1, таким образом способствуя регенерации нервной ткани.

В отличие от спинного и головного мозга, периферическая нервная система имеет удивительную способность к регенерации. Исследователи из Института экспериментальной медицины Макса Планка в Гёттингене открыли, что вслед за повреждением нерва, периферические глиальные клетки вырабатывают фактор роста нейрегилин-1, который вносит необходимый вклад в регенерацию. Вслед за повреждением периферического нерва, аксоны дегенерируют. Однако через несколько недель они регенерируют и восстанавливаются благодаря миелину шванновких клеток. Однако они не способны восстановить миелиновое покрытие полностью. Таким образом, функция нерва остается частично поврежденной.

В данном исследовании ученые показали, что фактор роста нейрегулин-1 поддерживает восстановление нервов и развитие миелинового слоя. Этот белок обычно вырабатывается нейронами и локализован в аксонах, где служит важным сигналом созревания шванновских клеток и формирования миелина. Поскольку после повреждения аксоны быстро дегенерируют и шванновские клетки теряют контакт с ними, образуется нехватка сигналов нейрегулина-1 на нервные волокна. Для преодоления этого шванновские клетки сами берут на себя выработку сигнальных молекул. После повреждения нерва они синтезируют нейрегулин-1, пока аксон не восстановится. В эксперименте на мышах ученые показали, что это обязательный момент в созревания новых шванновских клеток и регенерации миелина.

5.1.Управление регенерацией периферического нерва воздействием импульсным электрическим током

Недостаточно эффективное восстановление функций периферических нервов после повреждений актуализирует исследования по оптимизации реабилитационной терапии. Одним из эффективных методов стимуляции регенерации нервного волокна является электротерапия. Известно, что её применение в ранний послеоперационный период способствует ранней инициации регенераторного ответа моторных нейронов, вовлекает в начало реиннервационного процесса большее их количество, способствует ранней и упорядоченной регенерации афферентов.

Цель работы учёных из РНЦ "ВТО" - выявление особенностей влияния разных методик отсроченной электротерапии на регенерацию периферических нервов.

Пилотное исследование выполнено на 6 взрослых беспородных собаках, которым на уровне середины бедра пересекали и с применением микрохирургической техники сшивали правый седалищный нерв. У 2 собак, составивших контрольную группу, воздействия на этом прекращали. Остальным через месяц после нейротомии и шва нерва проводили курс электростимуляции из 18 сеансов (3 сеанса в неделю по 40 минут). Две собаки получали внутритканевую электростимуляцию аппаратом ЭСГ-1 (ток импульсный монополярный, частота 50 гц) - первая группа, двум другим проводили накожную электростимуляцию «Миоритмом - 040» (переменный ток с асимметричным импульсом, «дрейф» частот в диапазоне 20 - 120 гц) - вторая группа. Все животные выведены из опыта через 2,5 месяца после операции. Содержание животных, эксперимент и эвтаназию осуществляли согласно приказу МЗ СССР N 775, 1977г. Поперечные эпоксидные полутонкие срезы оперированных нервов дистальнее   уровня   швов   окрашивали   по   Уикли.   Используя   большие исследовательские микроскопы «Opton» (Германия) и аппаратно-программный комплекс «ДиаМорф» (Москва), оцифровывали от 30 до 80 полей зрения (увеличение 1250) и получали изображения от 150 до 500 мякотных нервных волокон. Методом точечного счёта в изображениях определяли объёмную плотность   нейральных   элементов.   Рассчитывали   численную   плотность регенерировавших  миелинизированных  волокон.   Измеряли   их  диаметры, диаметры их аксонов и миелиновой оболочки, определяли соответствующие средние показатели. Для двойного контроля морфометрировали седалищные нервы 3 интактных собак.

При микроскопии полутонких срезов установлено, что через 2,5 месяца после перерезки и микрохирургического шва седалищного'нерва в нервах контрольных животных определяются остаточные признаки эндоневрального отёка и микроциркуляторной компрессии. У стимулированных собак они не обнаруживаются. Среднее число эндоневральных трубок с продуктами валлеровской дегенерации в одном поле зрения в контроле больше, чем в опыте.

Объёмная плотность нейральных элементов у собак, подвергавшихся электростимуляции, больше, чем в контроле (70 % против 40 %). Численная плотность регенерирующих мякотных волокон у 5 собак из 6 превысила соответствующий показатель интактного нерва в 2 -3 раза, варьируя от 26 до 39 тыс. на 1 кв.мм (у интактных собак - от 10 до 14 тыс. на мм ). Лишь у одного животного из второй группы численная плотность мякотных волокон сопоставима с интактным показателем (14,2 тыс. на мм2). Увеличение размерной вариативности и среднего диаметра регенерирующих миелинизирующихся волокон по сравнению с контролем отмечено у 3 животных из 4; эта тенденция была более выражена во второй группе, чем в первой. У всех стимулированных животных средний диаметр регенерирующих аксонов миелинизированных волокон больше по сравнению с контролем, эта тенденция также более выражена во второй группе, нежели в первой. Средняя толщина миелиновой оболочки регенерирующих волокон у животных первой группы сопоставима с контролем, а во второй группе больше контроля.Полученные данные свидетельствуют, что в условиях отсроченной электротерапии в регенерирующем нерве ускоряется разрешение субпериневрального и эндоневрального отёка, быстрее завершается валлеровская дегенерация. Это создаёт предпосылки для более эффективного восстановления объёмной плотности нейральных элементов и размерных параметров миелинизированных волокон, детерминирующих восстановление функциональных характеристик прежде, всего проводимости и скорости проведения по нерву. Несмотря на малый объём опытного материала, можно утверждать, что существуют отличия эффектов электростимуляции на аксональный спраутинг и дифференцировку миелинизированных волокон, зависящие от особенностей методики и параметров электрического тока. Представляется перспективным дальнейшее исследование механизмов влияния электротерапии на регенерацию, подбора оптимальных способов и режимов воздействия электрического тока.