Продолжительность сохранения изменений в цнс зависит:

• от характера патогенного агента. Так, длительное сохранение и развитие патологического процесса могут иметь место и при кратковременном действии токсинов и фармакологических агентов. Такой эффект возникает , например, при действии столбнячного столбнячного или ботулиничексого токсинов, которые вызвают расщепление белков, ответственных за выделение нейромедиаторов.

• от локализации повреждения в разных отделах ЦНС. Так, лимбические структуры (особенно гиппокамп и миндалина) могут развивать длительно сохраняющуюся гиперактивность даже при однократном патогенном воздействии.

ПАТОГЕНЕЗ НЕРВНЫХ РАССТРОЙСТВ

Собственно патологические изменения в нервной системе представляют собой два рода явлений:

1. альтерация, нарушение и прерывание функциональных связей, повреждение и дезинтеграция существующих связей. По образному оппределеннию И.П.Павлова это – «полом». При некоторых формах патологии деструктивные изменения являются главенствующими, напрмер, при повреждении мозговых структури выпадение их функции приинсукльтах;

2. возникновение новых генераций из поврежденных и вторично измененных образований нервной деятельности, которые являются по характеру и результатам своей деятельности патологическими. На уровне межнейрональных взимоотношений такой генерацией является агрегат гиперактивных нейронов, генерирующие патологоически усиленное возбуждение. На уровне системных нарушений патологической генерацией является новая патодинамическая организация, представляющая собой патологическую систему.

ПАТОЛОГИЯ НЕЙРОНА

Нейрон – специализированная, в высшей степени сложно организованная клетка. Главная задача нейрона – передача и переработка информации, в которой участвуют различные структупные элементы клетки. Это определяет разнообразие патологии нейрона. Оно определяется, в первую очередь, тем, какие части нейрона вовлечены в патологический процесс, а также природой патогенного агента. Тем не менее, многие формы патологии нейрона представляют собой типовые, внутриклеточные патологические процессы, которые осуществляются по стандартным закономерностям эндогенными механизмами, присущими поврежденному нейрону. Условием развития патологического процесса является преодоление саногенетических механизмов контроля и саморегуляции биохимических и биофизических событий.

Нарушение проведения возбуждения по аксону нарушается при различных видах патологии периферических нервов и нервных волокон в ЦНС: при воспалительных процессах, рубцовых изменениях нерва, сдавливании нервных волокон, демиелинизации волокон, при ожогах и при других состояниях и процессах. При дегенерации аксона процеес проведения возбуждения прекращается. Ведущим патогенетическим звеном в нарушении проведения возбуждения является недостаточное поступление ионов натрия в клетку, что необходимо для деполяризации клеточной мембраны и генерации клеткой потенциала действия и его проведения. Это может быть вызвано действием фармакологическими препаратами, в частности, метными анастетиками и рядом химических агентов, например, тетродотоксином. Блокирование возбуждения также может быть вызвано веществами, блокирующими реполяризацию мембраны, например, инсектицидами, в частности, ДДТ. К нарушению проведения возбуждения также ведет энергетический дефицит, что наблюдается при разобщении окислительного фосфорилирования метаболическими ядами, при ишемии и длительном охлаждении участка нерва.

Наряду с этим, участки демиелинизации могут стать местами эктопического возбуждения, возникающих спонтанно при механических или химических воздействиях. При этом возбуждение распространяется по нервному волокну в обоих направлениях, что может вызвать в ЦНС усиленную активность нейронов.

Проведение возбуждение тесно связано с транспортом по аксону

различных веществ из тела нейрона в нервное окончание и обратно. Поэтому нарушение аксоплазматического кровотока играет значительную роль в развитии патологического процесса в нейроне. Это нарушение может быть связано:

1. с действиями химических веществ, разрушающих систему транспорта в клетке, в том числе и лекарственных препаратов – колхицина, винбластина, винкристина и других цитостатиков;

2. с действием метаболических ядов, нарушающих дыхание клетки, например, цианидов, или при других причинах, вызывающих энергетический дефицит;

3. с действием промышленных ядов, например, акриламида, гексахлорана;

4. с действием солей тяжелых металлов (свинца);

5. с действием алкоголя;

6. с дегенерацией аксона, вызываемой недостатком витамина В6 и витамина В12 (болезнь бери-бери);

7. с эндокринной патологией, в частности, отмечается при сахарном диабете;

8. при сдавливании нервных стволов.

Кроме этого, при дегенерации нервных волокон повреждаются дендриты и их шипиковый аппарат, осуществляющий интегративную деятельность нейронов головного мозга у высших млекопитающих.

Все вышеперечисленные нарушения обусловлены, прежде всего, нарушением целостности мембран нейрона, как клеточной, так и внутриклеточных. Универсальным механизмом повреждения мембран клеток является активация перекисного окисления липидов, входящих в их состав.Кроме повреждения мембран нейронов,продукты распада перекисей липидов могут достигать клеточного ядра и повреждать геном, что ведет к нарушению синтеза РНК и белка и, в конечном итоге, к структурному дефициту. Вследствие увеличения проницаемости мембран из нейрона выходят различные вещества, в том числе и те, которые имеют свойства аутоантигенов, что является причиной развитие аутоиммунного процесса, усугубляющего повреждение нейронов.

Важным моментом в активации ПОЛ в мембранах нейронов является их структурные изменения, приводящие к изменению рецепторного аппарата клетки и, в конечном итоге, к нарушению регуляции. Кроме этого, нарушение рецепторногоаппарата приводит к нарушению связывания фармакологических препаратов, что может быть причиной неэффективности проводимой терапии.

Усиление ПОЛ может быть первичным, или вторичным. Первичное возникает при действии веществ, оказывающих прямое прооксидантное действие (различные яды, перекиси, ионы железа, адреналин и др.). Вторичное возникает при патологических процессах, вызванных другими повреждениями, например, при гипоксии, а также при гиперактивации нейронов. В последнем случае активация ПОЛ имеет значение неспецифического патогенетического звена, потенциирующего развитие текущего патологического процесса или вызывающего новый.

Гипоксическое и ишемическое повреждение повреждение мозга.

Гипоксия мозга как патологическое состояние возникает при недостатке кислорода в притекающей крови, что может быть при асфиксии плода и новорожденного, при блокаде связывания гемоглобина кислородом (например, при действии угарного газа) и др. Тотальная ишемия проявляется при прекращение кровообращения мозга (например, при остановке сердца), локальная ишемия – при инсультах, эмболиях. В обоих случаях возникает сложный комплекс патологических процессов. При ишемии важным дополнительным патогеннтическим фактором является отсутствие снабжение глюкозой и действие местно образующихся веществ.

В связи с высокой потребностью в энергии, нейроны и ЦНС в целом требуют значительного кислородного обеспечения. Хотя масса мозга составляет всего около 2,5 % общей массы тела, мозг утилизирует 20 %–25% всего потребляемого кислорода. Снижение всего лишь на 20 % потребления кислородамозгом может вызвать потерю сознания. Принято считать, что существующие изменения в корковых нейронах наступают в течение 5-8мин аноксии, а исчезновение импульсной активностинейронов возникает уже через десятки секунд ишемии мозга.

К аноксии весьма чувствительны тормозные механизмы и они повреждаются раньше и больше, чем возбуждающие. Поэтому функциональные нарушения в ЦНС при аноксии связаны также с нарушением тормозных механизмов. Это выражается прежде всего в гиперактивации нейронов, обусловленной с открытием Na+ и Ca+ каналов, в связи с чем натрий и кальций из внеклеточной жидкости активно поступают в нейрон. Гиперактивация нейрона также наступает и при накопление внеклеточного K+.

При ишемии в популяции нейронов возникает комплекс взаимосвязанных вне- и внутриклеточных процессов, которые служат служат триггером событий, приводящих к дегенерации и гибели нейронов. К ним относятся:

1. резкое возрастание содержания внеклеточного калия;

2. значительное снижение количества внеклеточного натрия и внеклеточного кальция;

3. резкое возрастание концентрации кальция в нейронах;

4. падение рН внутри нейронов с 7,4 до 6,2;

5. резкое повышение уровня внеклеточного глутамата;

6. значительная деполяризация мембран нейронов (падение мембранного потенциала).

Пусковым моментом повреждения нейронов при глубокой гипоксии и ишемии является снижение содержания АТФ, что ведет к энергетическому дефициту и нарушению натрий-калиевого насоса. Существенный вклад в возникновение событий, приводящих в конечном итоге к гибели нейронов, вносит резкое повышение содержание глутамата во внеклеточной среде. Его возрастание от базового уровня (1 мкмоль) до нейротоксического (100 мкмоль) происходит в течение 3 с. Аппликация глютамата в концентрации 100мкмоль в течение 5 мин вызывает необратимые изменения нейронов в культуре. Считается, что это способствует входу Na+ и Ca++ в клетку. Причина повышенного содержания глутамата внастоящее время пока неясна. Предполагается, что причиной этого может быть нарушение глутаматного цикла в глиальных клетках, либо он выделяется из поврежденных нейронов.

Посредником в проявлении токсических эффектов глутамата, а также и кальция, служит окисид азота (NO), образованию которого способствует тот же кальций. Кальций, входя в клетку, связывается с кальмодулином, который активирует NO-синтазу, катализирующую процесс образование NO из аргинина. Образующийся NO способствует образованию цГМФ, имеющего как положительные, так и отрицательное действие на функции нейрона. Кроме этого, сам NO обладает токсическими свойствами, потенциируя свободнорадикальное окисление. При этом, оксид азота, выделяясь из нейрона, действует на соседние нейроны, вовлекая их в патологический процесс.

Кроме этого, начало ишемии мозга характеризуется резким повышением содержания некоторых вторичных внутриклеточных мессенджеров. Так, содержание цАМФ увеличивается более, чем в 20 раз. Это, в конечном итоге приводит, с одной стороны, к активации нейрона, а с другой – способствует развитию изменений приводящих к его гибели.

Интересно, что реперфузионная оксигенация мозга после ишемии может вызвать дальнейшее его повреждение. Это связано с тем, что с увеличением концентрации кислорода в притекающей крови происходит еще ьольшее усиление процессов ПОЛ.

Существуют два типа смерти нейрона – некроз и апоптоз. Некроз является завершением глубокой и необратимой дегенерации нейрона, которая сопровождается набуханием, отеком, вакуолизацией, распадоми лизисом внутриклеточных структур нейрона.

Апоптоз определяется как запрограмированная, или, физиологическая, смерть клетки. Он возникает также и в нормальных условиях в развивающейся нервной системе и культуре нервных клеток. Он заключается в уменьшении размеров клетки, фрагментации ее ДНК, появлении выпячиваний и секвестрации тела клетки на тельца, которые фагоцитируются соседними клетками. Усиление апоптоза при патологических процессах нервной ткани может быть связано с повышенной концентрацией продуктов распада сфингомиелина и фосфатаз, усиливающих, в свою очередь, активацию белков, являющихся посредниками в передаче сигнала генам, его контролирующего. Предполагается, что оба типа смерти нейрона находятся под контролем генома клетки. Причем при апоптозе контроль осуществляют специфические нормальные гены, а при некрозе – измененные.

В отдаленные сроки после ишемии может сформироваться сложный комплекс вторичных патологических процессов типа энцефалопатии, состоящий из повреждения мозга, продукции антител к мозговой ткани, денервации нервных структур и др. процессов.