Qelizat nervore po restaurohen

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Shprehja popullore "Qelizat nervore nuk shërohen" perceptohet nga të gjithë që në fëmijëri si një e vërtetë e pandryshueshme. Megjithatë, kjo aksiomë nuk është gjë tjetër veçse një mit dhe të dhënat e reja shkencore e hedhin poshtë atë.

Natyra vendos në trurin në zhvillim një diferencë shumë të lartë sigurie: gjatë embriogjenezës, formohet një tepricë e madhe e neuroneve. Pothuajse 70% e tyre vdesin para lindjes së një fëmije. Truri i njeriut vazhdon të humbasë neuronet pas lindjes, gjatë gjithë jetës. Kjo vdekje qelizore është e programuar gjenetikisht. Sigurisht, jo vetëm neuronet vdesin, por edhe qelizat e tjera të trupit. Vetëm të gjitha indet e tjera kanë një kapacitet të lartë rigjenerues, domethënë qelizat e tyre ndahen, duke zëvendësuar të vdekurit.

Procesi i rigjenerimit është më aktiv në qelizat e epitelit dhe organeve hematopoietike (palca e kuqe e eshtrave). Por ka qeliza në të cilat gjenet përgjegjëse për riprodhimin me ndarje janë të bllokuara. Përveç neuroneve, këto qeliza përfshijnë qelizat e muskujve të zemrës. Si arrijnë njerëzit të ruajnë inteligjencën deri në pleqëri, nëse qelizat nervore vdesin dhe nuk rinovohen?

Një nga shpjegimet e mundshme: jo të gjithë neuronet "punojnë" njëkohësisht në sistemin nervor, por vetëm 10% e neuroneve. Ky fakt përmendet shpesh në literaturën popullore dhe madje edhe shkencore. Më është dashur të diskutoj vazhdimisht këtë deklaratë me kolegët e mi vendas dhe të huaj. Dhe asnjëri prej tyre nuk e kupton se nga erdhi kjo shifër. Çdo qelizë jeton dhe "punon" në të njëjtën kohë. Në çdo neuron, proceset metabolike ndodhin gjatë gjithë kohës, proteinat sintetizohen, impulset nervore gjenerohen dhe transmetohen. Prandaj, duke lënë hipotezën e neuroneve "pushues", le t'i drejtohemi një prej vetive të sistemit nervor, domethënë, plasticitetit të tij të jashtëzakonshëm.

Kuptimi i plasticitetit është se funksionet e qelizave nervore të vdekura merren përsipër nga "kolegët" e tyre të mbijetuar, të cilët rriten në madhësi dhe formojnë lidhje të reja, duke kompensuar funksionet e humbura. Efikasiteti i lartë, por jo i pafundëm i një kompensimi të tillë mund të ilustrohet me shembullin e sëmundjes së Parkinsonit, në të cilën ka një vdekje graduale të neuroneve. Rezulton se derisa rreth 90% e neuroneve në tru të vdesin, simptomat klinike të sëmundjes (dridhja e gjymtyrëve, kufizimi i lëvizshmërisë, ecja e paqëndrueshme, çmenduri) nuk shfaqen, domethënë personi duket praktikisht i shëndetshëm. Kjo do të thotë se një qelizë nervore e gjallë mund të zëvendësojë nëntë të vdekur.

Por plasticiteti i sistemit nervor nuk është i vetmi mekanizëm që lejon ruajtjen e inteligjencës deri në një moshë të pjekur. Natyra ka gjithashtu një kthim prapa - shfaqjen e qelizave të reja nervore në trurin e gjitarëve të rritur, ose neurogjenezën.

Raporti i parë mbi neurogjenezën u shfaq në vitin 1962 në revistën prestigjioze shkencore Science. Artikulli titullohej "A po formohen neurone të rinj në trurin e gjitarëve të rritur?" Autori i tij, profesori Joseph Altman nga Universiteti Purdue (SHBA), me ndihmën e një rryme elektrike, shkatërroi një nga strukturat e trurit të miut (trupin geniculate anësore) dhe injektoi atje një substancë radioaktive që depërton në qelizat e reja. Disa muaj më vonë, shkencëtari zbuloi neurone të reja radioaktive në talamus (pjesë e trurit të përparmë) dhe korteksin cerebral. Gjatë shtatë viteve të ardhshme, Altman publikoi disa studime të tjera që vërtetonin ekzistencën e neurogjenezës në trurin e gjitarëve të rritur. Sidoqoftë, atëherë, në vitet 1960, puna e tij shkaktoi vetëm skepticizëm midis neuroshkencëtarëve, zhvillimi i tyre nuk pasoi.

Dhe vetëm njëzet vjet më vonë neurogjeneza u "rizbulua", por tashmë në trurin e zogjve. Shumë studiues të zogjve këngëtarë kanë vënë re se gjatë çdo sezoni të çiftëzimit, kanarina mashkull Serinus canaria këndon një këngë me "gjunjë" të rinj. Për më tepër, ai nuk miraton trillime të reja nga shokët e tij, pasi këngët u përditësuan edhe në izolim. Shkencëtarët filluan të studiojnë në detaje qendrën kryesore vokale të zogjve, e vendosur në një seksion të veçantë të trurit, dhe zbuluan se në fund të sezonit të çiftëzimit (te kanarinat ndodh në gusht dhe janar), një pjesë e konsiderueshme e neuroneve të qendra vokale vdiq, ndoshta për shkak të ngarkesës së tepërt funksionale … Në mesin e viteve 1980, profesori Fernando Notteboom nga Universiteti Rockefeller (SHBA) ishte në gjendje të tregonte se tek kanarinat meshkuj të rritur, procesi i neurogjenezës ndodh vazhdimisht në qendrën vokale, por numri i neuroneve të formuara është subjekt i luhatjeve sezonale. Kulmi i neurogjenezës tek kanarinat ndodh në tetor dhe mars, domethënë dy muaj pas sezonit të çiftëzimit. Kjo është arsyeja pse "biblioteka muzikore" e këngëve të kanarinës mashkull përditësohet rregullisht.

Në fund të viteve 1980, neurogjeneza u zbulua edhe te amfibët e rritur në laboratorin e shkencëtarit të Leningradit, profesor A. L. Polenov.

Nga vijnë neuronet e reja nëse qelizat nervore nuk ndahen? Burimi i neuroneve të reja si te zogjtë ashtu edhe te amfibët doli të ishin qeliza burimore neuronale nga muri i ventrikujve të trurit. Gjatë zhvillimit të embrionit, nga këto qeliza formohen qelizat e sistemit nervor: neuronet dhe qelizat gliale. Por jo të gjitha qelizat burimore kthehen në qeliza të sistemit nervor - disa prej tyre "fshihen" dhe presin në krahë.

Është treguar se neuronet e reja lindin nga qelizat burimore të organizmit të rritur dhe te vertebrorët e ulët. Megjithatë, u deshën pothuajse pesëmbëdhjetë vjet për të provuar se një proces i ngjashëm ndodh në sistemin nervor të gjitarëve.

Përparimet në neuroshkencë në fillim të viteve 1990 çuan në zbulimin e neuroneve "të porsalindur" në trurin e minjve dhe minjve të rritur. Ato u gjetën kryesisht në pjesët e lashta evolucionare të trurit: bulbs nuhatëse dhe korteksin hipokampal, të cilat janë kryesisht përgjegjëse për sjelljen emocionale, reagimin ndaj stresit dhe rregullimin e funksioneve seksuale të gjitarëve.

Ashtu si te zogjtë dhe vertebrorët e poshtëm, te gjitarët, qelizat burimore neuronale ndodhen pranë barkusheve anësore të trurit. Shndërrimi i tyre në neurone është shumë intensiv. Tek minjtë e rritur, rreth 250,000 neurone formohen nga qelizat burimore në muaj, duke zëvendësuar 3% të të gjithë neuroneve në hipokampus. Jetëgjatësia e neuroneve të tilla është shumë e lartë - deri në 112 ditë. Qelizat burimore neuronale udhëtojnë një rrugë të gjatë (rreth 2 cm). Ata janë gjithashtu në gjendje të migrojnë në llambën e nuhatjes, duke u kthyer në neurone atje.

Llambat nuhatëse të trurit të gjitarëve janë përgjegjës për perceptimin dhe përpunimin parësor të aromave të ndryshme, duke përfshirë njohjen e feromoneve - substanca që në përbërjen e tyre kimike janë afër hormoneve seksuale. Sjellja seksuale tek brejtësit rregullohet kryesisht nga prodhimi i feromoneve. Hipokampusi ndodhet nën hemisferat cerebrale. Funksionet e kësaj strukture komplekse shoqërohen me formimin e kujtesës afatshkurtër, realizimin e emocioneve të caktuara dhe pjesëmarrjen në formimin e sjelljes seksuale. Prania e neurogjenezës konstante në llambën e nuhatjes dhe hipokampusin tek minjtë shpjegohet me faktin se te brejtësit këto struktura mbajnë ngarkesën kryesore funksionale. Prandaj, qelizat nervore në to shpesh vdesin, që do të thotë se ato duhet të rinovohen.

Për të kuptuar se cilat kushte ndikojnë në neurogjenezën në hipokampus dhe llambën e nuhatjes, profesor Gage nga Universiteti Salk (SHBA) ndërtoi një qytet në miniaturë. Aty luanin minjtë, bënin edukim fizik, kërkonin dalje nga labirintet. Doli se te minjtë "urban", neuronet e reja u shfaqën në një numër shumë më të madh sesa te të afërmit e tyre pasivë, të zhytur në një jetë rutinë në një vivarium.

Qelizat staminale mund të hiqen nga truri dhe të transplantohen në një pjesë tjetër të sistemit nervor, ku ato bëhen neurone. Profesor Gage dhe kolegët e tij kryen disa eksperimente të ngjashme, më mbresëlënësi prej të cilave ishte ky më poshtë. Një pjesë e indit të trurit që përmban qeliza burimore u transplantua në retinën e shkatërruar të një syri miu. (Muri i brendshëm i syrit i ndjeshëm ndaj dritës ka një origjinë "nervore": ai përbëhet nga neurone të modifikuar - shufra dhe kone. Kur shtresa e ndjeshme ndaj dritës shkatërrohet, verbimi fillon.) Qelizat burimore të trurit të transplantuara kthehen në neurone të retinës., proceset e tyre arritën te nervi optik dhe miut iu kthye shikimi! Për më tepër, kur transplantohen qelizat burimore të trurit në një sy të paprekur, nuk ka pasur asnjë transformim me to. Ndoshta, kur retina dëmtohet, prodhohen disa substanca (për shembull, të ashtuquajturit faktorë të rritjes) që stimulojnë neurogjenezën. Megjithatë, mekanizmi i saktë i këtij fenomeni ende nuk është i qartë.

Shkencëtarët u përballën me detyrën për të treguar se neurogjeneza ndodh jo vetëm te brejtësit, por edhe te njerëzit. Për këtë qëllim, studiuesit nën drejtimin e profesor Gage së fundmi kryen punë të bujshme. Në një nga klinikat onkologjike amerikane, një grup pacientësh me neoplazi malinje të pashërueshme morën ilaçin kimioterapeutik bromodioksiuridin. Kjo substancë ka një veti të rëndësishme - aftësinë për t'u grumbulluar në qelizat ndarëse të organeve dhe indeve të ndryshme. Bromodioksiuridina përfshihet në ADN-në e qelizës amë dhe ruhet në qelizat bijë pasi qelizat e nënës ndahen. Hulumtimet patologjike kanë treguar se neuronet që përmbajnë bromodioksiuridinë gjenden pothuajse në të gjitha pjesët e trurit, duke përfshirë korteksin cerebral. Pra, këto neurone ishin qeliza të reja që dolën nga ndarja e qelizave burimore. Gjetja konfirmoi pa kushte se procesi i neurogjenezës ndodh edhe tek të rriturit. Por nëse te brejtësit neurogjeneza ndodh vetëm në hipokampus, atëherë tek njerëzit, ka të ngjarë që ajo të mund të kapë zona më të gjera të trurit, duke përfshirë korteksin cerebral. Studimet e fundit kanë treguar se neuronet e reja në trurin e të rriturve mund të formohen jo vetëm nga qelizat burimore neuronale, por nga qelizat burimore të gjakut. Zbulimi i këtij fenomeni ka shkaktuar eufori në botën shkencore. Megjithatë, botimi në revistën "Nature" në tetor 2003 ftoi mendjet entuziaste në shumë mënyra. Doli se qelizat staminale të gjakut me të vërtetë depërtojnë në tru, por ato nuk shndërrohen në neurone, por bashkohen me to, duke formuar qeliza dynukleare. Më pas, bërthama "e vjetër" e neuronit shkatërrohet dhe ajo zëvendësohet nga bërthama "e re" e qelizës burimore të gjakut. Në trupin e miut, qelizat burimore të gjakut bashkohen kryesisht me qelizat gjigante të trurit të vogël - qelizat Purkinje, megjithëse kjo ndodh mjaft rrallë: vetëm disa qeliza të bashkuara mund të gjenden në të gjithë tru i vogël. Një bashkim më intensiv i neuroneve ndodh në mëlçi dhe muskul të zemrës. Nuk është ende e qartë se cili është kuptimi fiziologjik në këtë. Një nga hipotezat është se qelizat burimore të gjakut mbartin me vete material të ri gjenetik, i cili, duke hyrë në qelizën “e vjetër” cerebelare, i zgjat jetën.

Pra, neuronet e reja mund të lindin nga qelizat burimore edhe në trurin e të rriturve. Ky fenomen tashmë përdoret gjerësisht për trajtimin e sëmundjeve të ndryshme neurodegjenerative (sëmundje të shoqëruara me vdekjen e neuroneve në tru). Përgatitjet e qelizave staminale për transplantim merren në dy mënyra. E para është përdorimi i qelizave burimore neuronale, të cilat si tek embrioni ashtu edhe tek i rrituri ndodhen rreth ventrikujve të trurit. Qasja e dytë është përdorimi i qelizave staminale embrionale. Këto qeliza ndodhen në masën e brendshme qelizore në një fazë të hershme të formimit të embrionit. Ata janë në gjendje të shndërrohen në pothuajse çdo qelizë të trupit. Sfida më e madhe në punën me qelizat embrionale është shndërrimi i tyre në neurone. Teknologjitë e reja e bëjnë të mundur këtë.

Disa spitale në Shtetet e Bashkuara kanë formuar tashmë "biblioteka" të qelizave burimore neuronale të marra nga indet embrionale dhe janë duke u transplantuar te pacientët. Përpjekjet e para për transplantim po japin rezultate pozitive, megjithëse sot mjekët nuk mund të zgjidhin problemin kryesor të transplanteve të tilla: shumimi i shfrenuar i qelizave staminale në 30-40% të rasteve çon në formimin e tumoreve malinje. Ende nuk është gjetur asnjë qasje për të parandaluar këtë efekt anësor. Por pavarësisht kësaj, transplantimi i qelizave staminale do të jetë padyshim një nga qasjet kryesore në trajtimin e sëmundjeve neurodegjenerative si Alzheimer dhe Parkinson, të cilat janë kthyer në plagën e vendeve të zhvilluara.