Миелин и обучение: как настроить мозг на максимальную производительность. Регенерировать миелиновую оболочку Миелиновая оболочка сохраняет информацию в краткосрочном периоде

Нервная система разделяется на центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему (см. рис. 1). Центральная нервная система состоит из головного мозга и спинного мозга.
Головной мозг в свою очередь состоит из больших полушарий головного мозга, мозжечка и ствола мозга. Периферическая нервная система представляет собой нервные волокна и узлы, отходящие от центральной нервной системы (ЦНС) и распространяющиеся по всему организму. При этом по чувствительным нервным волокнам импульсы возбуждения от любой ткани, любого органа передаются в центральную нервную систему, подвергаются здесь определенной переработке и по двигательным и секреторным нервным волокнам соответствующий импульс поступает в исполнительный орган - мышцу, сосуд, железу и т. п. Ощущения, которые возникают при возбуждении органов чувств и воздействии на кожу, мышцы и суставы, также передаются по нервным волокнам в центральную нервную систему, где они сознательно или бессознательно фиксируются.

Белое и серое вещество

В головном и спинном мозге различают так называемые серое и белое вещества. В сером веществе расположены клеточные тела нейронов. Основная функция нейронов - восприятие раздражении, их переработка, передача этой информации и формирование ответной реакции. От тела каждой нервной клетки отходит длинный отросток (аксон), по которому нервные импульсы идут от тела клетки к иннервируемым органам и другим нервным клеткам. Аксоны покрыты миелиновой (мякотной) оболочкой, толщина которой зависит от функции нерва. Миелиновая оболочка состоит из белково-липидного комплекса (миелина) белого цвета. Совокупность нервных волокон головного и спинного мозга называют белым веществом центральной нервной системы.

При рассеянном склерозе повреждается миелиновая оболочка нервных волокон. Миелиновая оболочка служит для быстрой передачи электрического нервного импульса. В нервных волокнах нервный импульс распространяется довольно медленно. Миелиновая оболочка, являясь изолятором, предотвращает рассеивание нервных импульсов и их переход на другие нервные волокна. Миелиновое покрытие по длине волокна имеет сегментарное строение; на границе двух сегментов имеются участки безмиелиновых перетяжек - так называемые узлы нервного волокна или перехваты Ранвье. За счет этого нервный импульс распространяется по мякотному волокну не непрерывно, как по безмякотному, а быстрее - скачками: электрические импульсы перепрыгивают от одного перехвата Ранвье к другому (рис. 2), таким образом скорость распространения нервных импульсов в мякотных волокнах выше, чем в безмякотных. Если в результате болезни какой-то участок миелиновой оболочки повреждается, нервные импульсы на этом участке проходят по лишенному миелиновой оболочки аксону, и значит скорость их прохождения замедляется; функции на этом нервном пути осуществляются медленнее и в измененном виде.
Тела нейронов и нервные проводники-аксоны окружают глиальные клетки, которые выполняют в центральной нервной системе опорную функцию, а также участвуют в метаболизме нервных клеток. Они отличаются высоким уровнем белкового и нуклеинового обмена и ответственны за транспорт веществ в нейроны. Глиальные клетки участвуют в образовании миелиновых оболочек аксонов. Миелиновая оболочка состоит из миелина, включающего в свой состав протеины, липиды, жиры и содержащие сахар белки.
Функции в центральной нервной системе строго локализованы, отдельные нервные пути, т. е. пучки нервных волокон выполняют вполне определенные задачи и связаны с восприятием информации от определенного органа чувств. Разные функции организма регулируются различными частями нервной системы. Каждая совокупность нервных клеток отвечает за восприятие одного вида чувствительности. И если одна совокупность нервных клеток ведает регуляцией вегетативных реакций, то двигательные импульсы передает другая совокупность нервных клеток. Причем, скажем, двигательные импульсы, соответствующие конкретному движению, передаются нервными волокнами с определенного участка коры головного мозга в любой доле мозга отдельно для движений, осуществляемых правой и левой половиной тела. Эти нервные волокна объединяются в общий так называемый двигательный пирамидный путь. Он включает в свой состав определенные нервные волокна, ответственные за каждое конкретное движение, и обеспечивает передачу соответствующей импульсации исполнительному органу - определенным мышцами. При этом за каждое конкретное движение ответственно не одно единственное нервное волокно, а целый пучок нервных волокон. И если в результате болезни часть нервных волокон в таком пучке повреждается, он утрачивает способность выполнять свои функции. Соответственно утрачивается способность совершать то движение, за которое отвечал поврежденный пучок нервных волокон, т. е. происходит ограничение определенной физической возможности больного человека. И если пучок нервных волокон повреждается целиком, то функция утрачивается полностью, как это происходит, например, при поперечном параличе в результате несчастного случая.
Кроме нервных путей, осуществляющих прямую передачу импульсов, как, к примеру, уже упомянутый пирамидный путь, в центральной нервной системе имеются многочисленные нервные пути, которые регулируют осуществление отдельных движений или восприятие определенных ощущений. Так становятся возможными сложные двигательные акты, требующие четкой координации и тонкой дифференцированности. При этом восприятие ощущений, передаваемых одним органом чувств, становится доминирующим, а восприятие ощущений через другой орган чувств становится второстепенным, или важные впечатления могут быть отделены от незначительных.
В целом нервная система регулирует всю деятельность организма и обеспечивает его связь с окружающей средой. Нервная система осуществляет регулирующее влияние на обменные процессы в тканях, деятельность сердечной мышцы и системы кровообращения, дыхательную функцию, работу мочевого пузыря, желудочно-кишечного тракта, на образование гормонов. Деятельность нервной системы обусловливает состояние относительного равновесия внутренней среды организма.

Спинномозговая жидкость

В центральной нервной системе существует несколько переходящих одна в другую полостей, совокупность которых образует систему - своего рода жидкостную ось мозга. Она включает в себя две полости в больших полушариях мозга, по одной в центральной части мозга и между продолговатым мозгом и мозжечком, а также центральный канал спинного мозга. В желудочках мозга, в субарахноидальном пространстве и в центральном канале спинного мозга циркулирует ликвор - спинномозговая жидкость, которая участвует в обмене веществ между кровеносной и нервной системами.
Между кровеносными сосудами нервной системы и самой нервной тканью существует барьер, именуемый гематоэнцефалическим барьером, который защищает центральную нервную систему от проникновения чужеродных веществ или продуктов нарушенного обмена веществ, вызывающих болезнь. Но в небольшой концентрации вещества, вызывающие болезнь, все же могут проникнуть в нервную ткань. С другой стороны многие вещества, которые образуются в результате заболевания нервной системы, хотя и попадают в ликвор, не обнаруживаются в крови. Особенно важно это учитывать при патологических изменениях, вызванных воспалительными процессами в нервной системе. Поэтому при установлении диагноза рассеянный склероз такое большое значение приобретает исследование спинномозговой жидкости.

Ключевые слова: основной белок миелина, онтогенез, рассеянный склероз, гидроцефалия, опухоли головного мозга, демиелинизирующие заболевания.

ВВЕДЕНИЕ. Молекулярная организация миелина. Основная информация о структуре миелина получена с помощью рентгено-структурного анализа и электронной микроскопии . Уникальной морфологической особенностью миелина является то, что он формируется в результате спирального обвития отростков олигодендроглиоцитов в центральной нервной системе и шванновских клеток на периферии, вокруг аксонов нейронов . Таким образом, миелин представляет собой своеобразную мембрану, состоящую из липидного бислоя и белков, связанных с ним. В образовании миелиновой оболочки и структуре миелина ЦНС и периферической нервной системы (ПНС) имеются отличия. При формировании миелина ЦНС один олигодендроглиоцит имеет связи с несколькими сегментами миелина нескольких аксонов; при этом к аксону примыкает отросток олигодендроглиоцита, расположенного на некотором расстоянии от аксона, а внешняя поверхность миелина соприкасается с внеклеточным пространством. Шванновская клетка при образовании миелина ПНС формирует спиральные пластинки миелина и отвечает лишь за отдельный участок миелиновой оболочки между перехватами Ранвье. Цитоплазма шванновской клетки вытесняется из пространства между спиральными витками и остается только на внутренней и наружной поверхностях миелиновой оболочки .

Среди белков миелина выделяют так называемые внутренние (intrinsic) и внешние (extrinsic) белки . Первые прочно связаны с мембраной, проходя сквозь нее, в то время как другие, расположенные поверхностно, связаны слабее. Подобная мембрана является асимметричной по химическому составу и электрическому заряду. Ее экстрацеллюлярная поверхность богата углеводными остатками гликопротеинов и гликолипидов, при этом С-конец гликопротеинов находится на цитоплазматической стороне мембраны, тогда как полисахаридный остаток экспонирован на экстрацеллюлярной поверхности. Расстояние между разнонаправленными гидрофильными группировками липидов в мембране миелина составляет 4,5-5,0 нм, в то время как расстояние между соседними витками спирали - 3,0-5,0 нм. Толщина мультиламеллярного образования, сформированного исключительно липидами, составляет 1,5-3,0 нм .

Процесс формирования миелина отростками глиальных клеток сопровож-дается вытеснением цитоплазмы таким образом, что цитоплазматические поверх-ности мембраны плотно соприкасаются друг с другом, образуя так называемую главную плотную линию (major dense line). Плотный контакт наружных поверхностей мембран, образующихся при спиралевидном обвитии отростков миелинобразующих клеток вокруг аксонов нейронов, способствует формирова-нию, так называемой межпромежуточной линии (interperiod line)
Одной из биохимических характеристик, которая отличает миелин от других биологических мембран, является высокое соотношение липид/белок. Белки составляют от 25 до 30% массы сухого вещества миелиновой оболочки. На долю липидов приходится приблизительно 70-75% от сухой массы белого вещества ЦНС млекопитающих; в миелине спинного мозга соотношение липиды:белки выше . Из общего количества липидов на долю холестерола приходится около 28%, 43% – на фосфолипиды и 29% составляют галактолипиды. Известно, что липиды оказывают существенное влияние на конформационные характеристики белков, входящих в состав мембраны миелина; последние в свою очередь влияют на свойства липидов .
Основной функцией миелина является быстрое проведение нервного импульса по аксонам, которые он окружает. Мембраны клеток, формирующих миелин, плотно соприкасаются, что обеспечивает высокое сопротивление и малую емкость, обеспечивая, таким образом, аксону эффективную изоляцию и предотвращая продольное распространение импульса. Миелин прерывается только в области перехватов Ранвье, которые встречаются через правильные промежутки длинной примерно 1 мм. В связи с тем, что ионные токи не могут проходить сквозь миелин, вход и выход ионов осуществляется лишь в области перехватов. Это ведет к увеличению скорости проведения нервного импульса. Таким образом, по миелинизированным волокнам импульс проводится приблизительно в 5-10 раз быстрее, чем по немиелинизированным .
Помимо передачи нервного импульса, миелин участвует в питании нервного волокна, а также выполняет структурную и защитную функции

Основной белок миелина

Строение, физико-химические свойства. При электрофоретическом анализе в ПААГ с SDS экстрактов миелиновой оболочки человека определяется до 10 полос. Основную полосу (около 50% всех белков), составлял протеолипидный белок (PLP) с молекулярной массой 30 кДа.
Вторыми в количественном соотношении (около 30%) были белки, входящие в так называемую группу основных белков миелина (ОБМ), соответствующие молекулярным массам от 17 до 21,5 кДа. Данную группу составили 3 изоформы ОБМ с молекулярными массами 21,5 кДа, 18,5 кДа и 17,5 кДа. Первая из них кодируется 7 экзонами; в результате делеции 2 экзонов синтезируется белок молекулярной массой 18,5 кДа. При кодировании же изоформы массой 17,5 кДа были подвержены делеции 5 экзонов . Показано, что ген ОБМ человека расположен на 18 хромосоме и имеет 3 промоторные области, с которых начинается считывание информации .
У различных видов животных было также показано наличие нескольких изоформ данного белка . Так, ОБМ крысы включает в себя 4 изоформы с молекулярными массами 21,5, 18,5, 17,0 и 14,0 кДа. Интересно, что изоформы ОБМ массами 21,5 и 18,5 кДа кодируются экзонами, комплементарными человеческим, за небольшим исключением, касающимся незначительных перестановок последовательностей. В изоформе ОБМ с массой 17,0 кДа делеции подвержен 6 экзон. Делеция 2 и 6 экзонов наблюдается при кодировании изоформы белка массой 14,0 кДа. Эти две изоформы ОБМ крысы, таким образом, не имеют человеческих аналогов. Кроме того, доказано наличие изоформ ОБМ с молекулярными массами 21,5, 17,0 и 14,0 кДа в ткани ЦНС мыши . Низкомолекулярные изоформы белка образуются путем делеции участка хромосомы, кодирующего аминокислотные последовательности в области С-конца. Недавние исследования показали наличие ОБМ с молекулярной массой 21,5 кДа в мозге барана, при этом было доказано, что он не является предшественником низкомолекулярных изоформ белка. Кроме того, ОБМ с молекулярной массой 13,5 кДа был идентифицирован в мозге серебряного карася .
В настоящий момент полностью установлена аминокислотная последовательность 18,5 кДа изоформы ОБМ человека , морской свинки , свиньи . Проводятся исследования по определению аминокислотной последовательности ОБМ кролика, быка, обезьяны .
Интересен тот факт, что человеческий ОБМ имеет вариации последовательностей аминокислот в 46 и 47 положении. Здесь может находиться глицин, как самостоятельно, так и в сочетании с серином . Согласно более ранним исследованиям, у больных с рассеянным склерозом отмечалась замена серина на глицин в 44-49 положениях .
Показано, что среди млекопитающих имеется значительная степень гомологии между аминокислотными последовательностями ОБМ .
Рядом авторов была показана высокая степень гомологии – порядка 80-90% аминокислотной последовательности ОБМ у различных видов животных. Так, аминокислотные последовательности ОБМ человека и быка имеются различия аминокислотных остатков лишь в нескольких положениях, в то время как ОБМ крысы отличаются от ОБМ человека и быка положением 40 аминокислотных остатков в середине полипептидной цепи (от 118 до 157 остатка).
ОБМ содержит необычайно высокий процент (приблизительно 25%) основных аминокислот (аргинин, лизин и гистидин), равномерно распределенных по всей полипептидной цепи, что и обусловливает очень высокую изоэлектрическую точку ОБМ (рI=12-13) . Основная изоформа ОБМ с молекулярной массой 18,5 кДа) в дальнейшем может быть субфракционирована в щелочной среде по зарядам. Подобная неоднородность заряда увеличивается в результате фосфорилирования и дезаминирования in vivo. В процессе дальнейшего выделения белка происходит дополнительное дезаминирование и деградация в области С-конца. Такая гетерогенность зарядов может варьировать у различных индивидуумов в зависимости от возраста и патологического состояния организма .
Фосфорилирование ОБМ. Процесс фосфорилирования является основным источником гетерогенности. Процесс фосфорилирования ОБМ в оптическом нерве крысы возрастает в процессе развития . Фосфорилирование может способствовать приобретению молекулой белка гидрофильных свойств и уменьшать величину положительного заряда. Таким образом, фосфорилированная форма ОБМ должная в наименьшей степени взаимодействовать с анионными фосфолипидами. Это отражается в снижении способности фосфорилированных форм белка к индукции агрегации пузырьков . Кроме этого, и способы модификации, обусловливающие изменения его заряда, влияют на данную способность, а также изменяют организацию липидного слоя .
Наличие в миелине протеинкиназной и фосфорилазной активности объясняют способностью регулировать чрезмерное фосфорилирование ОБМ. Протеинкиназа миелина, выделенного из мозга человека, способна активироваться как кальцием или сАМР , так и фосфатидилинозитол-4-фосфатом . Наличие высоких концентраций фосфатидилинозитолкиназы отмечается в миелине, выделенном из головного мозга быка .
Данный фермент может быть вовлечен в регуляцию механизма контроля чрезмерного фосфорилирования белка. Остатки белка, подвергающиеся фосфорилированию в условиях in vitro, зависят от вида протеинкиназы . Протеинкиназа С важна в качестве регулятора клеточного числа. ОБМ является благоприятным субстратом для действия данного фермента . Некоторые участки этого белка являются специфическими ингибиторами активности протеинкиназы С. Так, было продемонстрировано, что деградация миелина может возрастать при ослаблении регуляторного контроля, обеспечиваемого данным ферментом. Миелиногенез осуществляется при адгезии олигодендроцита к субстрату. Этот процесс сопутствует активации фосфорилирования ОБМ протеинкиназой С . Кроме того, процесс фосфорилирования ОБМ также регулируют ганглиозиды . Фосфорилирование, катализируемое протеинкиназой С, стимулируется ганглиозидами; в то время, как фосфорилирование других участков белка, катализируемое сАМР-зависимой протеинкиназой, ими тормозится. Ганглиозиды подавляют также активацию протеинкиназы С диацилглицеролом. Участки молекулы ОБМ, подвергающиеся фосфорилированию in vitro, были выявлены методом высокоэффективной хроматографии высокого давления. Фосфорилирование in vivo происходит по-разному у различных видов млекопитающих, так, у быка, оно осуществляется в 97 и 165 положениях; у кролика – в 7, 56, 96, 113, 163 положениях. Кроме того, было выявлено, что в развивающемся мозге мыши, процессы фосфорилирования начинаются на самых ранних стадиях , что подтверждает предположение о непосредственном их участии в механизмах миелинизации.
Метилирование ОБМ. Другое преобразование белка, происходящее посттранскрипционно, заключается в метилировании одиночного аргининового остатка в 107 положении. Процесс катализируется специфическим ферментом аргинин-метилтрансферазой. Экспрессия данного фермента регулируется тиреоидными гормонами .
Степень метилирования ОБМ значительно варьирует в процессе развития. На исключительную важность метилирования ОБМ указывает тот факт, что инициация демиелинизации возможна при ингибировании биосинтеза S-аденозил-L-метионина циклолейцином, а формирование компактной структуры миелина подавляется синефунгином – ингибитором метилтрансферазы. S-аденозил-L-метионин является донором метильных групп для аргининового остатка ОБМ . У мышей линии jimpy, характеризующихся гипомиелинизацией, отмечается более низкий, по сравнению с нормальными, уровень ОБМ-специфичной аргинин-N-метилтрансферазы. Процесс миелинизации не может быть успешно завершен при нормальном уровне синтеза ОБМ потому, что метилирование белка не протекает в достаточной степени и становится невозможным его интеграция в миелиновую мембрану. Недавние исследования показали, что у этих мышей страдает и уровень синтеза ОБМ, а также полностью отсутствует синтез PLP. Отсутствие последнего может критически влиять на способность ОБМ внедряться в миелиновую мембрану .
У другой линии мутантных мышей shiverer, нарушение процесса миелинизации происходит в результате иных механизмов . Мыши shiverer являются мутантными аутосомными рецессивными мышами, с дефицитом содержания миелина в ЦНС. Данная мутация заключается в делеции 20 т.п.о. гена, которая приводит к отсутствию ОБМ . Гомозиготные мыши являются отличной поведенческой моделью, у которых наблюдается около 12 дня постнатального развития дрожание, конвульсии и ранняя смерть. Морфологический анализ показал практически полное отсутствие миелина в ткани мозга со слабо миелинизированными аксонами. Миелин у этих мышей был аномальным, представлял собой неплотную оболочку, что косвенным образом свидетельствовало о том, что ОБМ необходим для формирования плотности оболочки . Напротив, миелин ПНС у мышей shiverer был качественно и количественно нормальным, с нормальной толшиной и структурой, относительно небольшие аномалии миелина наблюдались на рентгенограммах седалищного нерва у взрослых мышей shiverer . Биохимические изучения миелина у мышей shiverer показали некоторые изменения в количестве липидов. Однако, отсутствие у таких мышей ОБМ не нарушает формирование компактного миелина в ПНС, которое, возможно, компенсирует другой белок миелина – Pо .
Известно, что все изоформы ОБМ могут подвергаться ацетилированию N-конца. Однако и свободный С-конец способен подвергаться действию карбоксипептидаз. ОБМ подвержен действию различных протеолитических ферментов. Гидролиз белка под действием катепсина D ускоряется в присутствии кислых липидов. Этот процесс может быть ограничен как ферментативно, так и неферментативно при деградации ОБМ в процессе изоляции. Этот метод основан на хроматографическом удалении примесей протеолитических ферментов и исключении неферментативной деградации при высоких значениях рH и температур .
Показано, что минорные фракции ОБМ содержат ковалентно связанный в области серинового остатка в 54 положении фосфатидилинозитолбисфосфат. В процессе экспериментального аллергического энцефаломиелита степень связывания фосфатидилинозитолбисфосфата сначала снижается, а затем возрастает .
Изучение структурной организации молекулы ОБМ в растворе проводились с помощью ЯМР-спектроскопии, флуоресцентной спектроскопии, калориметрии, а также с применением иммунологических методов анализа .
В растворе ОБМ имеет тенденцию к самоассоциации, которая играет важную роль в поддержании компактной структуры миелина. Белок в растворе представлен смесью мономер-гексамерных форм с преобладанием цепей с b-структурой . Преобладание b-структуры и формирование a-структуры индуцируется в фрагментах ОБМ при переносе из водной фазы в трифторэтанол .
Взаимодействие ОБМ с липидами. ОБМ как мембранный компонент, имеет значительное сродство к липидам, с которыми в комплексе и выделяется . Кроме того, будучи поликатионом, ОБМ формирует наиболее стабильные комплексы с анионными липидами . Но, несмотря на то, что степень связывания ОБМ значительно выше с кислыми липидами, она достаточно выражена и в отношении цвиттер-ионов, особенно – со сфингомиелином. ОБМ также взаимодействует с фосфатидилэтаноламином при рН 7,2, где этот липид находится преимущественно в цвиттер-форме. Удивительна способность ОБМ формировать нерастворимые комплексы с SDS как выше, так и ниже изоэлектрической точки .
При формировании комплексов ОБМ с основной массой анионных фосфолипидов, играют роль в равной степени как гидрофобные, так и электростатические взаимодействия . Наиболее выраженное влияние на стабилизацию липидов ОБМ оказывает при интеграции в липидные хвосты .
ОБМ также способствует освобождению глюкозы из многослойных липосом, содержащих GM4 ганглиозид, который является специфическим маркером миелина и олигодендроглии в ЦНС .
Как было показано методом рентгеноструктурного анализа, при формировании миелина происходит погружение большей части ОБМ в слой липидных головок. Известно, что ОБМ ускоряет формирование мультислоя фосфатидилглицерола и индуцирует формирование многослойной мембранной структуры с двойной периодичностью бислоя. Холестерол может увеличивать связывание протеина с поверхностью бислоя, открывая каналы между диацил-липидными головками .
Smith предположил, а работы Yohg и Cheifetz подтвердили, что ОБМ является стимулятором везикулярной агрегации, которая служит моделью молекулярных взаимодействий, имеющих важное значение для формирования компактной структуры миелина и его стабилизации в мультиламелярной структуре мембраны. ОБМ способен индуцировать агрегацию пузырьков, содержащих только фосфатидилхолин, однако степень агрегации значительно усиливается кислыми фосфолипидами. Агрегация фосфолипидных пузырьков под влиянием ОБМ значительно усиливается в присутствии алифатических альдегидов . Высказываются предположения, что возрастание уровня алифатических альдегидов может быть связано с демиелинизирующими заболеваниями . Холестерол увеличивает способность ОБМ к стимуляции агрегации пузырьков фосфатидилсерина .
Brady et. al. , а также Sridhara et. al. показали некоторые различия в свойствах ОБМ, выделенного из нормального миелина и ОБМ, выделенного из ткани мозга больных рассеянным склерозом (РС). ОБМ нормального миелина более активен в отношении индукции формирования многослойной структуры с фосфатидилглицеролом и инициации агрегации везикул фосфатидилхолина . Независимо от источника выделения ОБМ (нормальный миелин или миелин при РС), было показано, что компоненты белка, имеющие одинаковый заряд, в равной степени способны индуцировать формирование липидного мультислоя. Также было показано, что отличия ОБМ из нормального миелина и из миелина при РС, вызваны различием зарядов изомеров, входящих в состав ОБМ .
ОБМ в филогенезе и онтогенезе. Как филогенетически, так и онтогенетически, появление ОБМ может быть связано с дифференцировкой олигодендроглиоцитов и шванновских клеток. В процессе эволюции нервной системы позвоночных дифференцировка глии на клетки двух типов совпадает с появлением миелинизированных волокон, а также с ограничением способности к функциональной регенерации.
Сравнительные исследования ОБМ из ткани мозга различных биологических видов животных показали значительное межвидовое сходство. ОБМ выделен и очищен, а также описаны его свойства из ткани мозга человека, быка, крысы, мыши, морской свинки .
Обнаружение филогенетического сходства гликопротеинов у различных биологических видов дало основание провести исследование этого белка в процессе онтогенеза. Так, Grever и et. al. проводили с помощью иммуногистохимического и Northern blott анализа количественное определение ОБМ в ткани спинного мозга плодов человека с 12 до 24 недели гестации. Развитие структуры миелина исследовали с помощью электронной микроскопии. Тридцать восемь образцов спинного мозга плодов были получены после прерывания внематочной беременности. В период между 12 и 18 неделями гестации показано 15,8-кратное увеличение синтеза ОБМ мРНК. С 18 по 24 недели гестации синтез ОБМ мРНК увеличился в 2,2 раза.
Параллельно проведенный иммуноблот-анализ показал 90,5-кратное увеличение ОБМ (от 0,147 нг/мг до 13,3 нг/мг) между 12 и 18 неделями гестационного развития и приблизительно 11,5-кратное увеличение между 18 и 24 неделями гестации (с 13,3 до 154 нг/мг ткани). Иммуноцитохимический анализ также показал повышение степени окрашивания на ОБМ с увеличением гестационного возраста. У плода с гестационным возрастом 12 недель ОБМ определялся во всех трех боковых канатиках спинного мозга, с 18 недель гестационного развития ОБМ экспрессировался во всем белом веществе мозга, за исключением боковых кортикоспинальных путей и ростральных уровней fasciculus gracilis. Авторы также исследовали структуру миелина с помощью электронной микроскопии. В 12 недель гестации миелиновая оболочка представляла собой редкую неуплотненную пластину, в 18 недель гестации наблюдались отдельные точки компактного миелина, которые экспрессировали ОБМ, в 24 недели гестации компактный миелин наблюдался во всем белом веществе спинного мозга. Таким образом, авторами было продемонстрировано количественное увеличение экспрессии ОБМ, связанное с формированием миелина в течение второго триместра беременности.
Weidenheim и соавт. с помощью иммуногистохимического анализа определяли ОБМ в ткани спинного мозга (в цервикальном, грудном и люмбосакральном уровнях) и стволовой части головного мозга эмбрионов человека на протяжении первого и второго триместров беременности. С 9-10 недель гестации ОБМ-позитивные олигодендроглиоциты наблюдались по периферии эпиндимы. В переднем и боковом канатиках экспрессия ОБМ олигодендроглиоцитами отмечалась с 10-12 недель гестационного развития. В заднем канатике ОБМ детектировался на более поздних сроках гестационного развития, чем в антилатеральном белом веществе. ОБМ с 10 недели гестации обнаруживался в основном по срединной линии ствола мозга и экспрессировался латеральнее на протяжении второго триместра беременности. Таким образом, авторы заключили, что ОБМ присутствует с 10 недель гестации антилатерально в цервикальной области спинного мозга и срединной линии стволовой области мозга и экспрессируется в рострально-хвостовом направлении от антилатеральной к задней области. Исключением, однако, является область fasciculus gracilis, которая имела большее количество ОБМ-положительных клеток на поясничном уровне, чем в более ростральных областях.
Аналогичные результаты были получены и другими исследователями .
Таким образом, приведенные выше факты свидетельствуют об общем явлении эмбриогенеза человека: начало синтеза нейроспецифических антигенов приходится на 10-18 недели гестации.

Клинико-диагностическое значение ОБМ

Применение ОБМ в качестве маркера деструкции миелина открыло новое направление в нейробиологии, посвященное исследованию значимости этого антигена в диагностике демиелинизирующих заболеваний .
Основная часть этих работ посвящена анализу ОБМ в спинномозговой жидкости (СМЖ) больных рассеянным склерозом . В частности, в работе Thompson и соавт. приводятся результаты определения ОБМ с помощью конкурентного радиоиммунного анализа в пробах СМЖ 221 пациента с рассеянным склерозом. В качестве группы сравнения были выбраны пациенты с различной неврологической патологией (85 человек). При этом повышение концентрации ОБМ было выявлено у 46 из 55 пациентов (84%) с рецидивом рассеянного склероза на протяжении 6 недель и только у 11 из 84 пациентов (13%) с другими неврологическими заболеваниями. При этом имелась четкая корреляция между уровнем ОБМ в СМЖ и тяжестью рецидива (Р Кроме диагностики рассеянного склероза, ряд работ посвящен сравнительному исследованию ОБМ при целом ряде других заболеваний, сопровождающихся процессом демиелинизации. Так, Lamers et. al. методом РИА изучали концентрации ОБМ (наряду с исследованием концентраций NSE и S-100) в СМЖ детей и взрослых с различной неврологической патологией: у больных с рассеянным склерозом (хронически-прогрессивным, рецидивирующе-ремиттирующим и комбинацией обоих типов), при цереброваскулярных нарушениях (с ишемическим и геморрагическим инсультами), у пациентов с деменцией (сосудистой и Альцгеймеровского типа) и при инфекциях ЦНС . Достоверно более высокие уровни ОБМ наблюдались в группе больных с рассеянным склерозом; также достоверное повышение уровней ОБМ отмечалось при цереброваскулярных инсультах и в группах детей с эцефалопатиями.
Несомненно, заслуживают внимания работы, посвященные количественному анализу ОБМ при гидроцефалии. Так, Longatti et. al. исследовали уровень ОБМ у детей первого года жизни, страдающих постгеморрагической гидроцефалией. Авторами было показано значительное увеличение концентраций этого белка в динамике гидроцефалии. Ранее этими же авторами был продемонстрирован феномен более чем 20-кратного увеличения концентрации ОБМ в образцах СМЖ больных с гидроцефалией, полученных при вентрикулярной пункции по сравнению с люмбальной. В то же время, после проведения операции шунтирования отмечалось значительное снижение уровня ОБМ в СМЖ при вентрикулярной пункции. В результате проделанных исследований, авторы делают вывод о том, что анализ ОБМ в СМЖ при гидроцефалии может служить маркером активности развития гидроцефалии, и рекомендуют применение иммунохимического мониторинга ОБМ в динамике и при прогнозировании постгеморрагических гидроцефалий, а также в качестве одного из основополагающих критериев для проведения операции шунтирования. Результаты этой работы нашли экспериментальное подтверждение в исследованиях Del Bigio et. al. , которые выдвинули гипотезу о том, что прогрессирующая гидроцефалия может вызывать задержку процессов миелинизации. Исследователи вызывали гидроцефалию у 3-дневных крысят путем введения каолина в большую цистерну. В результате этой работы было показано, что гидроцефалия способна вызвать задержку процесса миелинизации. В то же время, своевременная операция шунтирования может активировать комплекс процессов компенсаторной миелинизации, однако, в случае длительной экспозиции гидроцефалии, процессы восстановления белого вещества весьма проблематичны.
Интересными, на наш взгляд, являются работы посвященные исследованию концентраций ОБМ в СМЖ и в сыворотке крови больных с опухолями головного мозга. Так, Nakagawa et. al. провели количественное определение ОБМ методом РИА у пациентов с различными видами глиальных опухолей, включая злокачественные. Высокие концентрации ОБМ (выше 4 нг/мл) авторы выявили у пациентов с диссеменацией злокачественных опухолей в мозговую оболочку. В случаях позитивной реакции организма пациентов на химио- или рентгенотерапию (что подтверждалось с помощью КТ, ЯМР, при общем и цитологическом исследовании СМЖ, а также клиническом обследовании), обнаруживалось достоверное снижение концентрации ОБМ в биологических жидкостях, а некоторых случаях даже до уровня нормы. В СМЖ шести пациентов со злокачественными глиомами без метастазирования концентрация ОБМ была значительно выше нормы до начала химиотерапии, а во время лечения наблюдалось дальнейшее повышение уровня ОБМ, однако после окончания химиотерапии концентрация ОБМ снизилась до уровня нормы. У некоторых пациентов со злокачественными глиомами, сопровождающимися метастазированием, авторы отмечали снижение концентраций ОБМ до 4 нг/мл после комплекса проведенных операций по удалению опухолей и химиотерапии (или облучения) в случаях благоприятного клинического течения. Таким образом, был сделан вывод о перспективности применения количественного мониторинга ОБМ для диагностики и прогнозирования течения опухолевых процессов, обусловленных глиомами.
Серия исследований Yamazaki et. al. была посвящена количественному динамическому анализу ОБМ и NSE в сыворотке крови больных с острыми травмами головного мозга. У пациентов в остром периоде после черепномозговой травмы уровни ОБМ в сыворотке крови динамично возрастали с 1,4 нг/мл до 11,3 нг/мл и были достоверно ниже, чем у пациентов с прогностически неблагоприятным исходом (смерть пациентов).
Авторы исследования пришли к выводу, что концентрация ОБМ в сыворотке крови коррелирует со степенью повреждения ткани мозга и определение уровня этого белка, наряду с определением NSE, может служить достоверным лабораторным маркером объема и степени повреждения ткани мозга при острых черепно-мозговых травмах. Аналогичное заключение было сделано ранее и Noseworthy et. al. , которые проводили исследования концентрации ОБМ в сыворотке крови у пациентов в динамике спустя 7 дней, 3 и 6 месяцев после острой черепно-мозговой травмы.
Интересным является цикл работ, посвященных изучению диагностической роли анти-ОБМ-антител в сыворотке крови и СМЖ пациентов с различными неврологическими заболеваниями. При этом, хотя и наибольшее количество исследований посвящено диагностике рассеянного склероза , вряд ли есть основания сделать однозначный вывод о каких-либо перспективах применения анти-ОБМ-антител в диагностике этого заболевания.
Так, группа исследователей под руководством K.G. Warren проводила радиоиммунный анализ анти-ОБМ-антител в СМЖ больных с рассеянным склерозом и другими неврологическими заболеваниями. Авторы выделили два вида антител к ОБМ: «свободные» и «связанные» антитела. При остром рецидиве рассеянного склероза, соотношение концентраций «свободных» и «связанных» антител был выше единицы, в то время, как у пациентов с хроническим вариантом заболевания это соотношение было ниже единицы. По мере наступления ремиссии у пациентов с острым рецидивом, коэффициент постепенно уменьшался и в конечном итоге, антитела на пределе чувствительности метода не обнаруживались. У пациентов с хроническим течением рассеянного склероза выведение антител происходило более медленно и в СМЖ низкие значения антител определялись более длительное время. Кроме изучения динамики элиминации антител в образцах сыворотки крови и СМЖ больных с рассеянным склерозом, авторы выявили анти-ОБМ-антитела в образцах СМЖ больных с острым идиопатическим невритом (преимущественно "свободные" антитела), что дало им основание предположить наличие аутоиммунного компонента в патогенезе острого идиопатического неврита.
Но в тоже время, Brokstad et. al. не выявили анти-ОБМ-антител при иммунохимическом исследовании сыворотки крови и СМЖ пациентов с рассеянным склерозом, а также другими неврологическими заболеваниями.
Приведенные данные, достаточно информативно показывают ценность ОБМ как иммунохимического маркера олигодендроглиоцитов и шванновских клеток при фундаментальных и клинических исследованиях, а также необходимость разработки тест-систем определения данного белка и анти-ОБМ-антител в СМЖ и сыворотке крови.

ЛИТЕРАТУРА

1. Beniac D.R., Wood D.D., Palaniyar N. (2000) J Struct Biol., 129 (1). 80-95;
2. Epand R.M. (1988) In: Neuronal and glial proteins: structure, function and clinical application., 231-265;
3. Facci P., Cavatorta P., Cristofolini L. (2000) Biophys J., 78 (3), 1413-1419;
4. Holton T., Ioerger T.R., Christopher J.A. (2000) Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr., 56 (Pt 6), 722-734;
5. Kleywegt G.J. (1999) Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr., 55 (11), 1878-1884;
6. Kirschner D.A., Ganser A.L., Caspar D.L. (1984). In: Myelin (P. Morell, ed.), 2nd Ed., Plenum: New York, рр. 51-95
7. Pritzker L.B., Joshi S., Harauz G. (2000) Biochemistry, 39 (18), 5382-5388;
8. Riccio P., Fasano A., Borenshtein N. (2000), J. Neurosci. Res., 15, № 59 (4), 513-521;
9. Raine C.S. (1984) In: Myelin (P. Morell, ed.), 2nd Edn., Plenum: New York, pp. 1-50
10. Balendiran G.K., Schnutgen F., Scapin G. (2000), J. Biol. Chem., 275, 27045-2754;
11. Grever W.E., Chiu F.C., Tricoche M. (1996), J. Comp. Neurol., 376 (2), 306-314;
12. Garbay B., Heape A.M., Sargueil F. et al. (2000), Progr. Neurobiol., 61, 267-304;
13. Grever W.E., Weidenheim K.M., Tricoche M. (1997), J Neurosci Res, 47, 332-340;
14. Braun P.E. (1984) In: Myelin (P. Morell, ed.), 2nd Ed., Plenum: New York, 97-113
15. Cuzner M.L., Norton W.T. (1996), Brain Pathol, 6 (3), 231-242;
16. Kirschner D.A., Blaurock A.E. (1991) In: Myelin. Biology and chemistry. (R.E. Martenson, ed.), CRC Press: Boca Raton, Florida, pp. 413 - 448
17. Norton W.T., Cammer W. (1984) Isolation and characterization of myelin. In: Myelin (Ed. Morell P.) Plenum Press, N-Y, pp.147-195;
18. Shults C.W., Whitaker J.N., Wood J.G. (1978), J. Neurochem., 30, 1543-1551;
19. Campagnoni A.T., Pribyl T.M., Campagnoni C.W. et al. (1993), J. Biol. Chem., 268, 4930 – 4938.
20. Kamholz J., De Ferra F., Puckett C. (1986), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 4962 – 4966.
21. Devine-Beach K., Lashgari M.S., Khalili K. (1990), J Biol Chem, 265, 13830-1385;
22. Roach A., Takahashi N., Pravtcheva D. et al (1985), Cell, 42, 149-155;
23. Jacque C., Delassalle A, Raoul M (1983), J Neurochem, 41 (5), 1335-1340;
24. Ohta M., Ohta K., Ma J. (2000), Clin Chem, 46 (9), 1326-1330;
25. Barbarese E., Braun P.E., Carson J.H. (1977), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 3360-3364.
26. Carnegie P.R. (1971), Nature (London), 229, 25 – 28;
27. Roots B.I., Agrawal D., Weir G. et al. (1984), J. Neurochem., 43, 1421-1424;
28. Белик Я.В. (1980), От химической топографии мозга к нейроспецифическим белкам и их функциям. Биохимия животных и человека: Биохимия белков нервной системы, c. 11-22.
29. Терлецкая Я.Т., Белик Я.В., Козулина Е.П. и др. (1987), Молекулярная биология, N 21, 15-26;
30. Gibson B.W., Gilliom R.D., Whitaker J.N. (1984), J. Biol. Chem., 259 (8), 5028-5031.
31. Deibler G.E., Martenson R.E., Krutzsch H.C. et al (1984), J. Neurochem., 43, 100-105.
32. Kira G., Deibler G., Krutzsch H.C. et al. (1985), J. Neurochem., 44, 134-142;
33. Deibler G.E., Krutzsch H.C. and Martenson R.E. (1985), J. Biol. Chem., 260 (1), 472-474;
34. Chou C.-H., Chou F. C.-H., Kowalski T.J. et al. (1978), J. Neurochem., 30, 745 - 750;
35. Day E.D. (1981) Contemp. Top. Mol. Immunol., 8, 1-39.
36. Day E.D., Hashim G.A., Varitek V.A. et al (1981), J. Neuroimmunol., 1 (3), 311-324.
37. Chevalier D., Allen B.G. (2000), Protein Exp. Purif., 18 (2), 229-234;
38. Wong R.W. (1999), Mol. Biotechnol., 13 (1), 17-19.
39. Riederer B., Honegger C.G., Tobler H.J. et al (1984) Gerontology, 30, 234-239;
40. Murray N., Steck A.J. (1984), J. Neurochem., 43, 243-248.
41. Cheifetz S., Moscarello M.A. (1985) Biochemistry, 24, 1909-1914.
42. Brady G.W., Fein D.B., Wood D.D. et al (1985) Biochem. Biophys. Res. Commun., 126, 1161-1165.
43. Wu N.C., Ahmad F. (1984) Biochem. J, 218, 923-932.
44. Deshmukh D.S., Kuizon S., Brockerhoff H. (1984), Life Sci., 34, 259-264.
45. Saltiel A.R., Fox J.A., Sherline P. (1987), Biochem. J., 214, 759-763.
46. Kishimoto A., Nishiyama K., Nakanishi H. et al (1985), J. Biol. Chem., 260, 12492-12499.
47. Wise B.C., Glass D.B., Chou C.H. et al (1982), J. Biol. Chem., 257, 8489-8495.
48. Vartanian T., Szuchet S., Dawson G. et al (1986), Science, 234, 1395-1398.
49. Chan K.-F. J. (1987), J. Biol. Chem., 262, 2415-2422.
50. Ulmer J.B., Braun P.E. (1986), Develop. Biol., 117, 502-510.
51. Amur S.G., Shanker G., Pieringer R.A. (1984) J. Neurochem., 43, 494-498.
52. Sorg B., Agrawal D., Agrawal H. et al (1986) J. Neurochem., 46, 379-387.
53. Kim S., Tuck M., Kim M. (1986) J. Neurosci. Res., 16, 357-365.
54. Molineaux S.M., Engh H., De Ferra F. et al (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 7542-7546.
55. Shine H.D., Readhead C., Popko B. (1992) J. Neurochem. 58 (1), 342-349.
56. Kirschner D.A., Ganser A.L. (1980) Nature, 283, 207-210.
57. Martini R., Zielasek J., Toyka K. et al (1995) Nature Genet., 11, 281-286.
58. Williams K.R., Williams N.D., Konigsberg W. et al. (1986) J. Neurosci. Res., 15, 137-145.
59. Chiu K.C., Westall F., Smith R.A. (1986) Biochem. Biophys. Res. Commun., 136, 426-432.
60. Deibler G.E., Burlin T.V., Stone A.L. (1995) J. Neurosci. Res., 15, 819-827.
61. Fraser P.E., Deber C.M. (1985) Biochemistry, №13, 4593-4598;
62. Kobayashi N., Freund S.M., Chatellier J. et al (1999) J. Mol. Biol., 292 (1), 181-190;
63. Smith R. (1985) FEBS Lett, 183, 331-334;
64. Martenson R.E., Mendz G.L., Moore W.J. (1985) Biochem. Biophys. Res. Commun., 131, 1269-1276.
65. Riccio V. , Tsugita A., Bobba A. et al (1985) Biochem. Biophys. Res. Commun., 127, 484-492.
66. Moscarello M.A., Chia L.S., Leighton D. et al (1985) J. Neurochem. 45 (2), 415-421.
67. Moskaitis J.E., Campagnoni A.T. (1986), Neurochem. Res., 11, 299-315.
68. Boggs J.M., Moscarello M.A. (1984) Can J. Biochem. Cell. Biol., 62, 11-18.
69. Boggs J.M., Moscarello M.A., Papahadjopoulos D. (1982) In: Lipids and protein interactions (Eds. P.Jost and O.H. Griffith), vol. 2, pp.27-51;
70. Boggs J.M., Rangaraj G., Koshy K.M. (1999) J. Neurosci. Res., 57, 529-535;
71. Mullin B.R., Decandis F.X., Montanaro A.J. et al (1981) Brain Res, 222, 218-221.
72. Brady G.W., Murthy N.S., Fein D.B. et al (1981) Biophys. J., 34, 345-350.
73. Sedzik J., Blaurock A.E., Hoechli M. (1984) J. Mol. Biol., 174, 385-409.
74. Smith R. (1977) Biochim. Biophys. Acta, 470, 170-184.
75. Yohg P.R., Vacante D.A., Synder W.R. (1982) J. Am. Chem. Soc., 104, 7287-7291.
76. Fu S.C., Mozzi R., Krakowka S. et al (1980), Acta Neuropathol. (Berl), 49 (1), 13-18.
77. Walker A.G., Rumsby M.G. (1985) Neurochem. Int., 7, 441-447.
78. Sridhara S., Epand R.M., Moscarello M.A. (1984) Neurochem. Res., 9, 241-248.
79. Weidenheim K.M., Epshteyn I., Rashbaum W.K. (1993) J. Neurocytol, 22 (7), 507-516
80. Weidenheim K.M., Bodhireddy S.R., Rashbaum W.K. (1996) J. Neuropathol. Exp. Neurol., 55 (6), 734-745.
81. Bodhireddy S.R., Lyman W.D., Rashbaum W.K. (1994) J. Neuropathol. Exp. Neurol., 53 (2), 144-149.
82. Zecevic N., Andjelkovic A., Matthieu J. (1998) Brain Res. Dev. Brain. Res., 14, 97-108.
83. Хохлов А.П., Савченко Ю.Н. (1990) Миелинопатии и демиелинизирующие заболевания, Медицина.
84. Annunziata P., Pluchino S., Martino T. (1997) J. Neuroimmunol., 77 128-133.
85. Brokstad K.A., Page M., Nyland H. (1994) Acta Neurol. Scand., 89 (6), 407-411.
86. Fesenmeier J.T., Whitaker J.N., Herman P.K. (1991) J. Neuroimmunol., 34 (1), 77-80.
87. Lamers K.J., van Engelen B.G., Gabreels F.J. (1995) Acta. Neurol. Scand., 92 (3), 247-251.
88. Lamers K.J., de Reus H.P., Jongen P.J. (1998) Mult. Scler., 4 (3), 124-126.
89. Longatti P.L., Guida F., Agostini S. (1994) Childs Nerv. Syst., 10 (2), 96-98.
90. Maatta J.A., Coffey E.T., Hermonen J.A. et al. (1997) Biochem. Biophys. Res. Commun., 238 (2), 498-502.
91. Massaro A.R., Michetti F., Laudisio A. (1985) Ital. J. Neurol. Sci., 6 (1), 53-56.
92. Melse J., Noppe M., Crols R. (1983) Acta Neurol. Belg., 83 (1), 17-22.
93. Soderstrom M., Link H., Xu Z. (1993) Neurology, 43 (6), 1215-1222.
94. Thompson A.J., Brazil J., Feighery C. (1985) Acta Neurol. Scand., 72 (6), 577-583.
95. Wood D.D., Bilbao J.M., O"Connors P. (1996) Ann Neurol., 40 (1), 18-24.
96. Warren K., Catz I. Johnson E. (1994) Ann Neurol., 35 (3), 280-289.
97. Yamazaki Y., Yada K., Morii S. et al (1995) Surg. Neurol., 43 (3), 267-270.
98. Barkhof F., Frequin S.T., Hommes O.R. (1992) Neurology, 42 (1), 63-67.
99. Warren K.G., Catz I. (1993) J. Neurol Sci, 115 (2), 169-176.
100. Sellebjerg F., Christiansen M., Nielsen P.M. (1998) Mult. Scler., 4 (6), 475-479.
101. Garcia-Alix A., Cabanas F., Pellicer A. (1994) Pediatrics, 93 (2), 234-240.
102. van Engelen B.G., Lamers K.J., Gabreels F.J. (1992) Clin. Chem., 38 (6), 813-816.
103. Del Bigio M.R., Kanfer J.N., Zhang Y.W. (1997) J. Neuropathol. Exp. Neurol., 56 (9), 1053-1066.
104. Matias-Guiu J., Martinez-Vazquez J., Ruibal A. (1986) Acta Neurol. Scand., 73 (5), 461-465.
105. Seeldrayers P.A., Hoyle N.R., Thomas D.G. (1984) J. Neurooncol., 2 (2), 141-145.
106. Nakagawa H., Yamada M., Kanayama T. (1994) Neurosurgery, 34 (5), 825-833.
107. Noseworthy T.W., Anderson B.J., Noseworthy A.F. (1985) Crit. Care Med., 13 (9), 743-746.
108. Sellebjerg F., Christiansen M., Garred P. (1998) Mult Scler, 4 (3), 127-131.
109. Кучинскене Д.И. (1992), Клиническое значение определения антител к основному белку миелина у больных рассеянным склерозом, ретробульбарным невритом и здоровых родственников., Автореф. дисс… канд. мед. наук.
110. Sellebjerg F., Frederiksen J.L., Olsson T. (1994) Scand. J. Immunol., 39 (6), 575-580.
111. Бойко А.Н., Фаворова О.О. (1995) Мол. биол., 29, № 4, 727-749.
112. Гусев Е.И., Демина Т.Л., Бойко А.Н. (1997) Рассеянный склероз., c. 463.
113. Warren K.G., Catz I. (1993) J. Neuroimmunol., 43 (1-2), 87-96.
114. Warren K.G., Catz I. (1994) J. Neurol Sci, 121 (1), 66-73.
115. Warren K.G., Catz I. (1995) J. Neurol Sci, 133 (1-2), 85-94.
116. Warren K.G., Catz I. (1999) Eur. Neurol., 42 (2), 95-104.

Миелин (в некоторых изданиях употребляется некорректная теперь форма миэлин ) - вещество, образующее миелиновую оболочку нервных волокон .

Миелиновая оболочка - электроизолирующая оболочка, покрывающая аксоны многих нейронов. Миелиновую оболочку образуют глиальные клетки : в периферической нервной системе - Шванновские клетки , в центральной нервной системе - олигодендроциты . Миелиновая оболочка формируется из плоского выроста тела глиальной клетки, многократно оборачивающего аксон подобно изоляционной ленте. Цитоплазма в выросте практически отсутствует, в результате чего миелиновая оболочка представляет собой, по сути, множество слоёв клеточной мембраны .

Миелин прерывается только в области перехватов Ранвье, которые встречаются через правильные промежутки длиной примерно 1 мкм. В связи с тем, что ионные токи не могут проходить сквозь миелин, вход и выход ионов осуществляется лишь в области перехватов. Это ведёт к увеличению скорости проведения нервного импульса. Таким образом, по миелинизированным волокнам импульс проводится приблизительно в 5-10 раз быстрее, чем по немиелинизированным.

Из вышесказанного становится ясным, что миелин и миелиновая оболочка являются синонимами. Обычно термин миелин употребляется в биохимии, вообще при упоминании его молекулярной организации, а миелиновая оболочка - в морфологии и физиологии.

Химический состав и структура миелина, произведённого разными типами глиальных клеток, различны. Цвет миелинизированных нейронов - белый, отсюда название «белого вещества» мозга.

Приблизительно на 70-75 % миелин состоит из липидов , на 25-30 % - из белков . Такое высокое содержание липидов отличает миелин от других биологических мембран.

Миелинизация в периферической НС

Обеспечивается Шванновскими клетками. Каждая Шванновская клетка формирует спиральные пластинки миелина и отвечает лишь за отдельный участок миелиновой оболочки отдельного аксона. Цитоплазма Шванновской клетки остается только на внутренней и наружной поверхностях миелиновой оболочки. Между изолирующими клетками также остаются

Миелиновая оболочка

Миелин (в некоторых изданиях употребляется некорректная теперь форма миэлин ) - вещество, образующее миелиновую оболочку нервных волокон.

Миелиновая оболочка - электроизолирующая оболочка, покрывающая аксоны многих нейронов. Миелиновую оболочку образуют глиальные клетки: в периферической нервной системе - Шванновские клетки, в центральной нервной системе - олигодендроциты . Миелиновая оболочка формируется из плоского выроста тела глиальной клетки, многократно оборачивающего аксон подобно изоляционной ленте. Цитоплазма в выросте практически отсутствует, в результате чего миелиновая оболочка представляет собой, по сути, множество слоев клеточной мембраны. Промежутки между изолированными участками называются перехваты Ранвье.

Из вышесказанного становится ясным, что миелин и миелиновая оболочка являются синонимами. Обычно термин миелин употребляется в биохимии, вообще при упоминании его молекулярной организации, а миелиновая оболочка - в морфологии и физиологии.

Химический состав и структура миелина, произведенного разными типами глиальных клеток, различны. Цвет миелинизированных нейронов - белый, отсюда название «белого вещества» мозга.

Приблизительно на 70-75 % миелин состоит из липидов , на 25-30 % - из белков . Такое высокое содержание липидов отличает миелин от других биологических мембран.

Молекулярная организация миелина

Уникальной особенностью миелина является его формирование в результате спирального обвития отростков глиальных клеток вокруг аксонов, настолько плотного, что между двумя слоями мембраны практически не остается цитоплазмы. Миелин представляет собой эту двойную мембрану, то есть состоит из липидного бислоя и белков, связанных с ним.

Среди белков миелина выделяют так называемые внутренние и внешние белки. Внутренние интегрированы в мембрану, внешние расположены поверхностно, и поэтому связаны с ней слабее. Миелин также содержит гликопротеиды и гликолипиды.

Белки составляют 25 - 30 % массы сухого вещества миелиновой оболочки нейронов ЦНС млекопитающих. На долю липидов приходится приблизительно 70-75 % от сухой массы. В миелине спинного мозга процент содержания липидов выше, чем в миелине головного. Большую часть липидов составляют фосфолипиды (43 %), остальное - холестерол и галактолипиды в примерно равном соотношении.

Миелинизация аксонов

В образовании миелиновой оболочки и структуре миелина ЦНС и периферической нервной системы имеются отличия.

Миелинизация в ЦНС

Миелинизация в периферической НС

Обеспечивается Шванновскими клетками. Каждая Шванновская клетка формирует спиральные пластинки миелина и отвечает лишь за отдельный участок миелиновой оболочки отдельного аксона. Цитоплазма шванновской клетки остается только на внутренней и наружной поверхностях миелиновой оболочки. Между изолирующими клетками также остаются перехваты Ранвье, которые здесь уже, чем в ЦНС.

Так называемые «немиелинизированные» волокна все равно изолированы, но по несколько иной схеме. Несколько аксонов частично погружены в изолирующую клетку, которая не смыкается вокруг них до конца.

См. также

• Шванновские клетки

Ссылки

• "Основной белок миелина" - статья в периодике «Вопросы медицинской химии» № 6 2000

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Миелиновая оболочка" в других словарях:

МИЕЛИНОВАЯ ОБОЛОЧКА, защитный слой, окружающий АКСОНЫ НЕРВНЫХ волокон периферической и центральной нервной системы. Волокно оказывается заключено как бы в капсулу, благодаря чему сохраняется проводимость и поток электрических импульсов,… … Научно-технический энциклопедический словарь

- (от греч. myelos мозг), оболочка, окружающая отростки нервных клеток в мякотных волокнах. М. о. состоит из белого белково липидного комплекса миелина, в периферич. ЦНС образуется вследствие многократного обёртывания отростка шванновской клеткой… … Биологический энциклопедический словарь

- (от греч. myelós мозг) мякотная оболочка, оболочка мякотного нервного волокна. Снаружи покрыта плазматической мембраной шванновской клетки (См. Шванновские клетки), изнутри граничит с поверхностной мембраной Аксона аксолеммой. Считается,… … Большая советская энциклопедия

I. Эпителиальная Т. Плоский и призматический эпителий. Питание эпителиальной Т. Развитие эпителия. Железистый эпителий. II. Соединительная Т. 1) собственно соединительная Т.: а) эмбриональная, b) ретикулярная, с) волокнистая, d) эластическая, е)… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

НЕРВНЫЕ БОЛЕЗНИ - НЕРВНЫЕ БОЛЕЗНИ. Содержание: I. Классификация Н. б. и связь с б нями других органов и систем.......... 569 II. Статистика нервных болезней....... 574 III. Этиология................... 582 IV. Общие припципы диагностики Н. б..... 594 V.… … Большая медицинская энциклопедия

Структура нейрона. Оранжевым цветом показана миелиновая оболочка Миелин (в некоторых изданиях употребляется некорректная теперь форма миэлин) вещество, образующее миелиновую оболочку нервных волокон. Миелиновая об … Википедия

Центральная нервная система (ЦНС) представляет собой единый механизм, который отвечает за восприятие окружающего мира и рефлексы, а также за управление системой внутренних органов и тканей. Последний пункт выполняет периферический отдел ЦНС с помощью особых клеток, которые называются нейроны. Из них и состоит нервная ткань, которая служит для передачи импульсов.

Отростки, идущие от тела нейрона окружены защитным слоем, который питает нервные волокна и ускоряет передачу импульса, а называется такая защита миелиновой оболочкой. Любой сигнал, передающийся по нервным волокнам, напоминает разряд тока и именно их внешний слой не дает уменьшаться его силе.

Если миелиновая оболочка повреждается, то теряется полноценное восприятие в этом участке тела, но клетка может уцелеть и повреждение со временем зарубцуется. При достаточно серьезных увечьях потребуются препараты, предназначенные для восстановления нервных волокон по типу Мильгаммы, Копаксона и других. В ином случае нерв со временем погибнет и восприятие уменьшится. К болезням, которым свойственна эта проблема относится радикулопатия, полиневропатия и т.д., но наиболее опасным патологическим процессом врачи считают рассеянный склероз (РС). Несмотря на странное название, болезнь не имеет ничего общего с прямым определением этих слов и в переводе означает «множественные рубцы». Возникают они на миелиновой оболочке в спинном и головном мозге вследствие иммунного сбоя, поэтому РС относиться к аутоиммунным заболеваниям. Вместо нервных волокон, на месте очага появляется рубец, состоящий из соединительной ткани, по которому больше не может корректно проходить импульс.

Можно ли как-то восстановить поврежденную нервную ткань или она навсегда останется в искалеченном состоянии вопрос актуальный по сегодняшний день. Врачи до сих пор не могут ответить на него точно и полноценного препарата для возвращения чувствительности нервным окончаниям еще не придумали. Вместо этого существует различные медикаменты, способные уменьшить процесс демиелинизации, улучшить питание поврежденных участков и активизировать регенерацию миелиновой оболочки.

Мильгамма представляет собой нейропротектор для восстановления обмена веществ внутри клеток, что позволяет замедлить процесс разрушения миелина и начать его регенерацию. В основе препарата лежат витамины из группы В, а именно:

• Тиамин (В1). Он крайне необходим для усвоения сахара в организме и получения энергии. При остром дефиците тиамина у человека нарушается сон и ухудшается память. Он становится нервным, а иногда подавленным, как при депрессии. В некоторых случаях наблюдаются симптомы парестезии (мурашки по коже, уменьшение чувствительности и покалывания в кончиках пальцев);
• Пиридоксин (В6). Такой витамин играет немаловажную роль в выработке аминокислот, а также некоторых гормонов (дофамин, серотонин и т. д.). Несмотря на редкие случаи нехватки пиридоксина в организме, из-за его дефицита возможно понижение умственных способностей и ослабление иммунной защиты;
• Цианокобаломин (В12). Он служит для улучшения проводимости нервных волокон вследствие чего улучшается чувствительность, а также для улучшения синтеза крови. При нехватке цианокобаломина у человека развиваются галлюцинации, деменция (слабоумие), наблюдаются сбои в ритме сердца и парестезии.

Благодаря такому составу Мильгама способна остановить окисление клеток свободными радикалами (реактивными веществами), что повлияет на восстановление чувствительности тканей и нервных окончаний. После курса приема таблеток отмечается снижение симптоматики и улучшение общего состояния, а употреблять препарат нужно в 2 этапа. В первом потребуется сделать не менее 10 инъекций, а затем перейти на таблетки (Мильгамма композитум) и принимать их 3 раза в сутки на протяжении 1,5 месяца.

Стафаглабрин сульфат применяется уже достаточно давно для восстановления чувствительности тканей и самих нервных волокон. Растение с чьих корней добывается этот препарат растет только в субтропическом и тропическом климате, например, в Японии, Индии и Бирме и называется оно стефания гладкая. Известны случаи получения Стафаглабрин сульфата в лабораторных условиях. Возможно, это из-за того, что стефанию гладкую можно выращивать как суспензионную культуру, то есть в подвешенном положении в стеклянных колбах с жидкостью. Сам по себе препарат представляет собой сернокислую соль, которая имеет высокую температуру плавления (более 240 °С). Относится она к алкалоиду (азотосодержащему соединению) стефарину, который считается основой для проапорфина.

Стефаглабрин сульфат служит для уменьшения активности ферментов из класса гидролаз (холинэстеразы) и для улучшения тонусы гладких мышц, которые присутствуют в стенках сосудов, органов (полых внутри) и лимфоузлов. Известно также, что препарат мало токсичен и способен уменьшить кровяное давление. В былые времена лекарство использовали как антихолинэстеразное средство, но затем ученые пришли к выводу, что Стефаглабрин сульфат является ингибитором активности роста соединительной ткани. Из этого выходит, что он задерживает ее развитие и на нервных волокнах не образуются рубцы. Именно поэтому препарат стал активно применять при повреждениях ПНС.

Во время исследований специалисты смогли увидеть рост швановских клеток, которые вырабатывают миелин в периферической нервной системе. Такое явление означает, что под влиянием медикамента у больного заметно улучшается проводимость импульса по аксону, так как вокруг него снова начала образовываться миелиновая оболочка. С момента получения результатов препарат стал надеждой для многих людей, у которых диагностированы неизлечимые димиелинизирующие патологии.

Решить проблему аутоиммунной патологии только путем восстановления нервных волокон не получится. Ведь независимо от того сколько придется устранить очагов повреждений, проблема будет возвращаться, так как иммунная система реагирует на миелин как на инородное тело и уничтожает его. Устранить такой патологический процесс на сегодняшний день нельзя, но можно больше не задаваться вопросом восстанавливаются ли или нет нервные волокна. Людям остается поддерживать свое состояние, угнетая иммунную систему и употребляя препараты по типу Стефаглабрин сульфат для сохранения своего здоровья.

Использовать препарат можно только парентерально, то есть мимо кишечника, например, с помощью инъекций. Дозировка при этом не должна превышать 7-8 мл 0,25% раствора в сутки за 2 укола. Если судить по времени, то обычно в какой-то мере восстанавливается миелиновая оболочка и нервные окончания через 20 дней, а затем нужен перерыв и понять сколько он будет длиться можно, узнав об этом у врача. Лучшего результата, по мнению врачей, можно достичь за счет низких доз, так как побочные эффекты развиваются значительно реже, а эффективность от лечения возрастает.

В лабораторных условиях, вовремя проведение экспериментов над крысами, было установлено, что при концентрации медикамента Стефаглабрин сульфат 0,1-1 мг/кг лечение проходит быстрее чем без него. Заканчивался курс терапии в более ранние сроки, если сравнивать их с животными, которые не принимали это лекарство. Спустя 2-3 месяца у грызунов уже фактически полностью восстановились нервные волокна и импульс передавался по нерву без задержек. У подопытных, которые проходили лечение без этого медикамента восстановление длилось около полугода и не все нервные окончания пришли в норму.

Копаксон

Лекарства от рассеянного склероза не существует, но есть препараты способные уменьшить воздействие иммунной системы на миелиновую оболочку и к ним относится Копаксон. Суть аутоиммунных заболеваний в том, что иммунная система разрушает миелин, расположенный на нервных волокнах. Из-за этого ухудшается проводимость импульсов, а Копаксон способен изменить цель защитной системы организма на себя. Нервные волокна остаются не тронутыми, но если клетки организма уже взялись за разъедание миелиновой оболочки, то препарат сможет их оттеснить. Происходит это явление из-за того, что лекарство очень похоже по своей структуре на миелин, поэтому иммунная система переключает свое внимание именно на него.

Препарат способен не только взять на себя атаку защитной системы организма, но и вырабатывает особые клетки иммунной системы для уменьшения интенсивности болезни, которые называются Тh2-лимфоциты. Механизм их воздействия и образования еще толком не исследован, но существуют различные теории. Среди экспертов есть мнение, что в синтезе Тh2-лимфоцитов участвуют дендритные клетки эпидермиса.

Выработанные супресорные (мутировавшие) лимфоциты, попадая в кровь, быстро проникают в часть нервной системы где находится очаг воспаления. Здесь Тh2-лимфоциты из-за воздействия миелина вырабатывают цитокины, то есть противовоспалительные молекулы. Они начинают постепенно снимать воспаление в этом участке мозга, тем самым улучшая чувствительность нервных окончаний.

Польза от препарата есть не только для лечения самого заболевания, но и самим нервным клеткам, так как Копаксон является нейропротектором. Защитное действие проявляется в стимуляции роста клеток мозга и улучшении липидного обмена. Миелиновая оболочка в основном состоит из липидов, а при многих патологических процессах, связанных с повреждением нервных волокон, происходит их окисление, поэтому повреждается миелин. Препарат Копаксон способен ликвидировать эту проблему, так как повышает естественный антиокислитель организма (мочевая кислота). За счет чего повышается уровень мочевой кислоты не известно, но этот факт доказан в ходе многочисленных экспериментов.

Препарат служит для защиты нервных клеток и уменьшения остроты и частоты обострений. Его можно совмещать с медикаментами Стефаглабрин сульфат и Мильгамма.

Миелиновая оболочка начнет восстанавливаться из-за усиленного роста швановских клеток, а Мильгамма улучшит внутриклеточный обмен веществ и усилит действие обоих препаратов. Использовать их самостоятельно или самостоятельно менять дозировку строго запрещено.

Можно ли восстановить нервные клетки и сколько на это потребуется времени сможет ответить только специалист, ориентируясь на результаты обследования. Принимать самостоятельно какие-либо препараты для улучшения чувствительности тканей запрещено, так как большинство из них имеет гормональную основу, а значит тяжело переносятся организмом.