Роль нуклеїнової кислоти в патогенезі ішемії мозку

Нервова тканина на відміну від інших тканин характеризується дуже високим вмістом РНК [115], причому він зазнає закономірних змін із віком. Вміст РНК у мозку новонаро­джених складає 0, 042–0, 046 % маси сірої речовини мозку [134], у мозку дорослих людей РНК становить 0, 0027–0, 0063 % маси сірої речовини мозку [130].

Концентрація РНК у нервових клітинах дорослої людини збільшується до 30–40 років, потім протягом 20 років залишається порівняно стабільною, а з 60 років починає зменшуватись [83]. В умовах фізіологічної норми інтенсивність метаболізму на певний момент часу, як правило, неоднакова як у різних нейронах, так і в інших клітинних елементах нервової тканини — астро-, олігодендро-, мікрогліоцитах [115, 117].

Різна інтенсивність синтезу РНК у поруч розташованих нейронах при фізіологічній нормі, яка обумовлена їх різним функціональним станом, була виявлена за допомогою авторадіографії [22, 45].

В.В. Дергачова, А.О. Тютяєва [24] методом електрофорезу в поліакриламідному гелі з використанням міченого попередника РНК виявили інтенсифікацію синтезу РНК у ядрах і цитоплазмі нервових клітин вищих відділів мозку мишей при виробленні рухово-оборонних навичок. Подібні результати отримані й при активізації функціональної діяльності нейронів гіпокампа [36, 37, 79].

Підвищення вмісту РНК у зв’язку з інтенсифікацією функціональної активності виявлене й для симпатичних нервових клітин периферичної нервової системи [91]. Тісний зв’язок метаболічних зсувів РНК із функціональною активністю нейронів доведений у працях, присвячених вивченню цитохімічних змін, що відбуваються в нервових клітинах сітківки у відповідь на адекватну їх стимуляцію. Накопичення РНК у мотонейронах доведене при збуджувальному синаптичному впливі [16].

Неадекватно тривале або надмірно високе функціональне навантаження на нейрони призводить до зниження вмісту РНК. Так, цитоспектрофотометричним методом було показано, що інтенсивна електростимуляція норадренергічних нейронів блакитної плями спричинює значне зменшення вмісту РНК у пірамідних нейронах кори великих півкуль і в клітинах кори мозочка [82]. На думку авторів, зменшення площі ядер і концентрації в них РНК свідчить про посилення її транспорту з ядра в цитоплазму, а також про переважання процесів розпаду над синтезом. W.F. Agnew et al. [93] також описують різке зниження вмісту РНК у нейронах кори у відповідь на тривалу електростимуляцію. Усі відомі дані про функції РНК переконливо свідчать про те, що синтез і транспорт її є основою ядерно-цитоплазматичних відношень. Однак механізм переносу РНК із ядра в цитоплазму до цього часу залишається предметом дискусії. Важлива роль у транспорті РНК із ядра в цито­плазму належить ядерній оболонці, яка містить порові комплекси. Дуже висока АТФазна активність ядерної оболонки підтверджує наявність у ній активного транспорту [29, 30]. Аналіз структури ядерних пор великої кількості еукаріот свідчить, що пори ядра мають загальні ознаки в різних типах клітин і складаються з 8 субодиниць [106].

Вважається, що на вільних рибосомах і полісомах синтезуються структурні білки, які входять до клітинних мембран, а на зв’язаній із мембранами ендоплазматичній сітці синтезуються протеїни, що транспортуються у відростки клітин [38, 54].

Кількість гліальних клітин у головному мозку людини значно більша, ніж кількість нейронів. Нервові клітини людини становлять 4 % об’єму, нейроглія — 8 % об’єму, аксони і дендрити — 75–80 % об’єму мозку. Кількість гліальних клітин складає близько 150–200 млрд, при високій кількості нервових клітин — 14–15 млрд [7, 8]. У деяких ділянках сірої речовини гліальний індекс (відношення кількості гліальних клітин до нервових) може сягати 97.

Відомо, що гліоцити виконують не тільки опорну й трофічну функції, але й беруть участь у здійсненні специфічних функцій нервової системи: проведенні нервових імпульсів через синапси; процесах гальмування в нервових клітинах; утворенні нових зв’язків і мієліну залежно від функціональної активності нейрона; розвитку повільних процесів в електричній активності мозку [62, 63, 83, 117].

Швидке реагування гліоцитів на зміни функціонального стану нейрона й особливе спрямування біохімічних зсувів, які відбуваються в них, дозволило висунути припущення про функціонально-біохімічну єдність комплексної системи «нейрон — глія» [43, 48, 56, 57, 121].

Гістохімічні дослідження нуклеїнових кислот у нервових і гліальних клітинах в умовах природної й штучної активації нейронів дозволили Ю.Я. Гейнісману і співавт. [17] дійти висновку, що в цих умовах відбувається викидання РНК із сателітної глії в активно функціонуючі нейрони. У наступних фазах РНК гліальних клітин поповнюється за рахунок посилення в них синтетичних процесів.

Аналізуючи отримані дані, А.А. Ма­ніна [49] вважає, що при підвищеному функціональному стані можливий транспорт макромолекул РНК рибосомного типу в нейрони й синапси з сателітної олігодендроглії. Імовірний і двобічний обмін різними речовинами між глією й нейронами [39].

Щодо механізмів переносу РНК та інших макромолекул у системі «нейрон — нейроглія», то існує припущення, що він здійснюється шляхом піноцитозу [102, 115, 117], можливо, за участю мембранної АТФази й пластинчастого комплексу [51].

З’ясовано, що зміни білоксинтезуючої системи нейронів і гліоцитів відбуваються в перші хвилини розвитку ішемії, а ступінь їх вираження пропорційний тривалості ішемії. Найраніші зміни простежуються в ядрах клітин, де вже при ішемії тривалістю до 5 хв спостерігається конденсація хроматину й ущільнення ядерець [119, 120]. Деякі автори [12, 26, 81, 131] зазначають, що двадцятихвилинна ішемія призводить до вираженого набухання ядер і цито­плазми ендотеліоцитів, ущільнення ядерця, агрегації хроматину, зменшення кількості рибосом і цистерн ендоплазматичної сітки [1, 46, 111], що пов’язано з рівнем ацидозу, який розвивається в тканині кори головного мозку [119, 120].

На тканинному (органному) рівні важливим проявом ішемічної патології мозку є інфаркти мозку — вогнища повного некрозу нервової тканини, тобто некрозу всіх її складових (нейронів, глії, судин мікроциркуляторного русла). Інфаркт мозку не є єдиним морфологічним проявом ішемії мозку. Деякі варіанти дисциркуляторної енцефалопатії [10, 87, 89, 90] містять у якості провідного патоморфологічного компонента ішемічне пошко­дження тканини, яке зазвичай виявляється у вигляді вогнищ неповних некрозів (тобто загибелі нейронів) при збереженні гліоцитів, або дифузних ішемічних змін нейронів [112].

L. Jenkins et al. [120] наводить класифікацію основних типів змін нейронів при повній церебральній ішемії протягом 5–15 хв. Отже, найбільша група клітин характеризується конденсацією хроматина в ядрах, ущільненням ядерця, фрагментацією й розширенням цистерн ендоплазматичної сітки, розпадом полісом. В інших нейронах переважають процеси зморщування різного ступеня вираженості. Кількість зморщених нейронів зростає пропорційно тривалості ішемії й може складати до 90 % пошкоджених клітин [35, 59, 66, 86, 123].

При ішемії тривалістю понад 2 години ядра нейронів розташовуються, як правило, ексцентрично, часто є сегментованими, ядерця зміщуються до периферії; значно зростає кількість конденсованого хроматину; полірибосоми руйнуються, але збільшується кількість вільних рибосом; цистерни ендоплазматичної сітки фрагментуються й вакуолізуються [107, 109, 110]. Одночасно спостерігається зниження рівня основних амінокислот у корі пів