Как восстановить миелиновую оболочку мозга
Когнитивные изменения при рассеянном склерозе
Некоторые симптомы рассеянного склероза невозможно не заметить сразу. Например, те, что касаются боли и спазмов, зрения, способности к движению. А вот ударила ли болезнь по когнитивным функциям — вниманию, мышлению, памяти — понятно не всегда. Обычно происходит это постепенно. Важно зафиксировать, что быстро думать, запоминать и быть многозадачным стало на порядок сложнее. Когнитивные проблемы чаще других вынуждают людей с рассеянным склерозом уходить с работы. Чтобы уберечь себя от этой перспективы, нужно позаботиться о сохранении интеллектуального тонуса как можно дольше.
Когнитивная деятельность включает в себя [1]:
Когнитивные нарушения выявляют не у всех людей с рассеянным склерозом (РС). Исследователи совершенно по-разному оценивают встречаемость этого симптома: от 10 до 93 % [3–5]. Видимо, много зависит от субъективного отношения самого пациента и от того, насколько заметна дисфункция.
Поводом для беспокойства чаще всего служит невозможность думать так же быстро, как раньше, и выполнять несколько задач одновременно. Кому-то становится сложнее вспоминать, где лежат вещи или о чем он хотел сказать. Кто-то испытывает проблемы с ориентацией в пространстве. Многим становится страшно, что проблемы мышления усилятся и повлекут за собой неприятности на работе и в отношениях [2].
Выделяют три варианта познавательных расстройств [4–5]:
Почему возникают когнитивные нарушения
Основная причина органическая. Когнитивные функции нарушаются при поражении их материального носителя — нервной цепочки. Она состоит из нервных клеток — нейронов, их отростков и контактов — синапсов, которыми они связываются друг с другом. Длинный отросток нейрона — аксон — проводит сигнал на расстоянии. Его концевой участок ветвится и образует синапсы для связи с другими нейронами.
Нарушить нервные цепочки могут патологические процессы рассеянного склероза [6]:
Ученые расходятся во мнениях, повреждение каких зон приводит к деменции и другим расстройствам познания. Более-менее точно можно связать монофункциональные нарушения и некоторые отделы мозга. Например, если в центре Брока наблюдаются очаги демиелинизации или атрофии, велика вероятность, что возникнут проблемы с речью. Некоторые исследователи считают, что ухудшение памяти преимущественно связано с разрушением миелина в областях лучистого венца, островковой доли, гиппокампа. И все-таки считается, что тяжесть и характер когнитивного расстройства связаны не столько с расположением очагов, сколько с их размерами и количеством [3–5].
Рассеянный склероз и когнитивные нарушения связывают закономерности [10]:
Мозг способен адаптироваться и восстанавливать нервные связи при помощи соседних нейронов. Чем обширнее разветвлена нервная сеть, тем легче налаживать коммуникации. Церебральный резерв, который компенсирует поврежденные цепочки, больше у людей с высоким интеллектом и привыкших к умственной работе [7].
Кроме патологических процессов в работу мозга при РС вносят лепту и другие факторы [4]:
Диагностика когнитивных нарушений
Тяжесть и характер когнитивных проблем не всегда зависят от физических повреждений мозга. Нельзя судить о них только по результатам МРТ. Более того, белое и серое вещество может выглядеть нормально, но нервные связи быть нарушенными [10].
Расстройства познания во многом определяют аспекты личности: характер, субъективное отношение, предрасположенность к тому или иному психическому состоянию [4].
Первый шаг в диагностике — прислушиваться к себе. Внимательно отнеситесь к малейшим изменениям в умственной деятельности. Если появились подозрения, но вы не уверены, попросите близких понаблюдать за вами со стороны. Обратите внимание и на другие симптомы РС: депрессию, тревогу, апатию, бессонницу, усталость.
Поделитесь результатами с вашим неврологом. При необходимости он направит вас к клиническому психологу на обследование. Кроме замеченных вами симптомов будут учитываться возраст, стаж болезни, наличие сосудистых нарушений, психоэмоциональных расстройств, рецидивов РС [11].
Медицинская диагностика когнитивных нарушений при РС может включать тесты [12] *:
Задания даются разнообразные. Просят выполнять какое-нибудь действие, например, резать бумагу или расчесываться. Тесты включают задания на счет, рисование, выбор фигур, запоминание, ориентацию в пространстве и времени. Требуется дать предметам название, повторить фразу, построить ассоциативный ряд [12–13].
Лечение когнитивных нарушений
Восстановить познавательную функцию в полной мере удается не всегда. В большинстве случаев терапия направлена на компенсацию уже имеющегося дефицита и адаптацию пациента. Важно вовремя предупредить серьезные когнитивные нарушения и не дать развиться деменции. Поэтому главная роль отводится своевременной диагностике [4].
Следующий этап — адекватное лечение. Решение о подборе фармакологической группы лекарства и курсе лечения очень ответственное, поскольку нужно учитывать множество факторов. Его принимает лечащий врач.
Медикаментозная терапия когнитивных функций направлена на [4,14–17]:
Врач может назначить препарат с комплексным действием. Некоторые лекарства сочетают и защитные, и метаболические свойства. Препараты могут одновременно улучшать кровоснабжение мозга и приводить в порядок баланс нейротрансмиттеров. Многие из них относятся к группе ноотропов.
Комплекcным действием обладают этилметилгидроксипиридина сукцинат (мексидол), полипептиды коры головного мозга скота (кортексин) [16], пирацетам, экстракт гинкго билоба [15], церебролизин, цитиколин [17] и др.
Что вы можете сделать сами
Справиться с когнитивными трудностями вы можете следующим образом:
Как увеличить церебральный резерв
В этом помогут умственная деятельность, мелкая моторика и физическая нагрузка. Особенно эффективно такие меры работают на профилактику когнитивных нарушений [11,18–19].
Старайтесь больше читать, решать кроссворды, задачки, играйте иногда в компьютерные игры. Организуйте свой отдых так, чтобы интеллектуальная деятельность имела там место. Известно, что во время стресса большинству людей сложнее думать. Хорошо, если вам удастся найти занятие, которое бы поддерживало ум в тонусе, но при этом не вызывало бы стресс. С такой тренировкой вам будет легче справиться с реальными мыслительными нагрузками. Например, можно установить на смартфон игры на счет, память, поиск слов.
Сама по себе учеба и работа поддерживает церебральный резерв. Не стоит предаваться праздности и делать длительные перерывы без необходимости. В пожилом возрасте также не стоит пренебрегать интеллектуальной деятельностью. Если познавательные функции под угрозой, поддержание умственного тонуса должно быть в приоритете.
Интеллект можно развивать и через тело. Упражнения как на мелкую, так и на грубую моторику улучшают когнитивные функции [18]. Механизм их действия во многом различается, задействуются разные нейронные сети. Однако есть нечто общее.
Во время того или иного физического действия человек выполняет еще и когнитивные задачи. Он ориентируется в пространстве, принимает решения, производит счет, анализирует, запоминает. Физическая активность подкрепляет эти процессы выбросом медиаторов удовольствия — эндорфинов, дофамина, серотонина. Так успешные действия поощряются, и закладывается мотивация не только двигаться, но и мыслить.
Мелкую моторику рук помогают развивать рукоделие, рисование, письмо или печатание, игра на музыкальных инструментах. Массаж и гимнастика пальцев также стимулируют нервную систему, включая когнитивные отделы.
Специалисты рекомендуют людям с рассеянным склерозом заниматься спортом на постоянной основе. Хорошо работают упражнения на координацию, танцы и ходьба. Главное, чтобы они нравились человеку, и он был в состоянии их выполнять [19]. Лучше всего регулярные тренировки улучшают оперативную память [18].
Как взять под контроль когнитивные нарушения
С когнитивными проблемами сталкивается огромное количество людей с рассеянным склерозом. Облегчить жизнь могут помочь следующие советы [20].
Если вы легко забываете:
Если вам сложно работать:
Если вы теряете предметы и вам сложно ориентироваться:
Если вам сложно общаться с людьми из-за когнитивных проблем:
Не переживайте, если все получится не сразу. Вырабатывайте полезные привычки, и рано или поздно вы сможете делать многое «на автомате». Так освободятся резервы оперативной памяти и снизится уровень стресса.
* — Шкалы, которые применяют для оценки когнитивных функций:
МИЕЛИНовая защита нейрона: все начинается до рождения
С детства мы слышим, что нервные клетки не восстанавливаются. И хотя вопрос о возможности образования новых нейронов во взрослом мозге до сих пор открыт, уже есть данные, что процесс нейрогенеза у человека продолжается до глубокой старости. Любые нарушения в развитии нервных клеток могут приводить к серьезным, иногда необратимым патологиям. Одним из таких нарушений являются дефекты в защитной изоляционной оболочке (миелине) отростков нервных клеток, которые могут формироваться у человека еще до его рождения. Их практически невозможно диагностировать с помощью традиционных методов визуализации
В мозге человека в среднем содержится около 100 млрд нейронов, которые принимают, хранят, обрабатывают и передают информацию с помощью электрических и химических сигналов. Взаимодействие между нейроном и другими нервными клетками и органами происходит с помощью коротких (дендриты) и длинного (аксон) отростков.
Каждый аксон, подобно проводу, покрыт изоляционным материалом – миелиновой оболочкой, которая обеспечивает более высокую скорость прохождения нервных импульсов и защищает нервные волокна от повреждений. Кроме того, эта оболочка несет опорную функцию, а также, по последним данным, служит для аксона, нуждающегося в большом количестве энергии, своего рода «заправочной станцией».
Все повреждения миелиновой оболочки или дефекты, возникшие в период ее формирования, приводят к серьезным, иногда неизлечимым заболеваниям. Среди них наиболее известен рассеянный склероз – хроническое аутоиммунное заболевание, поражающее преимущественно молодых людей.
Разрушается миелин и при инсультах, которые встречаются не только у взрослых (в первую очередь, как принято считать, у пожилых людей), но и у детей, включая нерожденных. Внутриутробный инсульт чаще всего случается после 28-й недели беременности, у детей – через месяц после рождения. Инсульт у плода приводит к развитию пороков головного мозга, а у детей может вызвать детский церебральный паралич в раннем возрасте.
При этом о «качестве» миелинизации головного мозга конкретного человека мы сегодня судим лишь по косвенным клиническим симптомам или данным магнитно-резонансной томографии (МРТ), с помощью которой обычно удается обнаруживать дефекты миелина уже на поздней, часто необратимой стадии.
Дефекты нервной «изоляции»
Развитие мозга плода – сложный процесс, при котором происходят быстрые перестройки морфологии и микроструктуры нервной ткани. В некоторых зонах мозга процесс формирования миелина начинается уже с 18—20-й недели беременности, а продолжается приблизительно до десятилетнего возраста.
Не все знают, что миелин – это множество слоев клеточной мембраны, много раз «намотанных» на аксон. Формируется миелин плоскими выростами «служебных» глиальных клеток, цитоплазма в которых практически отсутствует. Миелиновая оболочка не непрерывна, а дискретна, с промежутками (перехватами Ранвье). Поэтому аксон обладает более быстрой скачкообразной проводимостью: скорость прохождения сигнала по волокнам с миелином и без него может отличаться в сотни раз. Что касается молекулярного состава «изолятора», то он, как и все клеточные мембраны, состоит преимущественно из липидов и белков
Именно нарушения миелинизации часто лежат в основе задержек физического и умственного развития ребенка, а также служат причиной формирования ряда неврологических и психиатрических патологий. Помимо заболеваний, таких как инсульт, задержки развития головного мозга плода с нарушением миелинизации иногда наблюдаются и при многоплодной беременности. При этом десинхронизацию в развитии мозга близнецов оценить «на глаз» довольно сложно.
Но как выявить дефекты миелина в период внутриутробного развития? В настоящее время акушеры-гинекологи пользуются только биометрическими показателями (например, размером мозга), однако они обладают высокой изменчивостью и не дают полной картины. В педиатрии даже при наличии явных функциональных отклонений в мозговой деятельности ребенка традиционные изображения МРТ или нейросонографии (ультразвукового исследования головного мозга новорожденных) часто не показывают структурные отклонения.
Поэтому поиск точных количественных критериев оценки формирования миелина во время беременности является актуальной задачей, которую к тому же нужно решить с помощью неинзвазивных диагностических методов, уже апробированных в акушерстве. Специалисты из новосибирского Международного томографического центра СО РАН предложили использовать для этих целей новый метод количественной нейровизуализации, уже адаптированный для дородовых (пренатальных) исследований.
На обычном томографе
Любая патология головного мозга плода, которую подозревают врачи во время ультразвукового обследования беременной, обычно является показанием к проведению МРТ; подобные исследования проводятся в МТЦ СО РАН уже более десяти лет. Результаты МРТ могут подтвердить, уточнить, опровергнуть либо вообще изменить предварительный диагноз и, соответственно, тактику ведения беременности.
Дело в том, что количество миелина и размеры отдельных структур головного мозга у эмбриона настолько малы, что любые измерения очень сложны и трудоемки. К тому же плод постоянно шевелится, что очень затрудняет получение качественных изображений и достоверных количественных данных. Поэтому нужна технология, позволяющая получать изображения быстро и с высокой разрешающей способностью даже на маленьких объектах.
Именно таким оказался метод быстрого картирования макромолекулярной протонной фракции (МПФ) – биофизического параметра, который описывает долю протонов в макромолекулах тканей, вовлеченных в формирование МРТ-сигнала, тогда как обычно источником сигнала являются протоны, содержащиеся в воде (Yarnykh, 2012; Yarnykh et al., 2015).
В основе метода лежит специализированная процедура математической обработки МРТ-изображений, которая позволяет вычленить компоненты сигнала, связанные с МПФ клеточных мембран. А в головном мозге человека и животных основная их часть содержится именно в миелине. Реконструируются карты МПФ на основе исходных данных, которые могут быть получены практически на любом клиническом томографе.
Для реконструкции карт МПФ используются четыре исходных изображения, полученные различными традиционными методами МРТ. Правильность такого подхода подтвердили результаты его апробации на лабораторных животных в Томском государственном университете: у мышей, которым вводили раствор, вызывающий разрушение миелина, результаты МПФ-картирования совпали с данными гистологического исследования тканей (Khodanovich et al., 2017).
Миелин – в норме и патологии
Пилотные исследования, выполненные в рамках клинических диагностических МРТ-обследований эмбрионов возрастом от 20 недель и старше, показали, что новая технология позволяет за небольшое (менее 5 мин.) время сканирования выявить очень малые количества миелина.
Они также подтвердили способность метода надежно оценивать пространственно-временные «траектории развития» миелина в различных структурах мозга. Судя по результатам исследования, в центральных структурах (стволовых, таламусе, мозжечке) процесс миелинизации начинается раньше, а ее степень пропорциональна возрасту. При этом в белом веществе полушарий головного мозга миелин в дородовом периоде практически не обнаруживается (Yarnykh, Prihod’ko, Savelov et al., 2018). Полученные новым неивазивным методом результаты хорошо согласуются с уже известными патоморфологическими данными.
Кроме того, оказалось, что изображения, полученные с помощью новой технологии, являются наиболее информативными для внутриутробной диагностики одного из видов медуллобластомы – врожденной злокачественной опухоли мозжечка. У плода опухоль не удалось отчетливо выявить с помощью традиционного МРТ-обследования, однако она хорошо прослеживалась с использованием количественного метода МПФ.
Дело в том, что у плода показатель МПФ для ткани медуллобластомы вдвое выше значений для окружающей здоровой ткани из-за более высокого содержания в опухоли фибриллярного белка коллагена соединительной ткани, которая широко представлена в этом виде опухоли. После рождения и до полутора лет эти различия сглаживались из-за нарастающей миелинизации мозжечка, в то время как значения МПФ в опухоли оставались практически неизменными.
Эти результаты говорят о том, что диагностическая значимость метода МПФ наиболее высока именно во внутриутробном периоде. И это очень важно, так как после рождения ребенка арсенал МРТ (в том числе с использованием контрастирующих средств), который позволяет визуализировать все детали злокачественного поражения, значительно расширяется (Korostyshevskaya, Savelov, Papusha et al., 2018).
В течение последнего десятилетия для изучения внутриутробного периода созревания мозга использовались различные количественные методы МРТ. Но оказалось, что среди всех известных на сегодня методов наиболее чувствительным к содержанию миелина в мозге взрослого человека и плода оказался метод картирования МПФ.
С его помощью новосибирским специалистам впервые удалось разработать количественные критерии нормальной внутриутробной миелинизации, на основании которых можно оценить своевременность формирования внутренней структуры мозга от второго триместра до рождения ребенка. Эти критерии в дальнейшем можно использовать в клинической практике. Кроме того, в некоторых случаях новый метод помогает диагностировать врожденный порок развития головного мозга еще до рождения, что бывает затруднительно с использованием только традиционных методов МРТ.
Коростышевская А. М., Савелов А. А., Цыденова Д. В и др. Количественный анализ структурной зрелости головного мозга плода по данным диффузионно-взвешенной МРТ // Вест. Новосиб. гос. ун-та. Серия: Биология, клиническая медицина. 2015. Т. 13. № 4. С. 27–32.
Коростышевская А. М., Василькив Л. М., Цыденова Д. В. и др. Количественный анализ пре- и постнатальной структурной зрелости головного мозга в норме и при вентрикуломегалии по данным диффузионно-взвешенной МРТ // Мультидисциплинарный научный журнал «Архивариус». 2016. Т. 22. № 10(14). С. 33–41.
Korostyshevskaya A. M., Prihod’ko I. Y., Savelov A. A. et al. Direct comparison between apparent diffusion coefficient and macromolecular proton fraction as quantitative biomarkers of the human fetal brain maturation // J. Magn. Reson. Imaging. 2019. N. 50. P. 52–61. DOI: 10.1002/jmri.26635
Korostyshevskaya A. M., Savelov A. A., Papusha L. I. et al. Congenital medulloblastoma: fetal and postnatal longitudinal observation with quantitative MRI // Clinical imaging. 2018. N. 52. P. 172–176.
Yarnykh V., Korostyshevskaya A. Implementation of fast macromolecular proton fraction mapping on 1.5 and 3 Tesla clinical MRI scanners: preliminary experience // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 886. P. 1–5.
Yarnykh V. L., Savelov A., Prihod’ko I. Y. et al. Quantitative assessment of normal fetal brain myelination using fast macromolecular proton fraction mapping // Am. J. of Neuroradiology. 2018. V. 39(7). P. 1341–1348.
Исследование поддержано Министерством образования и науки Российской Федерации (госзадание 18.2583.2017/4.6.), Российским научным фондом (проект № 19-75-20142) и Национальными институтами здравоохранения США (National Institutes of Health, NIH)
Нервные клетки восстанавливаются. Петербургский невролог рассказал, как это происходит
Американские СМИ сообщили сегодня, что ученые нашли способ восстановления нервных клеток после повреждений, которые приводят к нарушению двигательных функций. Они проводили эксперименты на мышах. О том, как может изменить жизнь человека с ограниченными возможностями физическая активность, «Доктору Питеру» рассказал Глеб Макшаков, заведующий отделением реабилитации Центра рассеянного склероза Городской больницы №31.
Американские ученые описали способность к регенерации нервных клеток и миелиновой оболочки, защищающей их, у пациентов после инсультов, травм головного мозга и таких заболеваний, как рассеянный склероз. Исследования на мышах показали, что их можно восстановить с помощью двигательной нагрузки. Об этом сообщает University of Colorado Anschutz Medical Campus.
Как физические нагрузки работают, восстанавливая нейронные связи и миелиновую оболочку у людей с рассеянным склерозом, «Доктору Питеру» рассказал Глеб Макшаков.
— Если говорить про полное исчезновение симптомов, вызванных разрушением миелиновых оболочек, окружающих нервные волокна, и самих нервов, отвечающих за передачу импульсов от мозга к органам и обратно, то, действительно, известно только исследование на животных. Когда у мышей вызывают аутоиммунный энцефалит – заболевание, имитирующее рассеянный склероз, благодаря физической активности, которую им навязывают, неврологические симптомы полностью уходят. У животных регенерация нервной ткани, в том числе миелиновой оболочки, происходит так, что они восстанавливаются практически полностью.
С людьми немного сложнее. При рассеянном склерозе миелин может восстанавливаться сам по себе. Когда нет активного воспаления в бляшках, происходит два постоянных процесса: и демиелинизации, и ремиелинизации. Но проблема в том, что невозможно измерить миелин в голове живого человека. Базовое МРТ, которое проводится для диагностики РС, показывает нарушение сигнала, что говорит как о нарушении миелиновой оболочки, так и о повреждении самих нейронов. Но есть исследования, которые называются «МРТ с переносом намагниченности». Они измеряют плотность фракции миелина (толщины миелиновой оболочки) и позволяют увидеть, насколько хорошо миелин покрывает нервное волокно. Ничего нового нет в том, что при физической нагрузке у пациентов с рассеянным склерозом он восстанавливается – функциональные исследования это давно уже показали.
Как мозг восстанавливает возможность двигаться?
С функциональным восстановлением сложнее: головной мозг построен по, так сказать, сетевому признаку. Один нервный центр в большей или меньшей степени отвечает за конкретную функцию, например, за движение руки или ноги. Ему для работы нужны другие центры. Основной центр с ними связан в процессе освоения моторных (двигательных) навыков человека. То есть один участок коры связан с разными участками головного мозга. Когда человек, у которого эти структурные связи разрушены, проходит физическую реабилитацию, они восстанавливаются, поэтому он чувствует себя лучше. Но полностью симптомы могут уйти только у тех, у кого болезнь застали вовремя, когда у нейронных связей еще есть достаточный резерв.
На нашем отделении реабилитации мы видим у пациентов, которые недавно болеют и хорошо занимаются, существенный регресс симптомов. Иногда это происходит практически сразу. Но те, у кого уже выражена инвалидизация и развились вторичные изменения (атрофия мышц, контрактура суставов), полностью восстановиться не могут, хотя функциональное состояние улучшается: они могут больше и дольше ходить, физическая выносливость растет.
Читайте также
Чем и как заняться, чтобы оставаться «на ходу»
Если пациент инвалидизирован (больше 4 баллов по шкале EDSS), он мало ходит или прикован к инвалидному креслу, нужно, чтобы ему физическую активность порекомендовал квалифицированный специалист по реабилитации (физический терапевт, эрготерапевт или инструктор ЛФК). Это должны быть специальные адаптированные упражнения, которые пациент может выполнять дома. Кроме того, пациенту с ограниченными возможностями важно самостоятельно делать то, что обычный человек не воспринимает, как нагрузку. Это чистка зубов, например, уборка по дому, приготовление еды, вставание, пересаживание с кресла на кровать или обратно. Для него это требует больше сил, чем для здорового, а значит, может считаться физической нагрузкой и способом держать нервную систему «в тонусе». Поэтому важно, например, чтобы семья пациента поддерживала его самостоятельность и двигательную активность, не изолировала его в «золотой клетке» заботы.