000
ОтложитьЧитал
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АКТГ – адренокортикотропный гормон
АлдДГ – альдегиддегидрогеназа
АлкДГ – алкогольдегидрогеназа
АНС – автономная нервная система
АПН – алкогольная полиневропатия
АцДГ – ацетальдегид дегидрогеназа
БАС – боковой амиотрофический склероз
ВПГМ – вызванные потенциалы головного мозга
ВПСМ – вызванные потенциалы спинного мозга
ВС – вибростимуляция
ВЦП – время центрального проведения
ВЧД – внутричерепное давление
ГБО – гипербарическая оксигенация
ДЕ – двигательная единица
ДН – диабетическая невропатия
ДПН – диабетическая полиневропатия
ЖКТ – желудочно-кишечный тракт
ИВЛ – искусственная вентиляция легких
КС – коллатеральный спрутинг
КТ – компьютерная томография (томограмма)
ЛФК – лечебная физкультура
МД – магнитная диагностика
МНФ – мозговой нейротрофический фактор
МПД – минимальная пирогенная доза
мРНК – митохондриальная рибонуклеиновая кислота
МРФ – мозговой ростовой фактор
МС – магнитная стимуляция
МТГФР – метилентетрагидрофолатредуктаза
НАДФ – никотинамидадениндинуклеотидфосфат
НМСН – наследственная моторная и сенсорная невропатия
НПВП – нестероидные противовоспалительные препараты
НСВН – наследственная сенсорная и вегетативная невропатия
ОВДП – острая воспалительная демиелинизирующая полирадикулоневропатия
ОмедБ – отдельный медицинский батальон
ОПП – острая перемежающаяся порфирия
ПДЕ – потенциал двигательной единицы
ПНП – полиневропатия
ПНС – периферическая нервная система
ПФ – потенциал фасцикуляций
РНС – рефлекторные неврологические синдромы
PC – регенераторный спрутинг
СД – сахарный диабет
СКР – свободные кислородные радикалы
СМ – спинной мозг
СМТ – синусоидально модулированные токи
СПИ – скорость проведения импульса
СРВ – скорость распространения возбуждения
ССВП – соматосенсорные вызванные потенциалы
УВЧ – токи ультравысокой частоты
ФОС – фосфорорганические соединения
ФРН – фактор роста нерва
ХВДП – хроническая воспалительная демиелинизирующая полирадикулоневропатия
цАМФ – циклический аденозин-3',5'-монофосфат
ЦСЖ – цереброспинальная жидкость
ЧЭНС – чрескожная электронейростимуляция
ШИК – шифф-йодная кислота
ЭДТА – этилендиаминтетрауксусная кислота
ЭМГ – электромиография (электромиограмма)
ЭНМГ – электронейромиография (электронейромиограмма)
ЯМРТ – ядерно-магнитно-резонансная томография
ADM – мышца, отводящая мизинец (т. abductordigitiminimi)
BDNF – мозговой нейротрофический фактор
CNTF – цилиарный нейротрофический фактор
IL – интерлейкин
MMPI – многофакторный Миннесотский личностный опросник
NGF – фактор роста нервов
POEMS – полиневропатия, органомегалия, эндокринопатия, М-протеин, изменения кожи
ТА – передняя болыпеберцовая мышца (т. tibialisanterior)
TGFB1 – трансформирующий фактор роста нервов В1
ВВЕДЕНИЕ
Изучение клинических проявлений, диагностики, лечения и профилактики заболеваний периферической нервной системы (ПНС) является одной из важных проблем современной неврологии. Патология ПНС составляет 48 % в структуре нервных болезней; ей принадлежит третье место (5,8 %) после гриппа и бытового травматизма в общей структуре заболеваемости населения, а среди хронических заболеваний человека она занимает первое место. 60 – 80 % всех случаев заболеваний ПНС (от 5 до 15 % в общей структуре заболеваемости) приходится на спондилогенные (дискогенные) радикулопатии. Эта патология является самой частой причиной временной и стойкой утраты трудоспособности в период активной трудовой деятельности, причем 10 – 15 % случаев общей нетрудоспособности приходится на пациентов с дегенеративными компрессионными синдромами, что ведет к существенному экономическому ущербу. Это позволяет рассматривать спондилогенные заболевания ПНС как одну из актуальных проблем медицины. В конце XX века рандомизированные исследования английских ученых выявили, что заболевания, проявляющиеся болями в спине (low back pain), составили до 20 % всех случаев заболеваний и стали причиной свыше 50 млн дней нетрудоспособности.
Несмотря на длительный период изучения причин спондилогенных болей и несомненный прогресс в лечении больных с этими неврологическими синдромами, применяемые лечебные комплексы далеко не всегда оказываются достаточно эффективными. Как показывают скрининговые исследования, разнообразная гамма клинических проявлений дегенеративно-дистрофических поражений позвоночника нередко затрудняет дифференциальную диагностику и выбор патогенетически обоснованной лечебной тактики. Наиболее часто из неврологических синдромов остеохондроза встречаются люмбаго и люмбалгия.
Наиболее тяжелой формой поражений ПНС являются полиневропатии. Во-первых, они проявляются более распространенными расстройствами, чем другие клинические формы; во-вторых, нередко приводят к летальным исходам. Особенно это касается острых инфекционно-аллергических полирадикулоневропатий (синдром
Гийена – Барре) и наследственных полиневропатий, которые не поддаются терапии. Более благоприятны в отношении прогноза и возможности коррекции расстройств метаболические полиневропатии. Среди них наиболее актуальны диабетические и алкогольные полиневропатии.
Диабетические невропатии – одно из наиболее часто встречающихся поздних осложнений при сахарном диабете (СД), которое определяет прогноз заболевания (болевая форма полиневропатии, нейротрофические язвы) и смертность: автономная полиневропатия статистически значимо связана с повышенной смертностью от сердечно-сосудистых осложнений. Сведения о частоте развития диабетической полиневропатии (ДПН) противоречивы, что обусловлено различными критериями ее диагностики. По-видимому, более адекватные данные представлены в работах J. Pirart (1978), который выявил признаки невропатии при клиническом обследовании у 8 % больных СД во время установления диагноза и у 50 % пациентов с длительностью заболевания свыше 25 лет.
По данным ЭНЦ РАМН, при поступлении в эндокринологическое отделение 25 % пациентов активно предъявляют невропатические жалобы. После рутинного клинического обследования признаки невропатии обнаруживаются примерно у 50 % больных СД. Более детальное обследование с использованием кардиоваскулярных тестов и ЭНМГ выявляет патологические изменения со стороны сосудистой и нервной системы в 90 % случаев.
Распространенность ДПН в различных этнических популяциях больных СД значительно колеблется. В США и России она, видимо, сопоставима и составляет чуть более 50 %, тогда как в странах, где большинство населения – индусы, она незначительна. Большой разброс распространенности ДПН в различных этнических популяциях может быть обусловлен либо генетической предрасположенностью к ее развитию, либо факторами внешней среды (образ жизни, диета). В пользу первого предположения в последние годы получены данные о роли полиморфизма генов защитной антиоксидантной системы в развитии ДПН на более ранних сроках течения СД 1-го типа. Факторы внешней среды могут иметь большее значение при СД 2-го типа, способствуя развитию метаболического синдрома. Развитие представлений о патофизиологических механизмах, лежащих в основе формирования ДПН при различных типах СД, позволяет определить основные направления ее профилактического лечения, чему в настоящее время, с нашей точки зрения, уделяется недостаточно внимания.
Причиной социальной значимости сахарного диабета является то, что он во многих случаях приводит к ранней инвалидизации и летальности, которая обусловлена наличием поздних осложнений: невропатии, ретинопатии, нефропатии, инфаркта миокарда, энцефалопатии и инсульта, гангрены нижних конечностей. Более 40 % всех не обусловленных травмой ампутаций нижних конечностей проводится в связи с синдромом диабетической стопы и гангреной нижних конечностей. Сенсомоторная полиневропатия (ПНП) и автономная невропатия являются причиной низкого качества жизни, нарушения трудоспособности и инвалидизации у большого числа больных СД. Сахарный диабет и его осложнения – тяжелое бремя для системы здравоохранения. Так, R. J. Rubm и соавт. (1994) указывают, что в 1992 г. все расходы на здравоохранение США составили 720,5 млрд долларов, из них на диагностику и лечение сахарного диабета пришлось 105,2 млрд (14,6 %). При этом до 80 % расходов приходится на борьбу именно с поздними осложнениями, к которым относится ДПН.
Важность изучения патогенеза и возможностей терапии диабетической полиневропатии отражена в рекомендациях ВОЗ. Особенную актуальность изучение поздних осложнений диабета приобретает в связи с достигнутыми успехами в области компенсации гипергликемии, появлением инсулиновых препаратов новых поколений. Это ведет к увеличению средней продолжительности жизни больных СД и относительного количества поздних осложнений у этих пациентов.
Алкогольное поражение ПНС (алкогольная полиневропатия – АПН) возникает в 5 раз чаще, чем поражение ЦНС, и является наиболее частым осложнением острой и хронической алкогольной интоксикации. Доля АПН среди полиневропатических синдромов различной этиологии постепенно возрастает (от 10 – 11 % до 36 – 70 %). Возрастание удельного веса АПН обусловлено как учащением случаев ее возникновения, в связи с ростом заболеваемости алкоголизмом, так и улучшением возможностей диагностики. Анализ заболеваемости, проведенный B. O. Osuntocun (1986), показал, что в развитых странах алкоголь является наиболее частой причиной развития полиневропатического синдрома.
Следует отметить, что в значительной части случаев по социальным мотивам вместо диагноза «алкогольная полиневропатия» ставится диагноз «токсическая полиневропатия». Это отражается на статистических показателях, поэтому данные разных исследователей о частоте развития АПН при алкоголизме разноречивы: от 10 до 100 % случаев. Вариабельность приведенных данных объясняется различным подходом к диагностике. Если грубые клинические проявления АПН обнаруживаются у 10 %, то легкие формы (с учетом незначительных начальных признаков) – у 97 % больных алкоголизмом; латентные (бессимптомные) формы заболевания обнаружены у 100 % больных алкоголизмом при проведении электронейромиографии. Полученные данные позволяют сделать вывод, что АПН следует рассматривать не как осложнение, а как один из симптомов алкоголизма, в ряде случаев протекающий латентно.
В советской медицинской литературе имелась определенная тенденция к искусственному преуменьшению значения проблемы алкоголизма, в связи с чем на фоне большого количества работ зарубежных исследователей труды отечественных ученых представлены относительно скудно. Однако проблема алкоголизма существует, имеет большое социальное и медицинское значение и в настоящее время не может быть отнесена к числу второстепенных. Увеличение приема алкоголя наблюдается во всем мире, особенно в странах Европы, в том числе в России, и США. В России, по официальным данным, насчитывается более 10 млн больных алкоголизмом. В Германии с населением 75 млн человек выявлено 3 млн алкоголиков и 10 млн лиц с алкогольными поражениями внутренних органов. В США от 5 до 10 % населения хронически злоупотребляют алкоголем и нуждаются в медицинском наблюдении.
В настоящее время смертность от алкоголизма и непосредственно связанных с ним заболеваний стоит на третьем месте, уступая только смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и новообразований. Общая заболеваемость лиц, злоупотребляющих алкоголем, на 30 – 35 % больше, а продолжительность жизни больных на 15 – 20 лет меньше, чем непьющих. Огромен также экономический ущерб, связанный со злоупотреблением алкоголем. Данная проблема стала особенно актуальной для нашей страны в последние 5 – 6 лет, когда в связи с политическими и экономическими реформами число больных с этим недугом резко увеличилось. По данным ВЦИОМ, ежегодно на каждого россиянина, включая женщин и детей, приходится 180 л выпитой водки.
Высокая распространенность травм ПНС в мирное и особенно в военное время (15 – 100 ‰), длительные сроки стационарного лечения в медицинских учреждениях различного профиля, частая инвалидизация (свыше 29 %) больных с ограниченными возможностями восстановления утраченных функций определяют медико-социальную значимость проблемы травматических невропатий.
В настоящее время огнестрельные повреждения ПНС занимают ведущее место в структуре травматических невропатий по показателям частоты встречаемости, продолжительности лечения и инвалидизации пострадавших (60 %).
Благодаря применению современных высокоинформативных методов нейровизуализации (электронейромиография, исследование вызванных потенциалов мозга) и нейрогистологии достигнуты определенные успехи в изучении патогенетических механизмов травматических невропатий. Тем не менее результаты хирургической и терапевтической коррекции травм ПНС остаются достаточно скромными, несмотря на совершенствование микрохирургической техники, появление новых лекарственных средств и развитие стимуляционных методов лечения.
Исследование травм ПНС имеет неоспоримое теоретическое и огромное практическое значение. Известно, что решающим фактором успеха в изучении патогенетических и молекулярных механизмов развития заболеваний нервной системы, а также в разработке и внедрении новых методов лечения неврологических заболеваний является создание универсальных и воспроизводимых моделей поражения нервной ткани на отдельных клетках, клеточных культурах либо у экспериментальных животных.
Моделирование патологических состояний ПНС доступно пока лишь для сравнительно небольшого круга заболеваний и, в первую очередь, для травматических невропатий (травмы нервов у экспериментальных животных могут вызываться различными патогенными факторами). Поэтому, несмотря на межвидовые различия и невозможность полной экстраполяции полученных закономерностей на человека, результаты экспериментального изучения травм ПНС имеют фундаментальное значение для формирования современных представлений о патофизиологических механизмах заболеваний нервной системы. Тем более что до настоящего времени отсутствуют адекватные модели таких широко распространенных органических поражений мозга, как инсульт, паркинсонизм, рассеянный склероз и др.
Глава 1
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Под периферической нервной системой принято понимать топографически условно выделенную совокупность нервных структур, расположенных за пределами головного и спинного мозга. Она включает задние и передние корешки спинного мозга, спинномозговые узлы, автономные (вегетативные) нервы и их производные. Во взаимодействии с ЦНС периферические нервные образования осуществляют чувствительные, двигательные и трофические функции в соматической и висцеральной сферах организма. В целом функция периферических структур нервной системы состоит, во-первых, в проведении нервных импульсов от всех экстеро- и интерорецепторов в сегментарный аппарат спинного мозга и в соответствующие образования головного мозга; во-вторых, в адресной реализации регулирующих и управляющих нервных импульсов от центральных структур нервной системы.
Разные участки ПНС функционально неравнозначны относительно направленности импульсации. Например, передние корешки спинномозговых нервов, отдельные черепные нервы (лицевой, подъязычный) содержат преимущественно двигательные (эфферентные) нервные волокна, в то время как задние корешки спинномозговых нервов, чувствительная часть тройничного и блуждающего нервов – чувствительные (афферентные) волокна. Несмотря на эти особенности, большая часть периферических нервов содержит одновременно чувствительные, двигательные и вегетативные (автономные) волокна.
Строение нервного волокна. Основным структурным элементом любого участка ПНС является нервное волокно, представляющее собой один из отростков нейрона – аксон (от греч. axis «ось») (цветная вклейка, рис. 1.1). Диаметр его составляет 1 – 20 мкм. Основу цитоскелета аксона составляет сеть нейрофиламентов и нейротубул (микротрубочек), связанных друг с другом, а также с другими внутриклеточными органоидами и аксолеммой (рис. 1.2). Нейрофиламенты представляют собой неветвящиеся волокнистые структуры цилиндрической формы толщиной 8 – 11 нм; максимальная их длина 10 мкм. С помощью моноклональных антител установлено, что нейрофиламенты распределяются исключительно в аксонах, в телах нейронов и в дендритах, в то время как в нейроглии, леммоцитах, фибробластах и соединительной ткани их не обнаружено. В цитоплазме аксона (аксоплазме) имеется также много нитевидных митохондрий и аксоплазматических пузырьков. Рибосомы в аксоплазме встречаются крайне редко, а гранулярный эндоплазматический ретикулум, как правило, отсутствует. Это приводит к тому, что белки поступают в аксон только из тела нейрона, как и гликопротеиды, и ряд макромолекулярных веществ, а также некоторые органеллы, такие как митохондрии, должны перемещаться по аксону из тела клетки. Этот процесс называется аксоплазматическим транспортом (цветная вклейка, рис. 1.3).
Рис. 1.2. Поперечный срез аксона:
1 – нейрофиламенты
Определенные цитоплазматические белки и органоиды движутся вдоль аксона двумя потоками с различной скоростью. Один – медленный поток, движущийся по аксону со скоростью 1 – 3 мм/сут, перемещает лизосомы и некоторые ферменты, необходимые для синтеза нейромедиаторов в окончаниях аксонов. Другой поток – быстрый, также направляется от тела клетки, но его скорость составляет 5 – 10 мм/ч (примерно в 100 раз выше скорости медленного потока). Этот поток транспортирует компоненты, необходимые для осуществления синаптической функции (гликопротеиды, фосфолипиды, митохондрии).
Комплекс нервных волокон, входящих в периферический нерв, окружен общей соединительнотканной капсулой (рис. 1.4).
Кроме того, каждый нервный ствол имеет три собственные оболочки: эпиневрий, периневрий и эндоневрий. Эпиневрий состоит из соединительной ткани, построенной из толстых, ориентированных в разных направлениях пучков коллагеновых волокон, к которым примешиваются и эластические волокна. В эпиневрии находятся скопления жировой клетчатки, фибробласты и тучные клетки, причем вблизи каждого ствола имеется пара питающих сосудов – артерия и вена. Рыхлая соединительная ткань эпиневрия нервного ствола постепенно переходит в более плотную соединительную ткань периневрия. Последний построен по типу многослойного пластинчатого футляра, состоящего из уплощенных периневральных клеток, чередующихся с прослойками коллагеновых волокон.
Рис. 1.4. Поперечный срез периферического нерва
Эндоневрий также состоит из клеточного и волокнистого компонентов. Частью его являются уплощенные клетки, начинающиеся от внутреннего слоя периневрия и разделяющие ствол в виде перепончатых перегородок на множество отдельных пучков нервных волокон. Эти клетки снабжены отростками и тесно связаны между собой. В эндоневрии встречаются редкие фибробласты веретеновидной формы, прилежащие, иногда вплотную, к миелиновым волокнам, а также тучные клетки.
Миелин. Значительная часть аксонов заключена в липопротеиновую оболочку, которая начинается на некотором расстоянии от тела клетки и заканчивается на расстоянии 2 мкм от синаптического окончания (рис. 1.5). Нервные волокна, окруженные такими оболочками, называются миелинизированными. Миелиновые оболочки содержат холестерин, фосфолипиды, некоторые цереброзиды и жирные кислоты, а также белковые вещества, переплетающиеся в виде сети (нейрокреатин). Химическая природа миелина периферических нервных волокон и миелина центральной нервной системы несколько различна. Это связано с тем, что в центральной нервной системе миелин образуется клетками олигодендроглии, а в периферической – леммоцитами. Эти два вида миелина отличаются по своим антигенным свойствам. Миелиновые оболочки нервных волокон не сплошные, а прерываются вдоль волокна промежутками, которые называются перехватами Ранвье (рис. 1.6). У места окончания миелиновой оболочки на уровне перехвата Ранвье наблюдается некоторое сужение аксона, диаметр которого уменьшается на 1/3.
В процессе миелинизации периферического нервного волокна леммоциты формируют отросток цитоплазматической мембраны, который спиралевидно обертывает нервное волокно. Может сформироваться до 100 спиральных слоев миелина правильной пластинчатой структуры, при этом цитоплазма леммоцита вытесняется к ее ядру; таким образом обеспечивается сближение и тесный контакт смежных мембран (цветная вклейка, рис. 1.7).
Рис. 1.5. Аксон нейрона, заключенный в миелиновую оболочку
Рис. 1.6. Миелинизированное нервное волокно в области перехвата Ранвье
Электронно-микроскопически миелин сформированной оболочки состоит из плотных пластинок толщиной около 0,25 нм, которые повторяются в радиальном направлении с периодом 1,2 нм. Между ними находится светлая зона, представляющая собой сильно насыщенное водой пространство между двумя компонентами биомолекулярного липидного слоя. Это пространство доступно для циркуляции ионов. Миелиновая оболочка обеспечивает изолированное, бездекрементное (без снижения амплитуды потенциала) и более быстрое проведение возбуждения вдоль нервного волокна. Имеется прямая зависимость между толщиной этой оболочки и скоростью проведения нервного импульса.
Кровоснабжение нервных волокон. Периферические нервы хорошо васкуляризированы, при этом строение их микроциркуляторного русла достаточно сложно. В эпиневрии оно представляет собой секторные фрагменты по типу модулей. В их пределах различают мелкие, неоднородные (по форме петель) микрососудистые комплексы, образованные в основном капиллярами (рис. 1.8).
Венозное микроциркуляторное русло эпиневрия представлено многоветвистыми посткапиллярами, венулами и венуло-венулярными соустьями. Собирательные венулы модуля формируют сосуды «выхода», которые сопровождают артериолы и впадают в магистральные вены эпиневрия. Вместе с межмодульными коммуникациями сосуды образуют единый сосудистый футляр. Плотность этой сети, наличие большого количества артериоло-артериолярных, артериоловенулярных и венуло-венулярных анастомозов свидетельствуют об активных метаболических процессах в нервных стволах. Эпиневральная кровеносная сеть непосредственно связана с проходящими вдоль нервного ствола крупными артериальными и венозными сосудами, а также с внутриствольным микроциркуляторным руслом. Источниками формирования внутриствольного сосудистого сплетения служат артериолы, которые проникают через периневрий и образуют эндоневральную капиллярную сеть. Диаметр капилляров этой сети варьируется от 4 до 7 мкм. Большинство из них следует вдоль продольной оси ствола, периодически отдавая боковые поперечные веточки.
Рис. 1.8. Кровеносные сосуды, окружающие нервное волокно
Лимфатические сосуды нервных волокон. В эндоневрии и в периневральных футлярах имеются лимфатические щели. Они связаны с лимфатическими сосудами в эпиневрии. Отток лимфы от нерва осуществляется по лимфатическим сосудам, проходящим в эпиневрии вдоль нервного ствола. Лимфатические сосуды нерва впадают в ближайшие крупные лимфатические протоки, которые идут к регионарным лимфатическим узлам. Межтканевые эндоневральные щели, пространства периневральных влагалищ являются путями перемещения внутритканевой жидкости.
Электрофизиология нервного ствола. Электрофизиологические исследования показывают, что в состоянии покоя существует разница в электрическом потенциале на внутренней и внешней сторонах аксональной клеточной мембраны. Внутренняя часть клетки имеет отрицательный заряд 70 – 100 мВ по отношению к интерстициальной жидкости снаружи клетки. Этот потенциал поддерживается различием в концентрации различных ионов.
Калий (и белки) преобладают внутри клетки, в то время как концентрация ионов натрия и хлоридов более высока вне клетки. Натрий постоянно диффундирует в клетку, а калий имеет тенденцию выходить из нее. Дифференциал концентрации натрий-калий поддерживается путем энергозависимого насосного механизма в покоящейся клетке, причем это равновесие существует, когда концентрация положительно заряженных ионов внутри клетки снижена по сравнению с показателем снаружи. Это приводит к отрицательному внутриклеточному заряду. Ионы кальция также вносят вклад в поддержание равновесия в клеточной мембране, и когда их концентрация снижается, возбудимость нерва нарастает.
Под влиянием естественной или вызванной внешними факторами стимуляции аксона происходит нарушение селективной проницаемости клеточной мембраны, что способствует проникновению ионов натрия в клетку и редукции потенциала покоя. Если мембранный потенциал снижается (деполяризуется) до критического уровня (30 – 50 мВ), то возникает потенциал действия, и импульс начинает распространяться вдоль клеточной мембраны как волна деполяризации. Важно отметить, что в немиелинизированных волокнах скорость распространения импульса прямо пропорциональна диаметру аксона, и возбуждение длительно прямолинейно захватывает соседствующие мембраны (рис. 1.9, 1.10).
Проведение импульса в миелинизированных волокнах совершается «сальтаторно», т. е. как бы скачкообразно: импульс или волна деполяризации мембраны скользит от одного перехвата Ранвье до другого, и так далее (цветная вклейка, рис. 1.11). Миелин действует как изолятор и предупреждает возбуждение мембраны клетки аксона, за исключением промежутков на уровне перехватов (узлов) Ранвье. Нарастание проницаемости возбужденной мембраны этого узла для ионов натрия вызывает ионные потоки, которые и являются источником возбуждения в области следующего перехвата Ранвье.
Рис. 1.9. Развитие пика составного потенциала действия нервного ствола
Рис. 1.10. Зависимость ионных токов и мембранного потенциала от времени
Таким образом, в миелинизированных волокнах скорость проведения импульса зависит не только от диаметра аксона и толщины миелинового футляра, но и от дистанции между узлами Ранвье (от «интернодальной» длины).
Физиология синаптической передачи. Информация, передаваемая по нерву, распространяется не только стереотипными электрическими сигналами, но и с помощью химических передатчиков нервного возбуждения – медиаторов или трансмиттеров, высвобождаемых в местах соединения клеток – синапсах. Синапсы – специализированные контакты, через которые осуществляется поляризованная, опосредованная химически, передача из нейрона возбуждающих или тормозящих влияний на другой клеточный элемент. Различают аксодендритические синапсы – аксон оканчивается на дендрите, аксосоматические синапсы – образуется контакт между аксоном и телом нейрона, аксо-аксональные синапсы – контакт устанавливается между аксонами. В окончаниях периферических нервов также имеются нервно-мышечные (мионевральные) синапсы. Примерно половина всей поверхности тела нейрона и почти вся поверхность его дендритов покрыты синаптическими контактами от других нейронов (рис. 1.12; цветная вклейка, рис. 1.13).
Рис. 1.12. Аксосоматические синапсы
В дистальной части нервное волокно лишено миелина, образуя терминальную арборизацию (телодендрон) и пресинаптический терминальный элемент. Этот элемент морфологически характеризуется расширением окончания аксона, что напоминает булаву и нередко именуется «пресинаптический мешок», «терминальная бляшка», «синаптический узелок». Под микроскопом в этой булаве можно увидеть различных размеров – около 0,05 мкм (500 А) – гранулярные пузырьки или синаптические везикулы, содержащие медиаторы (ацетилхолин, катехоламины, пептидные гормоны и др.). Под терминальной бляшкой лежит синаптическая щель размерами 0,2 – 0,5 мкм в поперечнике, в которую из везикул поступают кванты медиатора. Затем следует субсинаптическая (постсинаптическая) мембрана, воздействуя на которую химический передатчик вызывает изменения электрического потенциала в подлежащих клеточных элементах (цветная вклейка, рис. 1.14).
Порядок синаптической передачи (цветная вклейка, рис. 1.15). 1. Импульс подходит к пресинаптической части волокна. Открываются кальциевые каналы, ионы Ca2+ поступают в пресинаптическую цитоплазму.
2. В пресинаптической цитоплазме постоянно находится большое количество синаптических пузырьков – образований, содержащих молекулы вещества-медиатора. Вследствие появления ионов Ca2+ в пресинаптической цитоплазме пузырьки подходят к мембране и выделяют медиатор в синаптическую щель. Попавший в щель медиатор диффундирует на постсинаптическую сторону щели. Этот процесс идет около 0,5 мс и вносит существенный вклад в задержку передачи.
3. Молекулы медиатора улавливаются рецепторами на постсинаптической стороне.
4. Попадание ацетилхолина на рецептор увеличивает проводимость канала в обоих направлениях для ионов Na+ и K+ в равной степени. Открытие каналов на постсинаптической стороне вызывает поток ионов натрия внутрь, а калия – наружу. Возникший ионный ток возбуждает нервный импульс, который распространяется дальше по постсинаптическому волокну.
5. Происходит обратный захват медиатора пресинаптическим окончанием.
Типы нервных волокон. Согласно А. Paintal (1973), периферические нервные волокна по характеру строения, проведению возбуждения, длительности фаз потенциала действия подразделяются на следующие классы:
Класс А: 1. Миелинизированные волокна, афферентные, сенсорные.
Группа I. Волокна диаметром более 20 мкм, со скоростью проведения импульса до 100 м/с. Волокна этой группы несут импульсы от рецепторов мышц (мышечных веретен, интрафузальных мышечных волокон) и рецепторов сухожилий.
Группа II. Волокна диаметром от 5 до 15 мкм, со скоростью проведения импульсов от 20 до 90 м/с. Эти волокна несут импульсы от механорецепторов и вторичных окончаний на мышечных веретенах интрафузальных мышечных волокон.
Группа III. Волокна диаметром от 1 до 7 мкм, со скоростью проведения импульса от 12 до 30 м/с. Их функциями являются болевая рецепция, а также иннервация волосяных рецепторов и сосудов.
2. Миелинизированные волокна, эфферентные, двигательные.
Альфа-волокна. Более 17 мкм в диаметре, скорость проведения импульса от 50 до 100 м/с. Они иннервируют экстрафузальные поперечно-полосатые мышечные волокна, преимущественно стимулируя быстрые сокращения мышц (мышечные волокна 2-го типа) и крайне незначительно – медленные сокращения (мышц 1-го типа).
Бета-волокна. В отличие от альфа-волокон иннервируют мышечные волокна 1-го типа (медленные и тонические сокращения мышц) и частично интрафузальные волокна мышечного веретена.
Гамма-волокна. Размером 2 – 10 мкм в диаметре, скорость проведения импульса 10 – 45 м/с, иннервируют только интрафузальные волокна, т. е. мышечное веретено, тем самым участвуя в спинальной саморегуляции мышечного тонуса и движений (кольцевая связь гамма-петли).