Санкт-Петербургский государственный университет

St. Petersburg University

В ходе масштабного исследования международная группа ученых установила: приматы обладают более высокой способностью к восстановлению нарушенных функций спинного мозга при его латеральном (одностороннем) поражении. В  работе группы, результаты которой опубликованы в престижнейшем журнале Science Translational Medicine, принял участие доктор медицинских наук, главный научный сотрудник Института трансляционной биомедицины СПбГУ, старший научный сотрудник Института физиологии им. И. П. Павлова РАН Павел Мусиенко.

Ученые провели масштабное исследование, в ходе которого была установлена непосредственная связь между латерализованностью повреждений спинного мозга и восстановлением нарушенных функций, а также выявлены процессы, определяющие эту зависимость. В результате работы исследователи пришли к важному заключению: приматы обладают более высокой способностью к восстановлению функций спинного мозга по сравнению с другими животными, в частности  грызунами.

Причина этого заключается в анатомических и функциональных различиях кортико-спинального пути, через волокна которого кора одной половины головного мозга взаимодействует со спинальными нейронами. У крыс кортико-спинальный путь  ограничивается одной стороной, тогда как у обезьян и человека этот путь является двусторонним. «Из-за этих анатомических особенностей у приматов значительная часть волокон, идущих от коры одной половины головного мозга, не затрагивается после латерального повреждения спинного мозга, — рассказал доктор медицинских наук, главный научный сотрудник Института трансляционной биомедицины СПбГУ Павел Мусиенко. — В результате возможно образование обходных путей передачи нейронального сигнала вокруг повреждения и, как следствие,  восстановление функций конечностей.  Наши исследования показали, что такая нейропластичность менее выражена у крыс».

Ученые предположили, что такими особенностями структуры кортико-спинального пути у приматов можно объяснить полное восстановление при латеральных, а не симметричных (двухсторонних) поражениях спинного мозга. С целью подтверждения или опровержения этой гипотезы были сопоставлены описания процесса восстановления нарушенных функций у более чем 400 пациентов с тетраплегией (неполным повреждением спинного мозга, полностью поражающим одну сторону). Кроме того, учеными было проведено наблюдение над функциональными изменениями кортико-спинального пути у пациентов с тетраплегией, а также разработаны модели латерального повреждения спинного мозга у грызунов и обезьян.

Паралич: приматы восстанавливаются быстрее после повреждения спинного мозга После половинных повреждений спинного мозга у приматов, в отличие от грызунов, формируются обширные обходные пути, соединяющие кору головного мозга и спинальные нейроны. Эти обходные пути позволяют приматам, включая людей, со временем восстанавливать значительный уровень утраченных двигательных способностей.

Исследование проходило в несколько этапов. Сначала ученые наблюдали за восстановлением навыка ходьбы у людей и животных при латеральном повреждении спинного мозга. Как оказалось, восстановление этого навыка у людей и обезьян происходит более эффективно, чем у крыс. Также, в отличие от грызунов, люди и обезьяны демонстрировали значительное восстановление двигательных функций верхних конечностей. Эти наблюдения привели исследователей к мысли о существовании определенных механизмов, которые обеспечивают более успешное восстановление функций у приматов, чем у грызунов.

На следующем этапе работы ученые зафиксировали значительное изменение структуры кортико-спинального пути ниже уровня повреждения у обезьян — увеличение в нем количества волокон по средней линии спинного мозга, а также образование множественных аксональных ветвлений в денервированных спинальных сегментах.

Последний этап исследования показал: восстановление нарушенных функций зависит от определенных анатомических особенностей и электрофизиологических характеристик. Так, в результате адаптационных процессов у приматов, в отличие от грызунов, формируются обширные обходные пути, которые способствуют более полному восстановлению функций, особенно после латеральных повреждений.

Таким образом, ученые смогли доказать, что, вопреки устоявшемуся мнению, у приматов вероятность спонтанного восстановления нарушенных функций выше, чем у грызунов, при схожих травмах спинного мозга. Результаты исследования подтвердили необходимость применения моделей обезьян в трансляционных исследованиях и в разработке восстановительной терапии при повреждении спинного мозга человека.

«Нам удалось подчеркнуть важность развития методов лечения, направленных на активацию нейропластических изменений при заболеваниях и травмах  спинного мозга, — пояснил Павел Мусиенко. —  При повреждениях кортико-спинального тракта у человека  такие подходы могут оказаться особенно эффективными».

Подробнее о результатах исследования читайте в статье  Pronounced Species Divergence in Corticospinal Tract Reorganization and Functional Recovery after Lateralized Spinal Cord Injury Favors Primates («Выраженные видовые различия при изменении структуры кортико-спинального пути и восстановлении нарушенных функций при латеральном повреждении спинного мозга у приматов»), журнал Science Translational Medicine.

 

 

 

Ответственный за содержание: Елена Александровна Осиновская, редактор сайта, 8 (812) 3280162, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.