Знание-сила, 2008 № 09 (975)

Фред Гейг из университета Ла Джола в Калифорнии сумел обойти эти трудности, воспользовавшись неожиданным способом. Бромдеоксиуридин также используется в лечении раковых больных для того, чтобы установить, делятся ли клетки опухоли. Фреду Гейгу удалось получить срезы гиппокампа пяти больных чешуйчатой карциномой, умерших от 16-го до 781-го дня после однократной внутривенной инъекции бромдеоксиуридина. На всех пяти препаратах метка была найдена в гранулярном слое зубчатой фасции гиппокампа. Было доказано, что — да, образовавшиеся клетки — нейроны.

Ну хорошо, в гиппокампе взрослого животного и человека образуются новые нейроны. Откуда же они берутся, если взрослый нейрон не размножается? Видимо, они происходят из каких-то клеток-предшественников, расположенных неподалеку. В гиппокампе есть такие клетки, так называемые покоящиеся нейральные предшественники (quescent neural progenitors). Они делятся, и дочерние клетки дают начало другой популяции клеток — размножающихся нейральных предшественников (amplifying neural progenitors). Оба эти типа клеток имеют собирательное название — нервные стволовые клетки. Они дают начало всем типам клеток в головном мозгу — и нейронам, и клеткам глии — астроцитам и олигодендроцитам. Зрелый нейрон получается из стволовой клетки не сразу — сначала он проходит стадии нейробласта, потом незрелого нейрона, и наконец — зрелого, имеющего разветвленную сеть клеточных контактов.

На нейрогенез во взрослом мозгу влияет множество факторов окружающей среды. В условиях стресса образование новых нейронов подавляется, угнетают нейрогенез гормоны стресса — глюкокортикоиды. Если животному, находящемуся в состоянии стресса, удалить надпочечники — главные производители глюкокортикоидов, нейрогенез в гиппокампе происходит нормально. И наоборот, введение кортикоидов животному, на которое стрессовые факторы не действуют, вызывает у него угнетение образования новых нейронов.

Стресс у лабораторных животных изучают самыми разными способами. Для молодых крысят стрессовый фактор — это запах неродственного самца, поскольку в естественных условиях самец крысы поедает чужих ему детенышей. Можно также содержать животных в условиях скученности, лишать их сна. Для нейрогенеза не важно, что именно вызвало стресс, важно — повышение уровня глюкокортикоидов. В течение жизни уровень этих гормонов меняется. У молодых крыс даже при сильном стрессе уровень гормона повышается мало, тогда как у старых — наоборот, даже незначительное ухудшение условий провоцирует подъем уровня глюкокортикоидов. И нейрогенез в гиппокампе у молодых крыс идет гораздо лучше, чем у старых — вот и физиологическое обоснование юношеского бесстрашия и хорошей обучаемости.

Такая связь нейрогенеза с условиями жизни животного заставляет предположить наличие какой-то физиологической роли у вновь образующихся нейронов. В условиях лаборатории, при содержании в бедной стимулами окружающей среде, большинство вновь образовавшихся нейронов погибает. И наоборот, в дикой природе или в клетках с обогащенной внутренней средой — с игрушками, лабиринтами, не всегда доступной пищей — вновь образовавшиеся нейроны живут долго. У самок крыс на нейрогенез влияет и гормональный фон, в фазе течки (эструса) образование новых нейронов усиливается. Такая зависимость может иметь физиологический смысл — вслед за эструсом в природе наступает беременность, а затем и выкармливание потомства, которому понадобится больше пищи. Новые нейроны помогут лучше ориентироваться в пространстве, лучше соображать, а значит, лучше питаться.

Если перейти от крыс к человеку, можно вспомнить данные о большой роли гиппокампа в формировании кратковременной памяти. Гиппокамп уменьшается при синдроме Корсакова, при болезни Альцгеймера — оба эти заболевания характеризуются разрушением кратковременной памяти. Точно такой же эффект наблюдается при депрессии — у лиц, страдающих глубокой депрессией, гиппокамп уменьшен.

Естественно, возникла мысль — посмотреть, действуют ли на нейрогенез в гиппокампе препараты, применяемые для борьбы с депрессией. Оказалось, что знаменитый антидепрессант флуоксетин (его коммерческое название «прозак») увеличивает нейрогенез в гиппокампе подопытных животных. Причем такой эффект он оказывает только на гиппокамп, другая область мозга, где также происходит нейрогенез — субвентрикулярная область, на прозак не реагирует. Возникает вопрос: на какой стадии дифференцировки нейрона прозак увеличивает нейрогенез? Чего становится больше — нейральных стволовых клеток или предшественников нейронов?