Механизмы гиперактивации, повреждения и гибели нейрона при гипоксии (по Г.М.Крыжановскому)

Механизмы гиперактивации, повреждения и гибели нейрона при

гипоксии (по Г.М.Крыжановскому)

Развитие гипоксии головного мозга характерно для многих патологических состояний, однако, особенно велико повреждающее воздействие гипоксии на мозговые структуры при острых и хронических нарушениях мозгового кровообращения и, особенно, при ишемическом инсульте.

Ишемические повреждения нейрональных элементов головного мозга развиваются стремительно. Достаточно указать, что уже через несколько десятков секунд полной ишемии головного мозга прекращается спайковая активность нейронов, а через 5 – 7 минут после возникновения аноксии наступают необратимые повреждения нейронов, в первую очередь, – в коре головного мозга.

На первом этапе развития ишемии головного мозга возникает гиперактивация нейронов, обусловленная повреждением тормозных нейрональных систем (тормозные механизмы наиболее чувствительны к гипоксии) и деполяризацией мембран нейронов благодаря резкому увеличению входа ионов Na⁺ и Са⁺⁺ в протоплазму нейронов. Усиленное поступление ионов этих электролитов в нейроны обусловлено несколькими обстоятельствами. Во-первых, деполяризация нервных окончаний вызывает повышенный выход возбуждающих аминокислот (в частности, глутамата), которые активируют НМДА-рецепторы нейронов, что, в свою очередь, способствует раскрытию НМДА-зависимых кальциевых и натриевых каналов. Во-вторых, развивающийся энергодефицит приводит к инактивации К/Na насоса (помпы), благодаря чему ионы Na⁺  не удаляются из протоплазмы нейронов. Это, в свою очередь, увеличивает деполяризацию мембраны нейронов и приводит к раскрытию потенциал-зависимых Са⁺⁺ каналов и дополнительному входу ионов кальция в нейрон.

Повышение осмолярности протоплазмы нейронов за счет увеличения концентрации ионов электролитов приводит к увеличению поступления воды в нейроны и набуханию нейронов и их митохондрий, что не может не вызвать дальнейшее развитие энергодефицита нервных клеток.

Ионы Са⁺⁺,  в повышенном количестве проникшие в протоплазму нейронов, вызывают чрезмерно повышенную активацию внутриклеточных фосфолипаз и протеаз, что приводит к разрушению внутриклеточных  мембран и органелл, развитию дистрофических  процессов, дегенерации и гибели нейронов.