Фізіологія людини - Вільям Ф. Ґанонґ 2002

Фізіологія нервових і м'язових клітин
Синаптичне і контактне передавання
Нервово-м'язове передавання - Денерваційна підвищена чутливість

У разі перетинання рухового нерва скелетного м’яза і наступної його дегенерації в м’язі поступово виникає вкрай висока чутливість до ацетилхоліну. Ця денерваційна підвищена чутливість характерна також і для гладких м’язів. На відміну від скелетних, гладкі м’язи в цьому випадку не атрофуються, однак стають надмірно чутливими до хімічного трансмітера, що в нормальному стані збуджує його. Позбавлені іннервації екзокринні залози, за винятком потових, теж виявляють підвищену чутливість. Вдалим прикладом денерваційної підвищеної чутливості є реакція райдужки, що позбавлена іннервації. Якщо в експериментальної тварини перетяти, з одного боку, постгангліонарні симпатичні волокна, що іннервують райдужку, і через декілька тижнів увести внутрішньовенно норадреналін, то зіниця райдужки, що позбавлена іннервації, значно розшириться. На іншому, інтактному боці зіниця розшириться незначно, і ця реакція менш тривала. Реакції, зумовлені перетинанням аксона, показані на рис. 4-37. Підвищена чутливість постсинаптичних структур до трансмітера, що виробляється в закінченнях аксона, - поширений феномен, зумовлений переважно синтезом більшої кількості рецепторів або їхнім активуванням. Окрім того, відбуваються ортоградна (дегенерація Валлєра; див. Розділ 2) і ретроградна дегенерація кукси аксона до найближчої колатералі (підтримувальна колатераль). Низка змін виникає в тілі клітини, зокрема зменшується кількість речовини Ніссля (хроматоліз). Згодом нерв починає відростати, утворюючи багато дрібних гілок, що прямують уздовж шляху, де раніше був аксон (регенераційне галуження). Часом аксони ростуть у зворотному напрямі - до їхньої початкової точки, зокрема в разі ушкодження біля нервово-м’язового синапсу. Регенерація нерва, однак, переважно затруднена, оскільки розірвана частина аксона часто міститься в ділянці загального ушкодження тканин. Цікаві нові експериментальні дані свідчать, що це ускладнення можна частково подолати шляхом застосування нейротрофінів. Наприклад, чутливі нейрони втрачають цілість, якщо задні корінці нервів відриваються від спинного мозку, але вони здатні відростати, налагоджуючи функційні зв’язки в спинному мозку, якщо експериментальним тваринам уводять фактор росту нервів нейротрофін 3 або GDNF (див. Розділ 2).

Рис. 4-36. Закінчення постгангліонарних волокон автономної нервової системи на гладкому м’язі (відтворено за дозволом з Kandel ER, Schwartz JH [editors]: Principles of Neural Science, 2nd ed Elsevier, 1985).

У випадку ушкодження вищих нервових центрів активність нижчих центрів, що перебувають під їхнім контролем, переважно зростає (феномен вивільнення). Ця підвищена активність може бути частково зумовлена денерваційним підвищенням чутливості нижчих центрів. Утім, одна з теорій стверджує, що багато ознак і симптомів неврологічних захворювань зумовлені дегенеративним підвищенням чутливості різних груп нейронів у межах головного мозку.

Підвищена чутливість обмежена структурами, що їх безпосередньо іннервує цей ушкоджений нейрон, і не розвивається в нейронах та м’язах, розміщених нижче. Надсегментне ушкодження спинного мозку не зумовлює підвищення чутливості до ацетилхоліну паралізованих скелетних м’язів, а деструкція прегангліонарних автономних нервів не спричиняє підвищення чутливості в позбавлених іннервації внутрішніх органах. Цей факт має практичне значення для лікування захворювань, зумовлених спазмом кровоносних судин кінцівок. Наприклад, в умовах симпатектомії верхньої кінцівки, спричиненої видаленням верхніх вузлів симпатичного стовбура і зірчастого вузла, виникають гіперестезія гладких м’язів судин до норадреналіну, що циркулює, і епізодично - вазоспазм. Проте якщо виконати прегангліонарну симпатектомію верхньої кінцівки шляхом перетинання симпатичного стовбура нижче третього вузла (з метою переривання висхідних прегангліонарних волокон) і білих сполучних гілок перших трьох грудних нервів, то підвищення чутливості не простежується. Денерваційна підвищена чутливість може мати різні причини. Як зазначено в Розділі 1, нестача певного хімічного месенджера призводить переважно до збільшення кількості його рецепторів. У закінченнях, де в нормі продукується норадреналін, втрачається певний чинник, причетний до процесу зворотного поглинання катехоламінів; нервові закінчення нормальних тканин поглинають значні кількості норадреналіну, проте після їхньої дегенерації норадреналін, що циркулює, досягаючи рецепторів, зумовлює значно більший ефект, ніж можна було б очікувати.

Рис. 4-37. Зміни, які відбуваються в нейроні і структурах, що іннервовані ним, після перетискання або перерізання аксона в точці, позначеній X.

Денервація скелетних м’язів посилює чутливість до ацетилхоліну мембран м’язових волокон. Зазвичай, нікотиноподібні холінорецептори є лише в ділянках кінцевих пластинок, і в дорослих осіб вони містять ε-субодиниці (див. вище). Після денервації чутливість самих кінцевих пластинок не зростає, проте в багатьох інших, значних за розмірами, ділянках мембрани м’язових волокон з’являються ацетилхолінові рецептори фетального (у-субодиницівмісного) типу. Після відростання нерва вони зникають, і чутливість повертається до норми. Під час розвитку простежується подібний розподіл ацетилхолінових рецепторів. Вони починають скупчуватись у ділянках нервово-м’язових синапсів лише тоді, коли руховий нерв досягає м’яза і продукує білок, що називають агрином, який зв’язується з м’язовим білком - м’язово-специфічною кіназою (МСК). Очевидно, агрин відіграє таку ж роль у процесі регенерації після ушкодження нерва.