По существу, все ткани и органы человека обладают способностью к заживлению, обновлению поврежденных или убитых клеток. В этом контексте человеческий мозг ведет себя принципиально по-другому. Подавляющее большинство нервных клеток создается до рождения, и регенеративная способность постнатального человеческого мозга ограничена несколькими областями.

Как следствие, средний возраст нейронов у взрослых намного выше, чем у любого другого типа клеток человеческого организма. Но как человеческие нейроны защищают себя от случайной гибели клеток и поддерживают высокий уровень функциональности на протяжении всей жизни человека?

Устойчивость нейронов

Команда из Института трансляционных исследований мозга Гектора (HITBR) при Центральном институте психического здоровья (CIMH) в Мангейме (Германия) в настоящее время исследовала клеточные адаптации в нейронах человека, которые гарантируют устойчивость нейронов. Они использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (iPS-клетки) для генерации человеческих нейронов в культуральной чашке, в которой они созревали с течением времени, создавая модель развития мозга, где они могли непосредственно сравнивать молодые, новорожденные нейроны с их более старыми, более зрелыми аналогами. Исследование было опубликовано в журнале Cell Death & Disease.

"Если клетки подвергаются стрессу или повреждению, они обычно пытаются приспособиться к этим условиям, например, активируя реактивные программы восстановления. При определенной степени повреждения активируется программа гибели клеток, называемая апоптозом, для уничтожения поврежденной клетки или ткани. Эта запрограммированная гибель клеток жестко контролируется несколькими молекулярными путями", - объясняет профессор. Филипп Кох, ведущий автор исследования и глава HITBR. "Мы обнаружили, что порог входа в клеточную гибель особенно высок в нейронах человека".

Сложные и избыточные превентивные стратегии против стресса и гибели клеток

Действительно, исследователи из Мангейма показали, что как только человеческие нейроны созревают, они наделяются сложными и избыточными превентивными стратегиями для защиты от стресса и гибели клеток.

Среди прочего, основные компоненты механизма клеточной смерти, такие как каспазы, сильно подавляются или полностью отключаются, в то время как защитные пути, такие как антиапоптотические белки семейства Bcl-2 из ингибиторов белков апоптоза (IAPs), активируются.

"Похоже, что мозг развил очень сложную и взаимодополняющую сеть для защиты от гибели клеток, что, вероятно, является эволюционной адаптацией к его сниженной регенеративной способности. Эти защитные механизмы в зрелых нейронах могут также частично объяснить, почему большинство нейродегенеративных заболеваний обычно предотвращаются в течение многих десятилетий и, как правило, возникают только с преклонным возрастом. Проявление нейродегенеративных заболеваний может быть результатом многолетнего накопленного клеточного стресса и повреждений в сочетании с ослаблением защитных механизмов, зависящих от зрелости", - говорит Кох.