Аксотомия - Axotomy
| Аксотомия | |
|---|---|
| MeSH | D019771 |
Аксотомии являются режущей или иным образом отделяя из аксона . Произведено от аксо- (= аксон) и -томии (= хирургия). Этот тип денервации часто используется в экспериментальных исследованиях по нейронного физиологии и гибели нейронов или выживания , как способ лучше понять заболевания нервной системы .
Аксотомия может вызвать гибель нейронных клеток, особенно у эмбриональных или неонатальных животных, поскольку это период, когда нейроны зависят от своих мишеней в плане обеспечения факторов выживания. У взрослых животных, у которых факторы выживания получены локально или через аутокринные петли, аксотомия периферических нейронов и мотонейронов может привести к устойчивому регенеративному ответу без какой-либо гибели нейронов. В обоих случаях наблюдается заметное усиление аутофагии . Аутофагия может либо расчистить путь дегенерации нейронов, либо стать средой для разрушения клеток.
Ответ аксотомии
Периферийные (внешние)
При повреждении периферического аксона весь нейрон немедленно реагирует, чтобы восстановить аксон. Эта реакция требует повышенной метаболической активности и инициируется хроматолизом. Хроматолиз характеризуется как растворение структур, продуцирующих белок, в теле клетки нейрона, и это термин, используемый для характеристики апоптоза нейрональных клеток. Во время хроматолиза сома и ядро округляются и увеличиваются, тельца Ниссля и тельца Гольджи распадаются, а цитоцентр очищается. В большинстве случаев реакция аксотомии в периферических аксонах заканчивается заживлением и регенерацией клеток, хотя иногда может заканчиваться гибелью клеток. Регенерация происходит из-за гиперплазии микроглии и гипертрофии астроглии, действий, которые отсутствуют в ответе на центральную аксотомию.
Центральная (внутренняя)
В отличие от периферической реакции, реакция аксотомии в центральных нейронах (нейронах центральной нервной системы ) почти всегда приводит к гибели клеток. Способом гибели клеток часто является апоптоз. Центральные нейроны, будучи разделенными, обычно не могут активировать экспрессию трофических факторов, типа белка, связанного с регенерацией. Эти трофические факторы отвечают за регуляцию жизнеспособности нейронов и являются важным аспектом нейрозащиты . Трофические факторы гарантируют выживание синапсов нейронов, то есть они по существу поддерживают функциональность нейрона. Отсутствие повышенной экспрессии этих белков в конечном итоге приведет к атрофии клеток.
Хирургическая аксотомия
При выполнении нейрохирургии от профессионалов часто требуется преднамеренно отрезать аксоны. Лазерная аксотомия - это разрабатываемый метод, позволяющий точно отсекать аксоны. Лазерная аксотомия может помочь врачам лучше понять последующие эффекты разорванного аксона, чтобы они могли разработать более эффективные лечебные приемы. Возможность точно разрезать определенные аксоны позволит исследователям изучить прямую корреляцию аксонов с функциональностью.
Сопутствующие травмы и патологии
Хотя часто аксотомия происходит из-за предполагаемого хирургического лечения, она также часто напрямую связана с одной из многих патологий / травм. Ниже приводится предварительный список некоторых известных сопутствующих травм и патологий.
Рассеянный склероз
Рассеянный склероз - это заболевание, которое приводит к демиелинизации нервов центральной нервной системы, что приводит к ухудшению функций организма. Основные патологии в большинстве своем неизвестны и не изучены. Многие предполагают, что демиелинизация при рассеянном склерозе приводит к перерезке аксонов и, в конечном итоге, к дегенерации аксонов. Эта гибель аксонов потенциально может быть причиной необратимых последствий рассеянного склероза. Используя то, что известно о реакции на аксотомию, врачи и исследователи стремятся внедрить нейрозащитную реабилитацию для пациентов, страдающих на ранних стадиях рассеянного склероза, чтобы предотвратить развитие болезни и необратимую инвалидность. Эти реабилитации будут включать использование трофических факторов, чтобы помочь в выживании нейронов и поддержании синапсической функции.
Травматические повреждения головного мозга
Черепно - мозговая травма определяются как тупые , не ракетное проникающего или повреждение ракет к голове. Было показано, что степень повреждения, нанесенного после травмы головы, более прямо коррелирует с величиной деформации, нанесенной головным мозгом, чем с величиной нагрузки на область, приложенную к голове. Есть два режима аксотомии, которые могут произойти в результате ЧМТ. Первичная аксотомия происходит немедленно и характеризуется как полная механическая операция аксонов. Чаще возникает вторичная аксотомия, которая со временем развивается и в конечном итоге приводит к отключению. Хотя этот тип травмы часто необратим, аксоны иногда восстанавливаются. В настоящее время исследователи работают над использованием этого потенциала для восстановления для разработки методов лечения пациентов, страдающих черепно-мозговой травмой. Эти методы лечения основаны на научном понимании реакции на аксотомию. В процессе реиннервации участвуют два механизма: острое воспаление и активация молекул внеклеточного матрикса, окружающего синапс. Немедленное острое воспаление приводит к удалению оторванных аксонов за счет активации местной глии. В воспалительной реакции также задействованы факторы роста, которые способствуют репопуляции постсинаптических участков. Негативные последствия этого воспаления трудно обнаружить сразу после травмы. Воспаление головы после травмы часто начинается медленно и может привести к фатальному повышению церебрального давления. Недавно открытый и понятый цитокин в настоящее время используется для лечения аксотомии до того, как произойдет повышение давления. Этот цитокин, называемый остеопонтином , может способствовать регенерации аксонов, обнажая его сайты связывания с рецептором интегрина. Секреция остеопонтина может регулировать синаптогенез и нацеливаться на нейроглию, необходимую для восстановления аксонов. Исследование, проведенное Джули Л. Чан, доказывает функциональность остеопонтина в инициировании иммунного ответа, необходимого для восстановления и реорганизации синапсов после травмы (аксотомии). Хотя исследование эффективно доказало функциональность остеопонтина в уменьшении интенсивной воспалительной реакции после черепно-мозговой травмы, оно не предоставило доказательств долгосрочных эффектов его имплантации в качестве варианта лечения. Изменение воспалительной реакции может непреднамеренно остановить положительные аспекты воспаления и оказать разрушительное воздействие на способность мозга к самовосстановлению.