На днях журнал The Lancet опубликовал большое исследование об интеллекте переболевших коронавирусной инфекцией COVID-19. Выводы пессимистичны: даже после полного выздоровления когнитивные способности остаются сниженными. И чем тяжелее человек перенес заболевание, тем больше пострадал его интеллект. Это лечится или после болезни мы тупеем безвозвратно и навсегда?
Авторы исследования, британские ученые, пожимают плечами: «Мы не знаем, каков механизм наблюдаемого снижения когнитивных функций после COVID-19. Мы также не знаем, как долго может длиться воздействие на умственные способности». Поэтому предлагаем выслушать мнение российского специалиста, кандидата медицинских наук. В рамках работы над новым проектом канал «Наука» взял интервью у директора Центра реабилитации Сеченовского университета Константина Тернового.
Как коронавирус поражает организм
Чем тяжелее протекала острая фаза, тем, скорее всего, выраженнее по своей яркости и продолжительности будут постковидные осложнения. Китайские коллеги, проводившие исследование на очень большом материале, выявили статистику: даже если ты не попал в больницу, было достаточно легкое течение и амбулаторное лечение, то где-то 30% этих людей все равно нуждаются в реабилитации. Что говорить о людях, у которых поражение легких от 70% и выше? О тех, кто провел 45 дней в реанимации?
В основе поражения, которое получает организм после контакта с вирусом, лежит образование тромбов. Когда тромбы попадают в легочную ткань, это не совсем пневмония, а скорее пневмонит, то есть это маленькие тромбозы в тканях легких. Тромбы могут образовываться и в области головного мозга, тогда болезнь протекает по картине инсульта. Также может быть поражение кожи, и ясно, что оно будет проявляться по-другому, не кашлем.
Подобные последствия возникают в результате воздействия вируса на систему крови — гомеостаз. У нас всегда есть баланс между системой, которая сворачивает кровь и которая ее разжижает. Когда баланс нарушается, тромбообразование идет более активно. Поэтому основное лечение коронавирусной инфекции — это кроворазжижающие препараты, они назначаются всем. А вот назначение противовирусных или антибиотиков зависит от времени выявления, времени поступления в больницу и других факторов.
О людях и мышах
В ходе этого процесса зрелые нейроны не делятся, как не делятся и клетки мышечных волокон, и эритроциты: за их образование отвечают различные стволовые клетки, сохраняющие «наивную» способность размножаться. Один из потомков разделившейся клетки-предшественника становится молодой специализированной клеткой и дозревает до полнофункционального взрослого состояния. Другая дочерняя клетка остается стволовой: это позволяет поддерживать популяцию клеток-предшественников на постоянном уровне, не жертвуя обновлением окружающей их ткани.
Клетки-предшественницы нейронов нашлись в зубчатой извилине гиппокампа. Позже их обнаружили и в других частях головного мозга грызунов, в обонятельной луковице и подкорковой структуре стриатума. Отсюда молодые нейроны могут мигрировать в нужную область мозга, уже на месте дозревать и встраиваться в существующие системы связей. Для этого новая клетка доказывает соседям свою полезность: ее способность к возбуждению повышена, так что даже слабое воздействие заставляет нейрон выдавать целый залп электрических импульсов. Чем активнее клетка, тем больше связей она образует с соседями и тем быстрее стабилизируются эти связи.
Взрослый нейрогенез у людей удалось подтвердить лишь пару десятилетий спустя с помощью сходных радиоактивных нуклеотидов — в той же зубчатой извилине гиппокампа, а затем и в стриатуме. Обонятельная луковица у нас, по всей видимости, не обновляется. Однако насколько активно проходит этот процесс и как он меняется во времени, точно не ясно и сегодня.
Например, исследование 2013 года показало, что до глубокой старости каждый год обновляется примерно 1,75% клеток зубчатой извилины гиппокампа. А в 2018-м появились результаты, согласно которым образование нейронов здесь прекращается уже в подростковом возрасте. В первом случае измерялось накопление радиоактивных меток, а во втором использовались красители, избирательно связывающиеся с молодыми нейронами. Сложно сказать, какие выводы ближе к истине: трудно сопоставить редкие результаты, полученные совершенно разными методами, а тем более экстраполировать на человека работы, выполненные на мышах.
Первые исследования нейрогенеза были проведены на плоских червях-планариях, а первыми позвоночными моделями стали аксолотли. Сегодня эксперименты проходят чаще всего с рыбками данио и лабораторными грызунами
Какие последствия возникают
Постковидному синдрому подвержены все, вопрос лишь в том, что для вас более жизненно важно. Если у вас поражение на коже, вы с этим можете жить и даже не обращаться к врачу. Когда у вас проблемы с дыханием, вы поспешите в больницу — это жизненно важно. Если вы начали плохо соображать, вы на это отреагируете гораздо быстрее, чем если у вас сыпь на коже. Естественно, что дыхательная и нервная система стоят у нас на первом месте.
25% людей, по нашей выборке и по данным других коллег, страдают нарушениями функций высшей центральной нервной системы. Вирус проникает через сосуды в клетки, защищающие эти сосуды, и в дальнейшем переходит на клетки нервной системы, вызывая изменения. Примерно у четверти заболевших отмечается нарушение центральной нервной системы по типу энцефалопатии, то есть нарушения высшей функции головного мозга. Проявляться это может по-разному: как нарушение краткосрочной памяти, нарушение настроения, нарушение синтеза, когда человек не может вспомнить название предмета. Например, он может описать устройство, которое издает свет, находится в стеклянной колбе, а сказать слово «лампочка» не может. Или он описывает человека из записной книжки, которому надо позвонить, словами «высокий, с бородой, загорелый», а как зовут — не помнит.
30% жалуются на выраженную слабость, около 40% — на выпадение волос, около 30% — на боли в суставах и мышцах. Где-то 15% жалуются на потерю сна и нарушение ритма день — ночь. Зачастую это связано с длительным нахождением в больнице и реанимации. Нарушение настроения мы наблюдаем в большом количестве, и неудивительно. У меня есть пациенты, которые 45 дней провели в реанимации на животе. Можете представить, о чем они думали? Когда задыхаешься просто от того, что начинаешь разговаривать, а дома у тебя дети остались, а соседа только что, простите, упаковали и унесли, — о чем ты будешь думать? Полагаю, многим после перенесенного коронавируса нужна психотерапия.
Проблемы моделей
Большинство исследований взрослого нейрогенеза проводят на лабораторных животных, которые быстро размножаются и просты в содержании. Такое сочетание признаков встречается у тех, кто имеет небольшие размеры и живет совсем недолго, — у мышей и крыс. Но в нашем мозге, который лишь заканчивает созревание к 20 годам, все может происходить совершенно иначе.
Зубчатая извилина гиппокампа — это часть коры головного мозга, хотя и примитивная. У нашего вида, как и у других долгоживущих млекопитающих, кора развита заметно сильнее, чем у грызунов. Возможно, нейрогенез охватывает весь ее объем, реализуясь по какому-нибудь собственному механизму. Прямых подтверждений этому пока нет: исследования взрослого нейрогенеза в коре больших полушарий не выполнялись ни на людях, ни на других приматах.
Зато проведены такие работы с копытными. Изучение срезов мозга новорожденных ягнят, а также овец чуть постарше и половозрелых особей не нашло делящихся клеток — предшественников нейронов в коре больших полушарий и подкорковых структурах их мозга. С другой стороны, в коре животных даже старшего возраста обнаружились уже родившиеся, но недозревшие молодые нейроны. Скорее всего, они готовы в нужный момент завершить специализацию, образовав полноценные нервные клетки и заняв место погибших. Конечно, это не совсем нейрогенез, ведь новых клеток при таком процессе не образуется. Однако интересно, что такие молодые нейроны присутствуют в тех областях мозга овец, которые у человека отвечают за мышление (кора больших полушарий), интеграцию сенсорных сигналов и сознание (клауструм), эмоции (миндалевидное тело). Велика вероятность, что и у нас в аналогичных структурах найдутся незрелые нервные клетки. Но зачем они могут понадобиться взрослому, уже обученному и опытному мозгу?
Бизнес на нервах
Несмотря на отсутствие точных сведений о взрослом нейрогенезе, уже появились бизнесмены, готовые построить на нем доходное дело. Еще с начала 2010-х компания, продающая воду из родников Канадских Скалистых гор, выпускает бутылки Neurogenesis Happy Water
. Утверждается, что напиток стимулирует образование нейронов за счет содержащихся в нем солей лития. Литий в самом деле считается полезным для мозга препаратом, хотя в таблетках его куда больше, нежели в «счастливой воде». Действие чудо-напитка проверили нейробиологи из Университета Британской Колумбии. 16 дней они поили крыс «счастливой водой», а контрольную группу — простой, из-под крана, а потом рассмотрели срезы зубчатых извилин их гиппокампа. И хотя у грызунов, пивших
Neurogenesis Happy Water
, новых нейронов появилось на целых 12% больше, их общее число оказалось невелико и говорить о статистически достоверном преимуществе нельзя.
Пока мы можем лишь констатировать, что взрослый нейрогенез в головном мозге представителей нашего вида однозначно существует. Возможно, он продолжается до глубокой старости, а может, только до подросткового возраста. На самом деле это не так важно. Интереснее то, что рождение нервных клеток в зрелом мозге человека вообще происходит: от кожи или от кишечника, обновление которых идет постоянно и интенсивно, главный орган нашего тела отличается количественно, но не качественно. И когда сведения о взрослом нейрогенезе сложатся в цельную детальную картину, мы поймем, как перевести это количество в качество, заставив мозг «ремонтироваться», восстанавливать работу памяти, эмоций — всего того, что мы зовем своей жизнью.
Гипотеза о памяти
Число нейронов так велико, что частью из них можно безболезненно пожертвовать. Однако, если клетка выключилась из рабочих процессов, это еще не значит, что она умерла. Нейрон может перестать генерировать сигналы и реагировать на внешние стимулы. Накопленная им информация не пропадает, а «консервируется». Этот феномен позволил Кэрол Барнс, нейрофизиологу из Аризонского университета, выдвинуть экстравагантное предположение о том, что именно так мозг накапливает и разделяет воспоминания о различных периодах жизни. По мнению профессора Барнс, время от времени в зубчатой извилине гиппокампа появляется группа молодых нейронов для записи нового опыта. Через некоторое время — недели, месяцы, а может, и годы — все они переходят в состояние покоя и сигналов больше не подают. Именно поэтому память (за редчайшими исключениями) не сохраняет ничего, что происходило с нами до третьего года жизни: доступ к этим данным в какой-то момент оказывается заблокирован.
Учитывая, что зубчатая извилина, как и гиппокамп в целом, отвечает за перенос информации из кратковременной памяти в долговременную, такая гипотеза выглядит даже логичной. Однако требуется еще доказать, что гиппокамп взрослых людей действительно образует новые нейроны, причем в достаточно большом количестве. Для проведения экспериментов имеется лишь весьма ограниченный набор возможностей.
История со стрессом
Обычно препараты человеческого мозга получают во время вскрытия или нейрохирургических операций, как при височной эпилепсии, припадки которой не поддаются медикаментозному лечению. Оба варианта не позволяют проследить, как интенсивность взрослого нейрогенеза влияет на работу мозга и поведение.
Такие эксперименты проводились на грызунах: образование новых нейронов подавлялось направленным гамма-излучением или выключением соответствующих генов. Это воздействие повышало склонность животных к депрессии. Неспособные к нейрогенезу мыши почти не радовались подслащенной воде и быстро оставляли попытки держаться на плаву в заполненной водой емкости. Содержание в их крови кортизола — гормона стресса — оказывалось даже выше, чем у мышей, стрессированных обычными методами. Они были более склонны впадать в зависимость от кокаина и хуже восстанавливались после инсульта.
К этим результатам стоит сделать одно важное замечание: возможно, что показанная связь «меньше новых нейронов — острее реакция на стресс» замыкается сама на себя. Неприятные события жизни снижают интенсивность взрослого нейрогенеза, из-за чего животное становится чувствительнее к стрессам, поэтому скорость образования нейронов в мозге падает — и так далее по кругу.
