Нейротоксичность

Нейротоксичность — это повреждение центральной или периферической нервной системы, вызванное лекарственными препаратами, металлами, растворителями, пестицидами или другими химическими веществами. Поскольку зрелые нейроны обладают ограниченной способностью к регенерации, а развивающийся мозг особенно чувствителен, нейротоксическое повреждение может быть длительным и является центральной проблемой как клинической, так и экологической токсикологии.

Definition

Нейротоксичность — это структурное или функциональное повреждение центральной или периферической нервной системы, возникающее в результате воздействия лекарственного препарата, металла, растворителя, пестицида или другого химического агента.

Scope

Эта тема охватывает вопросы уязвимости нервной системы к химическим повреждениям, основные мишени в нервной системе (нейроны, аксоны, миелин и синаптическая передача), репрезентативные нейротоксиканты и особую чувствительность развивающегося мозга. Это справочная и образовательная статья, а не клиническое руководство.

Core questions

• Что делает нейроны и их поддерживающие структуры уязвимыми к химическим повреждениям?
• Какие мишени нервной системы — тело клетки, аксон, миелин или синапс — поражают различные нейротоксиканты?
• Почему развивающаяся нервная система особенно восприимчива?
• Как обнаруживаются тонкие нейротоксические эффекты и как они связываются с воздействием?

Key concepts

• Нейронопатия, аксонопатия и миелинопатия
• Проникновение через гематоэнцефалический барьер
• Эксайтотоксичность
• Нарушение синаптической передачи
• Нейротоксичность развития
• Ограниченная регенерация нейронов

Mechanisms

Нервная система частично защищена гематоэнцефалическим барьером, но липофильные химические вещества и некоторые транспортируемые агенты достигают ее, и после повреждения зрелые нейроны плохо регенерируют. Нейротоксиканты действуют на различные мишени: некоторые убивают тела нейронных клеток (нейронопатия), некоторые повреждают длинные аксоны (аксонопатия, часто вызывающая зависимую от длины периферическую нейропатию), некоторые повреждают миелин (миелинопатия), а некоторые нарушают нейротрансмиссию, например, ингибирование ацетилхолинэстеразы органофосфатами. Развивающийся мозг уникально уязвим, потому что время воздействия может нарушить процессы миграции клеток, дифференцировки и формирования связей, которые не имеют последующей возможности нормально произойти (Grandjean & Landrigan, 2006; Spencer & Schaumburg, 2000).

Clinical relevance

Нейротоксичность лежит в основе неблагоприятных эффектов некоторых лекарств, профессиональных и экологических воздействий, а также ядов, и является предметом тестирования безопасности как для лекарств, так и для промышленных химикатов. Понимание мишеней и времени нейротоксического повреждения позволяет оценить воздействия. Эта статья объясняет, как понимается нейротоксичность; она не является основой для индивидуальной диагностики или лечения.

Epidemiology

Многочисленные данные связывают воздействие определенных промышленных химикатов и металлов в период развития с нарушениями нейроразвития, и число химических веществ, признанных нейротоксикантами развития, увеличилось по мере изучения таких воздействий, что привело к призывам к более строгому превентивному тестированию (Grandjean & Landrigan, 2006).

History

Классические эпизоды отравления человека — свинцом, метилртутью, органофосфатами и некоторыми растворителями — заложили основу клинической нейротоксикологии и сформировали ее концепции аксонального повреждения и повреждения развития. Обзоры нейротоксичности развития позже переосмыслили низкоуровневые воздействия в раннем возрасте как проблему общественного здравоохранения (Grandjean & Landrigan, 2006).

Debates

Насколько осторожным должно быть регулирование химических веществ в отношении нейротоксичности развития?

Поскольку нейротоксические эффекты развития могут быть тонкими, отсроченными и трудными для изучения, ведутся споры о том, какой вес придавать ограниченным данным о человеке и следует ли делать тестирование и регулирование более осторожными.

Key figures

• Philippe Grandjean
• Philip Landrigan
• Peter Spencer
• Herbert Schaumburg

Seminal works

• grandjean-2006
• spencer-schaumburg-2000

Frequently asked questions

Почему нейротоксическое повреждение может быть необратимым?

Зрелые нейроны обладают ограниченной способностью к регенерации, а повреждения, возникающие во время развития нервной системы, могут нарушать такие процессы, как миграция клеток и формирование связей, которые не повторяются позже, поэтому некоторые нейротоксические эффекты являются длительными.

Каковы основные способы повреждения нервной системы химическими веществами?

Различные нейротоксиканты нацелены на разные структуры — тело нейронной клетки, аксон, миелиновую оболочку или синаптическую передачу — поэтому их клинические эффекты различаются, хотя все они являются формами нейротоксичности.