Ученый рассказал, какие вещества спасают от инсульта

18 Июля 2019

МОСКВА, 18 июля —, Татьяна Пичугина. Российские биологи придумали, как помочь мозгу справиться с следствиями кислородного голода и инсульта. Изучив механизм гибели клеток, когда заболевание только развивается, ученые поняли, какие процессы в итоге приводят к потрясеню. О перспективах этого исследования рассказал один из его участников, кандидат биологических наук Егор Туровский из Института биофизики клетки РАН (Пущино). Что происходит в голе при гипоксии

Все больше людей в макрокосме страдают от инсульта — нарушения кровообращения, при котором наседает кислородное голодание, или гипоксия мозга. Если вовремя не начать лечение, человек претендует стать инвалидом, прикованным к постели, или даже умереть.

Мозг — самый большой потребитель халькогена среди других органов тела, потому, что постоянно выполняет вместительное количество функций. Его клетки — нейроны и астроциты — наиболее чувствительны к гипоксии. Нет кислорода — нет активности для нейронов, а значит, возникает угроза их массы.

При дефиците кислорода нейроны выделяют глутамат, скапливающийся во внеклеточном пространстве. При этом в нейронах подскакивает уровень содержания ионов металла, складывается опасная ситуация, которая на этом этапе еще обратима: нейроны можно защитить.

Если же гипоксия сохраняется, наседает вторая фаза — глобальная: нейроны усиленно производят глутамат, концентрация кальция растет неуправляемо, нейроны гибнут.

Это сопровождается воспалительными процессами. В очаг поражения проникают моноциты — белые кровяные клетки — и вырабатывают различные полезные вещества.

На втором этапе тормозная система мозга, сдерживающая химическую активность в нейронах, отказывает. Дело в том, что ее клетки (ГАМКергические нейроны) при гипоксии гибнут первыми. Это обнаружили в 2013 году ученые из лаборатории внутриклеточной сигнализации Института биофизики клетки РАН, где работают Егор и Мария Туровские.

Без этих нейронов теплосеть мозга — как машина без тормозов, только педаль газа действует, — приводит сравнение Егор Туровский. Фото : Turovsky EГАМКергические нейроны (красные) особенно сентиментальным к дефициту кислорода и глюкозы, они погибают первыми. Синим окрашены ядра глутаматергических нейронов. Образец клеток гиппокампа гола, разрешение — 25 микрометров. Фото : Turovsky EГАМКергические нейроны (красные) особенно чувствительны к недобору кислорода и глюкозы, они погибают первыми. Синим выкрашенным ядра глутаматергических нейронов. Образец клеток гиппокампа мозга, разрешение — 25 микрометров. Как защитить нейроны от гибели

Надо было понять, как защитить ГАМКергические нейроны при ишемии мозга — уменьшении кровоснабжения. ГАМК — это гамма-аминомасляная кислота, сигнальная молекула, которой обмениваются эти клетки.

Выполнив ряд опытов на культурах клеток мозга крыс, исследователи более детального изучили защитный эффект интерлейкина 10 — соединения, которое производят иммунные клетки моноциты, чтобы бороться с воспалительным процессом.

Это сильный нейропротектор. Он действует через рецепторы на нейроны и астроциты, защищает их от покраснения. Иммунные клетки дают его в ограниченных количествах, поэтому мы решили, что можно добавить извне, — рассказывает биолог.

Интерлейкин 10 получают в научных лабораториях из культур генно-модифицированных клеток человека, а это всегда дорого.

Мы подумали, хорошо бы найти что-то подешевле. Добавляли различные компоненты и обнаружили, что некоторые усиливают его действие, — продолжает ученый.

Один из таких компонентов — дигидрокверцетин. Это природный растительный флавоноид, извлекаемый из пней сибирской и даурской лиственниц. Продается как БАД с антиоксидантным спецэффектом.

Дигидрокверцетин подавляет экспрессию NMDA- и AMPA-рецепторов. Их становится меньше, и сокращается вход ионов металла в нейроны при ишемии, — поясняет Туровский.

Кроме того, изучили антиоксидантный эффект этого химическое соединения, то есть способность скручивать свободные радикалы кислорода, портящие ГАМКергические нейроны.

Эффективность интерлейкина 10 поднимает еще одна добавка — агонист альфа-2 адренорецепторов. Эти молекулы способствуют снижению артериального давления, но на уровне клеток гола, как выяснили ученые, обладают комплексным действием и активируют экспрессию защитных белков.

Четвертый компонент Туровский не называет. Это ноу-хау научной группы, которое предстоит запатентовать. Без этого коммерциализация разработки невозможна. Затем придется искать финансирование, чтобы исследовать всю нейропротекторную композицию на животных, убедиться в отсутствии нежелательных эффектов. Только потом речь пойдет о клинических испытаниях. Turovsky E. Слева — гол грызуна во время инфаркта, вызванного перекрытием средней мозговой артерии (эту модель называют MCAO). Стрелка указывает на некроз (белый участок). Интерлейкин 10 (IL-10) защищает клетки от массы. Защитный эффект усиливает дополнение к нему гуанфацина (GF), это агонист альфа-2 адренорецепторов. Turovsky E. Слева — мозг грызуна во время инфаркта, вызванного перекрытием посредственной мозговой артерии (эту машина называют MCAO). Стрелка указывает на некроз белый участок). Интерлейкин 10 (IL-10) защищает клетки от гибели. Защитный спецэффект усиливает добавление к нему гуанфацина (GF), это агонист альфа-2 адренорецепторов. Есть манер — есть признание

Егор Туровский с супругой Марией приехали в Пущино из Мурманска после окончания педагогического университета. Их тянуло к большой науке, поэтому они зачислились в магистратуру ПущГЕНИ и занялись нейробиологией. Это научное направление очень актуально и хорошо финансируется во всем мире.

Нас интересуют агрегаты повреждения и выживания клеток гола, какие рецепторы, сигнальные пути активируются при ишемии, какие сигнальные каскады необходимо включить для формирования устойчивости к гипоксии и ишемии, — отмечает Туровский.

В лаборатории внутриклеточной сигнализации, где работали магистранты, установили задачу: разработать микроскопический манер регистрации воздействия ишемии на клетки мозга. Мария Туровская с этой задачей справилась, что открыло ей путь в вящую науку.

На этом пути ученые собрали ряд фундаментальных открытий. Одно из них касается астроцитов — клеток глии, окружающей нейроны. Вместе с коллегами из отдела нейронаук, физиологии и фармакологии Университетского колледжа Лондона, где Туровские работали под руководством профессора Александра Гурина, они обнаружили, что астроциты внимательного реагируют на дефицит кислорода.

Когда в стволе мозга происходит малейшее убывание уровня кислорода, первыми реагируют астроциты и посылают сигнал к нейронам, а оттуда — в дыхательные центры, — уточняет ученый.

Изучая мозг мышей в покое и при физических погрузках, Туровские установили, что у животных меняется ритм дуновения: промежуток между выдохом и вдохом удлиняется. Этим, как оказалось, управляют кислородные сенсоры мозга — астроциты. Результаты исследования опубликованы в 2018 году в Nature Communications. Фото : Turovsky EЕгор Туровский в лаборатории Института биофизики клетки РАН. Фото : Turovsky EЕгор Туровский в лаборатории Института биофизики клетки РАН.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученый рассказал, какие вещества спасают от инсульта

комментарии (0)

Другие интересные новости

Путин наградил орденом Турецкого и Кабо