Авторы нового исследования обнаружили, что после инсульта или ЧМТ группа аминокислот, которые обычно поддерживают функцию мозга, в значительной степени способствуют разрушению головного мозга. Результаты научной работы опубликованы в журнале Glia.
Новизна исследования
«Новое исследование впервые предоставляет удивительные доказательства того, что четыре распространенные аминокислоты, которые обычно используются в производстве белков, необходимых для функционирования мозга, вместо этого вызывают необратимый разрушительный отек как астроцитов, поддерживающих нейроны, так и самих нейронов», — заявляет Сергей Киров, нейробиолог из Медицинского колледжа Джорджии (Medical College of Georgia).
Как инсульт и ЧМТ повреждают головной мозг
Инсульт в результате разрыва или закупорки кровеносного сосуда в головном мозге, а также черепно-мозговая травма (ЧМТ) разрушают уникальные сверхплотносплетенные эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, которые гарантируют, что ни одно инородное не попадет в наш головной мозг. Это называется гематоэнцефалическим барьером, и после повреждения защитный барьер может стать «негерметичным».
Плазма, жидкая часть крови, быстро проникает в и без того напряженные близлежащие области мозга, а вместе с ней поступают и аминокислоты, из которых состоят белки, являющиеся фундаментальным компонентом наших клеток и мышц.
Материалы и методы исследования
Ученые под руководством Кирова решили исследовать менее изученные аминокислоты. Авторы исследования использовали сложную технологию, в том числе двухфотонную лазерную микроскопию, которая позволяет в режиме реального времени заглянуть в живую ткань, в данном случае срезы мозга, и выполнить изображения с высоким разрешением, позволяющие с помощью электронной микроскопии непосредственно исследовать ткань на наличие признаков повреждения астроцитов и нейронов из этих четырех аминокислот, таких как L-аланин, глицин, L-глутамин и L-серин, которые являются одними из самых распространенных в плазме.
Результаты научной работы
Как только гематоэнцефалический барьер теряет герметичность, астроциты и нейроны заполняются этими аминокислотами. Клетки мозга буквально переполняются ими, что, в свою очередь, повышало уровень натрия внутри клеток. Натрий притягивал воду, поэтому набухшие клетки мозга занимают больше места, что само по себе опасно в замкнутых пространствах черепа.
Астроциты, привыкшие заботиться о нейронах, теперь пытались защитить себя, открывая каналы, которые позволяют уходить лишней воде и молекулам.
Таким образом, результаты исследования объясняют, почему до 90% пациентов с такими повреждениями головного мозга испытывают сопутствующее повреждение тканей головного мозга, прилегающих к месту травмы, спустя часы, а иногда даже дни, что ухудшает повреждение и потенциальные перспективы выздоровления.
Авторы другого исследования заявляют, что нарушение сна связано с повышенным риском деменции у пациентов с ЧМТ.
ЧМТ в среднем возрасте может повысить риск слабоумия
