Учёные Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что при редкой наследственной форме эпилепсии судорожные приступы и нарушения эмоционального поведения могут развиваться через разные биологические механизмы. В экспериментах на мышах повышенная судорожная готовность была преимущественно связана с нарушением работы печени, тогда как изменения поведения — с дисфункцией клеток головного мозга. Исследователи также обнаружили, что природное соединение сульфорафан, содержащееся в проростках брокколи, способно уменьшать поведенческие нарушения у животных.
Работа исследователей Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) опубликована 29 июля 2026 года в научном журнале Science Advances.
Почему витамин B6 помогает при судорогах, но не устраняет другие симптомы
Исследователи изучали пиридоксин-зависимую эпилепсию — редкое наследственное заболевание, связанное с мутациями гена ALDH7A1. Этот ген кодирует фермент, участвующий в обмене аминокислоты лизина.
При нарушении его работы накапливаются вещества, влияющие на доступность активной формы витамина B6, необходимой для нормального функционирования нервной системы.
У пациентов заболевание может проявляться тяжёлыми эпилептическими приступами, нередко начинающимися в раннем детстве. Для контроля судорог применяют пиридоксин — одну из форм витамина B6.
Однако даже при эффективном подавлении приступов у части пациентов сохраняются когнитивные, эмоциональные и поведенческие нарушения.
Это заставило учёных предположить, что судороги и сопутствующие психоневрологические симптомы могут иметь разные механизмы развития.
Печень и головной мозг оказались ответственны за разные проявления заболевания
Чтобы проверить гипотезу, исследователи создали несколько групп генетически модифицированных мышей. У одних животных ген ALDH7A1 был выключен во всём организме, у других — избирательно в клетках печени или астроцитах головного мозга.
Астроциты — это клетки нервной ткани, которые поддерживают работу нейронов, регулируют химический состав межклеточной среды и участвуют в защите мозга от повреждающих факторов.
Эксперименты выявили принципиальные различия:
- При выключении ALDH7A1 в клетках печени у мышей повышалась восприимчивость к судорожным приступам, но не возникали выраженные нарушения эмоционального поведения.
- При выключении гена в астроцитах развивались поведенческие изменения, включая снижение мотивации, уменьшение активности по уходу за собой и реакции, напоминающие депрессивное поведение.
- При полном отсутствии ALDH7A1 наблюдались как повышенная судорожная готовность, так и нарушения поведения.
Таким образом, на экспериментальной модели исследователи смогли разделить механизмы, преимущественно определяющие эпилептические и эмоционально-поведенческие проявления заболевания.
Как астроциты влияют на эмоциональное состояние
Следующим этапом стало изучение процессов, происходящих в астроцитах при отсутствии ALDH7A1.
Учёные обнаружили нарушение клеточного окислительно-восстановительного равновесия — способности поддерживать баланс между образованием активных форм кислорода и работой антиоксидантных защитных систем.
Такой дисбаланс нарушал способность астроцитов регулировать концентрацию ионов во внеклеточной среде, необходимую для нормальной передачи нервных сигналов.
Одновременно исследователи зарегистрировали снижение активности нейронов в прелимбической области префронтальной коры головного мозга.
Эта область участвует в регуляции эмоциональных реакций, мотивации и адаптации поведения к стрессовым ситуациям.
Полученные результаты позволяют предположить, что нарушение антиоксидантной защиты астроцитов способно влиять на работу нейронных сетей, регулирующих эмоциональное поведение.
Сульфорафан уменьшил поведенческие нарушения у мышей
Исследователи решили проверить, можно ли воздействовать на обнаруженный механизм с помощью сульфорафана — природного соединения, которое присутствует в крестоцветных овощах, особенно в проростках брокколи.
Сульфорафан способен активировать сигнальный путь NRF2, регулирующий экспрессию генов антиоксидантной защиты клеток.
Учёные добавляли вещество в рацион генетически модифицированных мышей и оценивали изменения поведения и активности нейронов.
В результате были обнаружены несколько эффектов:
- Повышалась активность антиоксидантной защитной системы NRF2.
- Уменьшались нарушения эмоционального поведения.
- Восстанавливалась сниженная активность нейронов прелимбической коры.
- При этом повышенная восприимчивость к судорогам сохранялась.
Последний результат оказался особенно важным: сульфорафан воздействовал на поведенческие проявления заболевания, но не устранял основной механизм повышенной судорожной готовности.
По мнению авторов, это дополнительно подтверждает существование разных биологических путей, участвующих в развитии эпилептических и психоневрологических симптомов.
Что открытие означает для лечения эпилепсии
Профессор психиатрии и поведенческих наук Акира Сава (Akira Sawa), руководитель Центра шизофрении Джонса Хопкинса, подчёркивает, что симптомы одного наследственного заболевания необязательно возникают в одном органе или вследствие единого патологического процесса.
Полученные результаты позволяют по-новому рассматривать лечение генетически обусловленных неврологических заболеваний.
В перспективе терапия может быть направлена не только на контроль эпилептических приступов, но и на самостоятельные клеточные механизмы, ответственные за когнитивные и психические нарушения.
Однако исследование имеет существенное ограничение: все основные результаты получены на генетически модифицированных мышах.
Поведенческие тесты у животных не позволяют непосредственно диагностировать депрессию или другие психические расстройства, характерные для человека.
Кроме того, пока неизвестно, обеспечит ли сульфорафан аналогичные эффекты у пациентов с пиридоксин-зависимой эпилепсией. Его эффективность, безопасность и оптимальные дозировки для этой цели требуют клинического изучения.
Поэтому результаты исследования не являются основанием для самостоятельного применения сульфорафана или замены им стандартной противоэпилептической терапии.
Заключение
Исследование показало, что при одной и той же генетической патологии судорожные приступы и нарушения эмоционального поведения могут формироваться через разные механизмы: связанные с обменными процессами в печени и функционированием астроцитов головного мозга.
Особый интерес представляет возможность коррекции нарушенного окислительно-восстановительного баланса астроцитов. В экспериментах сульфорафан улучшал поведенческие показатели и восстанавливал активность отдельных нейронных сетей, хотя не предотвращал судороги.
Открытие создаёт предпосылки для разработки дополнительных методов лечения психоневрологических нарушений при наследственной эпилепсии, но его клиническое значение ещё предстоит установить.
Роль молекулярных нарушений в эмоциональных расстройствах изучается и при других состояниях. Ранее исследователи описали новый молекулярный механизм депрессии, связанный с изменением сахарных структур белков в головном мозге.
Литература
- Faust T. E., Saito A., Ishikawa S., et al. Astrocyte redox imbalance underlies prelimbic neuronal hypoactivity and maladaptive affective behaviors in epilepsy // Science Advances. — 2026. — Vol. 12, No. 31. — Article eaef6777. — DOI: 10.1126/sciadv.aef6777.
- Johns Hopkins Medicine. Study Reveals Both Liver and Brain Pathways in Differing Symptoms of Inherited Metabolic Disorder. — October 9, 2026. — Johns Hopkins Medicine.