Как низкое содержание кислорода влияет на определенные клетки мозга

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine) определили особый набор клеток головного мозга, которые особенно подвержены недостатку кислорода на ранних стадиях развития. Это повреждение согласуется с патологией мозга, особенно с уменьшением содержания серого вещества, которое наблюдается у детей, которые родились преждевременно. Результаты данного исследования опубликованы в журнале Nature Medicine.

Актуальность исследования

Неонатологи давно признали, что легкие у недоношенных плохо развиты. У этих детей плохая функция легких, а мозговые центры, контролирующие дыхание младенцев, не полностью зрелые. Эти факторы повышают риск падения уровня кислорода в крови и последующего повреждения головного мозга.

Низкий уровень кислорода является хорошо известной причиной повреждения мозга у недоношенных детей. Но механизм, с помощью которого низкий уровень кислорода может нанести вред развивающемуся человеческому мозгу, остается неясным.

«За последние 20 лет мы достигли значительных успехов в поддержании жизни недоношенных детей, но от 70% до 80% из них имеют неудовлетворительные результаты развития нервной системы», — говорит автор исследования Анка Паска (Anca Pasca). По ее словам, гипоксические повреждения головного мозга приводят к неврологическим и психиатрическим заболеваниям у некоторых недоношенных детей.

Материалы и методы исследования

Проведение данного исследования стало возможным благодаря тому, что ученые из Стэнфордского Университета ранее выяснили, как создавать трехмерные клеточные культуры — сфероиды мозга, которые имитируют структурные и функциональные аспекты развивающегося человеческого мозга.

В исследовании команда выращивала сфероиды головного мозга до тех пор, пока они не содержали клеточные популяции и маркеры экспрессии генов, подобные тканям головного мозга человека на сроке от 19 до 24 недель.

Исследователи подвергли эти корковые сфероиды низкому содержанию кислорода в течение 48 часов, а затем восстановили уровень кислорода до нормального. Ученые проанализировали изменения в экспрессии генов через 24 и 48 часов в период низкого содержания кислорода, а также через 72 часа после того, как уровень кислорода вернулся к норме.

Результаты научного исследования

В ходе исследования было обнаружено, что многие клетки развивающегося мозга не пострадали от воздействия низкого уровня кислорода. Однако промежуточные клетки-предшественники субвентрикулярной зоны, области, ответственной за рост коры человека, подвергаются серьезному воздействию. Как и ожидалось, ученые наблюдали изменения экспрессии генов через 24 и 48 часов в генах, которые, как известно, реагируют на гипоксию.

Ученые также обнаружили изменения в группе генов, экспрессируемых в субвентрикулярной зоне, области, богатой клетками-предшественниками, которые генерируют нейроны в середине и в конце беременности. 

Выводы

«Наши результаты позволяют сделать вывод, что фармакологическое манипулирование клетками, которые наиболее подвержены кислородной недостаточности, может помешать гипоксическому повреждению головного мозга и потенциально помочь предотвратить повреждение у недоношенных детей», — говорит автор исследования Серджиу Паска (Sergiu Pasca).

Авторы другого исследования установили, что у детей с аутизмом головной мозг более симметричен.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Хусаинов Руслан Халилович / автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: