Чтобы нейроны продолжали нормально работать после кислородного голодания, в них нужно защитить рецепторы, помогающие нервным клеткам обмениваться сигналами друг с другом.
Нейроны гиппокампа мыши. (Фото: Julie Pryor / Flickr.com.)
Когда в головном мозге нарушается кровоснабжение (например, из-за инсульта или из-за травмы), то в нем падает уровень кислорода, или, как еще говорят, начинается гипоксия. Мозг к гипоксии чувствителен больше, чем другие органы, даже кратковременная нехватка кислорода приводит к повреждениям мозговой ткани. Но механизм таких повреждений довольно непрост – здесь задействовано много разных молекул и клеточных процессов.
Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН изучали, как гипоксия сказывается на рецепторах АМРА. Это мембранные белки, которые служат каналами для ионов, путешествующих между клеткой и внешней средой. АМРА-рецепторы начинают работать по сигналу нейромедиатора глутамата, который, в свою очередь, широко используют возбуждающие нейроны: глутамат включает рецепторы, и они, перегруппировав ионы по обе стороны мембраны, помогают передать сигнал дальше по цепочке. АМРА-рецепторы – наиболее распространенные возбуждающие рецепторы нервной системы, и они есть практически во всех структурах головного мозга. Некоторые заболевания центральной нервной системы человека напрямую связаны с нарушением в регуляции активности АМРА-рецепторов, поэтому нейробиологи уделяют им очень много внимания.
Сергей Левин, Мирослав Ненов и их коллеги решили проверить, как на АМРА-рецепторах сказывается гипоксия и можно ли как-то защитить их от нее. Однако сами рецепторы представляют собой комплексы из нескольких модулей-субъединиц, которые синтезируются в клетке по отдельности и которые потом соединяются в большой функциональный рецептор. Причем рецептор может по-разному работать в зависимости от того, какие модули-субъединицы в нем есть, а каких нет. Например, в отсутствие определенной субъединицы рецепторы открываются для ионов кальция, в результате в нейроне кальция становится много, и, как следствие, активность нервной клетки меняется и в ней проявляются некоторые патологические признаки. В итоге и клетка может погибнуть, и вся нейронная сеть начнет работать иначе, и все может закончиться отклонениями в работе мозга в целом.
Поэтому исследователи пытались понять, как гипоксия влияет на субъединицы АМРА-рецепторов по отдельности. Оказалось, что уровень одной из них падает, другая же гипоксию как будто не чувствует. Однако главная цель экспериментов была в том, чтобы узнать, как на уровень белков, из которых собираются рецепторы, подействуют защитные вещества. Таких веществ использовали два: противовоспалительный иммунный белок интерлейкин-10 и молекула, подавляющая активность фермента кальпаина (ингибиторам кальпаина свойственны нейропротекторные свойства, кроме того, они помогают справиться с последствиями ишемии). Казалось бы, оба вещества вместе должны действовать лучше, чем по отдельности, однако, по словам Мирослава Ненова, если использовать сразу несколько активных веществ, мы можем столкнуться с негативными эффектами, которые только усиливаются от их совместного применения.
Впрочем, с интерлейкином-10 и ингибитором кальпаина оказалось, что они проявляют положительный эффект как порознь, так и в комбинации. В статье в Neuroreport говорится, что при одновременном использовании эти вещества не только исправляют ситуацию с одной из субъединиц, но даже помогают поднять ее уровень даже выше прежнего. С другой субъединицей все происходит сложнее: одно из нейропротекторных веществ даже снижает ее уровень в некоторых случаях гипоксии, однако если оба нейропротектора будут действовать вместе, то они поддержат количество этой субъединицы без каких-либо сюрпризов и странностей.
Авторы работы экспериментировали с образцами гиппокампа, одного из главных центров памяти, так что возможно, новые данные помогут разработке методов лечения, направленных на восстановление памяти, испортившейся из-за каких-нибудь гипоксических повреждений.
Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).
По материалам пресс-службы ИТЭБ РАН.Статистика: после инсульта пациент в среднем живет 8-9 лет
По статистике, около 10% россиян даже не подозревают о том, что у них произошло нарушение мозгового кровообращения. Хотя его симптомы трудно не заметить: потеря сознания или внезапная слепота, а также нарушение речи или, например, когда рука вдруг повисает плетью (односторонний парез). Однако у некоторых пациентов самочувствие очень быстро приходит в норму, поэтому многие даже к врачу не обращаются. Но доктора предупреждают, что если был отмечен хотя бы один из этих симптомов, человеку жизненно необходимо пройти полноценную реабилитацию.
Печальная статистика такова, что после первого инсульта пациент в среднем живет 8-9 лет, однако повторная атака на мозг сокращает продолжительность жизни до 2-3 лет. Транзиторные ишемические атаки (преходящее нарушение мозгового кровообращения), или микроинсульты, несмотря на то, что самочувствие человека восстанавливается в течение короткого времени, по мнению неврологов, лучше предупредить, чем потом лечить.
«Чтобы избежать микроинсульта, возрастным пациентам (старше 40 лет) необходимо проводить регулярное комплексное обследование, — объясняет семейный доктор, врач высшей категории Ольга Минаева. — Оно должно включать не только развернутые анализы крови, оценивающие липидный профиль и склонность к тромбообразованию, но и ультразвуковое исследование крупных сосудов (в первую очередь — сонной артерии), электрокардиографию и компьютерную томографию. В некоторых случаях, чтобы избежать развития инсульта, больным рекомендуют сделать операцию (ангиопластику, после которой кровоток восстановится)».
Замечено, что наиболее часто инсульт развивается у пациентов, ведущих неправильный образ жизни, в частности злостных курильщиков и людей, злоупотребляющих спиртным. А также тех пациентов, которые уже имеют сахарный диабет, гипертонию и лишний вес, высокий холестерин и, как следствие, атеросклероз. Все перечисленные заболевания медики относят к факторам риска, которые ухудшают состояние сосудов.
К сожалению, многие пациенты задумываются о своем здоровье слишком поздно, когда уже случился инсульт. Хотя ежедневные аэробные физические упражнения, по мнению врачей, могли бы повысить адаптивные ресурсы организма и снизить рис-ки развития сосудистых катастроф. Это могут быть занятия фитнесом, плавание, езда на велосипеде и т. п. По мнению врачей, даже 30-минутная ежедневная гимнастика способна значительно снизить риск возникновения гиподинамии. Обязательный комплекс упражнений должен включать движения, рассчитанные на работу самых разных групп мышц. Конкретные движения (с учетом возраста и физического статуса) должен подсказать терапевт или врач ЛФК. Если комплекс подобран правильно, со временем у человека обязательно улучшаются самочувствие и настроение. Гимнастику хорошо сочетать с получасовой прогулкой (пробежкой), или на работу можно пройти несколько остановок пешком. Приучать организм к физической нагрузке нужно постепенно, на это может уйти около двух месяцев. Только после этого можно говорить о том, что организм перестроился. И главное условие — любая физическая нагрузка должна быть регулярной.
Также замечено, что сбалансированное питание, учитывающее энергозатраты пациента, улучшает физическое состояние, а отказ от животных жиров, способствующих росту атеросклеротических бляшек, благотворно сказывается на сосудах. Все это вкупе с контролем давления и уровня сахара может не только продлить жизнь, но и улучшить ее качество.
На заметку
В России среди причин смертности на втором месте после инфаркта миокарда занимает инсульт головного мозга. Ежегодно около 500 тысяч человек переносят инсульты, фактически это население большого города. По данным Национальной ассоциации по борьбе с инсультом, 31% пациентов, перенесших инсульт, нуждаются в специальном уходе, 20% — не могут самостоятельно ходить и лишь 8% — способны вернуться к прежней полноценной жизни.
Нейропротектором называется любое вещество, которое помогает защитить нервные клетки от повреждения или смерти. При этом лишь немногим людям известно, что существуют природные нейропротекторы, способные предотвратить повреждения мозга после инсульта.
Эти вещества защищают нервные клетки от повреждений, вызываемых избытком кислорода и химическими токсинами, помогают клеткам вырабатывать энергию, сохраняют целостность клеточных мембран и помогают клеткам противостоять стрессу. Некоторые врачи уже используют эти вещества для безопасного и эффективного лечения. Вы также можете применять их, следуя нашим советам.
1 и 2. Ешьте ягоды и шоколад в качестве десерта. Новые исследования показывают, что регулярное употребление в пищу ягод может снизить риск развития болезни Паркинсона на 40%.
Ягоды содержат природные вещества антоцианы из группы флавоноидов. В цитрусовых и яблоках можно найти другие защищающие мозг флавоноиды, называемые кверцетинами, а черный, необработанный шоколад богат на эпикатехины. Широкий спектр флавоноидов с различными защитными свойствами содержится в таких продуктах как гранат, клюква, ягоды асаи и вишня. Если вы не потребляете большое количество фруктов, рассмотрите возможность использования дополнительных концентрированных источников флавоноидов.
3. Пейте зеленый чай. Зеленый чай содержит специфическое вещество с длинным названием - эпигаллокатехина галлат, или сокращенно EGCG. Исследования, проведенные в Японии, показали, что люди, которые выпивали 3 и более чашек зеленого чая в день, имели меньше шансов пострадать от наиболее распространенного типа инсульта - инфаркта мозга.
Опыты, проведенные на животных, показали, что EGCG защищает клетки мозга от нейротоксинов, которые могут вызвать болезнь Паркинсона. Также это вещество уменьшает накопление амилоидных бляшек, играющих главную роль в развитии болезни Альцгеймера. В настоящее время проводятся исследования положительного влияния EGCG в борьбе со смертельно опасными нейродегенеративными заболеваниями, такими как БАС и болезнь Хантингтона. Также изучается восстанавливающий эффект EGCG при травме спинного мозга. Употребляйте не менее 3 чашек органического зеленого чая в день, или принимайте экстракт зеленого чая.
4. Включите в рацион куркумин. Этот антиоксидант представляет собой экстракт специи куркумы, имеет желтый цвет и способен защитить клетки, вырабатывающие дофамин в черной субстанции головного мозга, который оказывает влияние на развитие болезни Паркинсона.
Куркумин способствует снижению уровня окислительного воздействия токсинов, которые атакуют эту часть мозга. Он также помогает защитить клетки мозга от повреждений, вызванных закупоркой капиллярного кровотока. Кроме того, он помогает клеткам мозга сохранять способность вырабатывать собственные мощные антиоксиданты, даже если они повреждены или находятся в напряженном состоянии.
Потребляйте не менее 200 мг куркумина в день для защиты мозга. Большинство людей не получают это количество, если только они не придерживаются индийской диеты. Экстракт куркумина сможет легко обеспечить вас необходимым объемом этого вещества.
5. Добавляйте в рацион альфа-липоевую кислоту. Эта пищевая добавка имеет несколько важных преимуществ, когда речь идет о защите головного мозга и нервных клеток. Это вещество растворяется как в жиру, так и в воде и может легко проникать в мозг и клеточные мембраны. Альфа-липоевая кислота действует как мощный и универсальный антиоксидант, положительно влияет на производство энергии в клетках, в том числе нервных. Она способна защищать периферические нервные клетки от диабетической нейропатии.
Альфа-липоевая кислота также способствует восстановлению организма после инсульта. Идеальным заменителем стандартного загрузчика игр и приложений является аналог приложения Google Play - mobogenie market. В нём можно найти десятки тысяч приложений и даже таких, которых нету в Google! У животных, которым добавляли в пищу альфа-липоевую кислоту, к примеру, было отмечено меньшее количество осложнений и повреждений головного мозга после инсульта. Уровень выживаемости после инсульта у этих животных был в четыре раза выше, чем у тех, которые не получали этой добавки. Также ученые обнаружили, что альфа-липоевая кислота, вероятно, замедляет прогрессирование болезни Альцгеймера. В одном из исследований, у людей с легкой деменцией, принимавших 600 мг этого вещества в день в течение четырех лет, наблюдалось более медленное прогрессирование заболевания, чем у людей, не принимающих альфа-липоевую кислоту. Принимайте 500-600 мг в день. Альфа-липоевая кислота оказывает более сильное воздействие на организм в сочетании с приемом ацетил-L-карнитина.
6. Принимайте гингко. Этот растительный адаптоген помогает вашему мозгу выдерживать физическое и психическое напряжение. Гингко притупляет реакцию мозга на воздействие кортизола, защищает нервные клетки в гиппокампе и помогают поддерживать микроциркуляцию крови в головном мозге. Он также способствует разжижению крови и оказывает антиоксидантное воздействие на организм. Рекомендованная дозировка составляет не менее 120 мг в день.
7. Принимайте L-карнозин. Эта пищевая добавка имеет высокую концентрацию в тканях головного мозга, где предохраняет клетки от анемии крови, воздействия токсичных металлов и препятствует повышению уровня сахара в крови. L-карнозин также блокирует развитие болезни Альцгеймера, оказывая воздействие на амилоидные бляшки.
Пищевыми источниками L-карнозина являются только белки животного происхождения, поэтому для людей, которые не потребляют мяса, особенно важно принимать добавки L-карнозина. Средняя доза составляет 500 мг в день.
8. Потребляйте рыбий жир. Рыбий жир помогает поддерживать нормальный уровень текучести мембран и передачи сигналов в клетках мозга. Потребление большого количества этого вещества связано со снижением уровня риска развития деменции и болезни Альцгеймера. Прием добавок рыбьего жира может улучшить состояние после депрессии, а также поможет вам успокоиться при стрессовых ситуациях и улучшить реакцию организма на антидепрессивную терапию.
Последние исследования показывают, что рыбий жир способствует улучшению структуры участков мозга, связанных с эмоциональным возбуждением и контролем. Принимайте, по крайней мере, 1400 мг в день добавок рыбьего жира.
9. Принимайте фосфатидилсерин. Эта добавка, полезная для мозга, способствует нормализации функции медиатора, минимизирует возрастные потери клеток мозга, а также препятствует возникновению нарушений памяти, связанных с возрастом.
В ходе одного из исследований, на протяжении 12 лет ученые сокращали количество принимаемого фосфатидилсерина, что привело к ухудшению памяти исследуемых людей. В условиях стресса, фосфатидилсерин способен притуплять рост уровня кортизола и других гормонов стресса, которые могут нанести вред мозгу. Результаты одного из опытов показали, что прием 300 мг в день фосфатидилсерина улучшает настроение и субъективные ощущения стресса. Уровень этого вещества в организме, как правило, с возрастом снижается. Средняя дозировка, препятствующая процессу старения, составляет 100 мг два раза в день.
Вывод: В возрасте 50 лет необходимо начинать прием, по крайней мере, некоторых из этих добавок, защищающих мозг, для того, чтобы снизить риск ухудшения когнитивных функций. Ягоды, куркумин, зеленый чай и рыбий жир также могут оказать помощь вашему сердцу и защитить от рака.
МОСКВА, 5 апр - РИА Новости. Российские химики и нейрофизиологи обнаружили, что клетки мозга защищаются от последствий судорог при помощи омега-3 жирных кислот, многие из которых можно найти в растительных и животных маслах, говорится в статье, опубликованной в журнале Neuroscience and Behavioral Physiology.
"Судорога, даже однократная — это сильный стресс для организма. Биохимические изменения в клетках мозга даже после одной судороги сохраняются несколько недель. Во время судороги, параллельно с развитием патологических внутриклеточных процессов, с небольшим отставанием во времени, запускается обратный, защитный механизм, подавляющий дальнейшее развитие эпилептогенеза", — рассказывает Татьяна Савина из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино, чьи слова приводит пресс-служба института.
По статистике Всемирной организации здравоохранения, сегодня в мире живет примерно 50 миллионов людей, страдающих разными формами эпилепсии. Примерно 40% из этих случаев не поддается лечению, и примерно половина эпилептиков не может принимать лекарства, не испытывая при этом побочные эффекты.
Эпилептические припадки и все связанные с ними симптомы возникают в результате того, что нервные клетки резко начинают синхронизировать свои импульсы, одновременно "включаясь" и "выключаясь". Почему это происходит, ученые пока не знают, и без раскрытия причин подобного поведения полноценная борьба с эпилепсией невозможна. Недавно ученые из ИТЭБ РАН обнаружили, что приступы эпилепсии могут возникать из-за того, что нервные клетки ошибочно считают, что внутри них почти не осталось питательных веществ.
Савина и ее коллеги по институту, а также ученые из других научных центров России, выяснили, как клетки мозга защищают себя от последствий эпилептических припадков и раскрыли причину того, почему после припадка повторные приступы возникают гораздо реже, чем обычно.
Ученые экспериментировали на особой разновидности крыс, представители которой генетически предрасположены к развитию эпилепсии и судорог. К примеру, для того, чтобы вызвать у таких животных приступ, достаточно воспроизвести достаточно сильный звук рядом с ними. То, как и где возникают приступы у таких крыс, российские и зарубежные биологи знают достаточно давно, что позволило Савиной и ее коллегам изучить то, какие изменения происходят в клетках мозга после очередного пароксизма.
Изучая образцы слуховой коры, где находился эпилептический очаг, биологи заметили, что концентрация жиров в ее клетках была заметно выше после приступа, чем в клетках обычных лабораторных крыс. Высокий уровень жиров, как отмечают исследователи, сохранялся на протяжении почти двух недель после припадка, и в это же время крысы были менее подвержены действию громких звуков, чем до начала эксперимента.
Как предполагают исследователи, жирные кислоты участвуют в противосудорожных механизмах, защищая мозг от последствий судорог. Когда исследователи проанализировали химический состав этих жиров, они обнаружили, что многие из них относятся к числу омега-3 жирных кислот, ряд которых содержится в растительных и животных жирах. Соответственно, препараты на их основе, способные проникать в мозг, можно в перспективе использовать для защиты мозга от последствий эпилептических припадков.
Ученые подчеркивают, что говорить о практическом применении пока рано. Необходимы дальнейшие исследования для проверки того, действительно ли эти жирные кислоты участвуют в работе защитных механизмов нервных клеток. Только если эти выводы подтвердятся, можно будет думать, как использовать эти результаты в медицине.