Российские ученые связали заболевания мозга с «химией» в пище и косметике
Одна молекула способна влиять на процессы в головном мозге
Ученые Казанского федерального университета выяснили как одна небольшая молекула может сильно влиять на процессы возбуждения и торможения в головном мозге.
Полученные исследователями результаты могут помочь в лечении заболеваний, связанных с нарушением деятельности мозга, – эпилепсии, постишемических состояний, травм головного мозга, боли, которая возникает в результате этих травм.
«Работа мозга построена на балансе между возбуждением и торможением, – рассказывает профессор Института фундаментальной медицины и биологии КФУРустем Хазипов. Эти процессы регулируются двумя нейромедиаторами. Нейромедиатор глутаминовая кислота отвечает за процессы возбуждения в мозге, а гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) – за процессы торможения. Но около 20 лет назад стало известно, что у детей нейромедиатор торможения ГАМК может также оказывать и возбуждающее действие на головной мозг. С этого времени наша группа исследует то, каким образом ГАМК возбуждает детские нейроны, почему это происходит, и какие имеет последствия для работы мозга».
Ученые КФУ проанализировали действие ГАМК в зависимости от того состояния, в котором находится мозг.
С определенным упрощением мозг человека может находиться в состоянии молчания и возбуждения, причем эти переходы происходят с определенной ритмичностью – например, во время глубокого сна мозг переходит из молчащего состояния в активное и обратно несколько раз за одну секунду, – объяснил Рустем Хазипов. – Казанские ученые показали, что у детей ГАМК оказывает возбуждающее действие на мозг, находящийся в состоянии молчания, а на мозг, находящийся в состоянии активности, – тормозящее действие.
«Мы вскрыли механизмы этого процесса, показали, как это происходит на клеточном уровне, – говорит Рустем Хазипов. – Кроме того, нами и другими группами было показано, что во взрослом мозге ГАМК переключается с торможения на возбуждение при большом количестве патологий – эпилепсии, постишемических состояний, травм головного мозга, боли, которая возникает в результате этих травм».
Такой возврат к ранним этапам развития во взрослом мозге с точки зрения тормозных процессов, по словам ученого, имеет очень сильное влияние на функционирование нейрональных сетей в мозге и лежит в основе таких процессов, как возникновение эпилептических разрядов. Потеря тормозного и возникновение возбуждающего действия ГАМК в мозге во время эпилепсии может быть одним из механизмов возникновения и течения этого заболевания.
Также Рустем Хазипов на простом примере пояснил, как результаты, полученные НИЛ «Нейробиология» в ходе фундаментальных исследований стоит учитывать в практической клинической работе.
Существуют лекарственные препараты, утвержденные Фармкомитетом РФ, а также американским FDA, которые в настоящее время широко используются в клиниках в качестве диуретиков. И эти же самые препараты оказывают хорошее противоэпилептическое воздействие, так как позволяют нормализовать действие ГАМК и избежать патологического возбуждения, что и было показано на модельных животных (мышах).
«В тоже время попытки использовать диуретики при лечении эпилепсии у новорожденных не увенчались успехом, потому что у детей начинала развиваться глухота, – рассказал ученый. – Если мама во время беременности будет применять это вещество, в ее случае оно будет вызывать мочегонный эффект, а в случае ребенка – мочегонный и возможно противоэпилептический эффекты, но также и пожизненную глухоту.
У меня есть серьезные подозрения, что очень большое количество проблем, которые мы имеем сегодня, – на популяционном уровне, с нарушением нервной системы, поведенческими нарушениями, ряд заболеваний психического плана могут быть связаны с тем, что, как говорил Менделеев, химия широко простирает руки свои в дела человеческие.
Мы видим увеличение количества используемых нами веществ, включая косметику, добавки в пищу, пестициды, которые могут быть совершенно безопасны для взрослого человека, но иметь катастрофическое воздействие на плод в случае, если вещество подействует в то время, когда происходит закладка нервной системы».
Результаты исследований опубликованы в Journal of Neuroscience – одном из центральных журналов в своей области, выпускаемых Society for Neuroscience – крупнейшим в мире неврологическим обществом. Исследовательская работа проходила в НИЛ «Нейробиологии» КФУ и частично во Франции – в Институте Нейробиологии Средиземноморья в Марселе.
