http://93.174.130.82/news/shownews.aspx?id=bdfa98ff-47de-4203-a032-ec103b34678c&print=1© 2024 Российская академия наук
Ученые из Института Теоретической и Экспериментальной биофизики РАН выяснили, какие изменения происходят с пирамидными клетками гиппокампа у животных после продолжительного судорожного приступа (эпилептического статуса) на модели височной эпилепсии, и испытали вещество, смягчающее его воздействие на клетки гиппокампа. Результаты этой работы были опубликованы в 2017 г. в журнале Epilepsy Research.
Эпилепсия - это распространённое психоневрологическое заболевание, имеющее хронический характер. Эта болезнь проявляется возникновением внезапных судорожных приступов - эпилептических припадков. Припадки возникают в результате возникновения в определенных участках головного мозга многочисленных очагов перевозбуждения. Если такой очаг локализуется в височной доле мозга, где располагается гиппокамп, то развивается так называемая височная эпилепсия. Гиппокамп — это часть мозга, которая отвечает за формирование краткосрочной памяти и последующий ее перевод в долгосрочную. При тяжелых формах височной эпилепсии и резистентности к лечению, больным удаляют гиппокамп, после чего пациенты становятся полностью неспособными к запоминанию новой информации. Гиппокамп состоит из нескольких слоев нервных клеток, основная масса которых представлена пирамидными нейронами. Именно поэтому изменения в этих нейронах после эпилептического статуса и изучали ученые из ИТЭБ РАН.
Для того чтобы вызвать у экспериментальных животных эпилептический статус, крысам вводили нейротоксин - каиновую кислоту, провоцируя, таким образом, развитие эпилептического очага. В зависимости от того, насколько сильно был эпилептический статус, исследователи выделили среди животных две группы. У первой группы крыс статус проявлялся конвульсивными судорогами. После таких судорог в гиппокампе у них погибало около 81.4 % пирамидных нейронов. У животных второй группы, с неконвульсивными судорогами, гибло около 72.9% нейронов гиппокампа. Ученые проверяли, как меняется ультраструктура выживших пирамидных нейронов гиппокампа «больных» животных по сравнению с такими же клетками здоровых крыс. Оказалось, что повреждаются многие важнейшие органеллы нервных клеток. Например, цистерны эндоплазматического ретикулума, в которых происходит синтез белков — процесс, жизненно важный для любой клетки, укорачивались или фрагментировались, в них исчезали рибосомы, а значит и останавливался синтез белковых молекул. Серьезные изменения происходили также с энергетическими станциями клеток - митохондриями. В них появлялись полости, нарушающие их структуру и, следовательно, функцию. Ядра пирамидных нейронов меняли свою форму; хроматин, несущий наследственную информацию клетки, смещался к их периферии. Дендриты - отростки нейронов, по которым происходит передача сигналов, укорачивались, а находящиеся внутри них микротрубочки дробились на отдельные части. В результате, даже те нервные клетки, которые выживали после состоявшегося эпилептического статуса, оказывались очень серьезно поврежденными.
Для того чтобы уменьшить повреждения нейронов после судорожного приступа, пущинские ученые предложили использовать вещество URB597, блокирующее активность фермента, разрушающего один из эндоканнабиноидов — анандамид. Термином "каннабиноиды" обозначают химические соединения, содержащиеся в конопле, а также их синтетические аналоги. В конце прошлого века в головном мозге млекопитающих были обнаружены вещества, обладающие сходными свойствами. Эндогенная каннабиноидная система поддерживает гомеостаз мозга, модулируя высвобождение веществ, возбуждающих и тормозящих нервные клетки. Одним из этих важных для функционирования мозга веществ является анандамид. Он активирует СB1 рецепторы, расположенные на нейронах центральной нервной системы и способствует снижению гиперактивности. Но в головном мозге также присутствует вещество, разрушающее анандамид — гидролаза амида жирных кислот (FAAH - fatty acid amide hydrolase inhibitor). Ученые предположили, что если заблокировать действие гидролазы, то воздействие анандамида продлится, что благоприятно отразится на нормализации электрической активности в мозге после судорожного приступа. «Для того, чтобы подтвердить это предположение, через 24 часа после состоявшегося эпилептического статуса, мы вводили крысам ингибитор гидролазы URB597, - рассказывает доктор биологических наук, заведующая Лабораторией системной организации нейронов Валентина Федоровна Кичигина. - Такой длительный временной интервал был выбран по той причине, что пациенты, страдающие этим недугом, зачастую не могут получить лечение непосредственно после приступа».
Оказалось, что для группы животных с неконвульсивными судорогами введение URB597 дало заметный положительный результат: гибло меньше нейронов гиппокампа (37.4% по сравнению с 81.4%), а ультраструктура выживших клеток была подобна таковой у здоровых животных. К сожалению, у животных с более сильно эпилептическим статусом такого эффекта от применения ингибитора гидролазы не наблюдалось, хотя также были отмечены некоторые положительные изменения в структуре нейронов по сравнению с таковой в группе животных без применения URB597. Достоверность полученных нейрофизиологами данных показал множественный статистический анализ, проведенный сотрудником Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» Натальей Матвеевой.
«Использование нашего препарата или его аналогов может способствовать разработке нового подхода для лечения височной эпилепсии», - комментирует это исследование Валентина Федоровна Кичигина. Разработка новых стратегий лечения фармакологически резистентных форм эпилепсии может помочь уменьшить повреждения, наносимые клеткам мозга во время приступов, и открывает новые возможности для терапии этого заболевания.
Работа поддержана грантом РФФИ, № 15-04-05463, а также региональным грантом “р-центр-а” № 14-04-03607.
Источник: Irina B. Mikheeva, Liubov Shubina, Nataliya Matveeva, Luybov L. Pavlik, Valentina F. Kitchigina. Fatty acid amide hydrolase inhibitor URB597 may protect against kainic acid–induced damage to hippocampal neurons: Dependence on the degree of injury. Epilepsy Research 137 (2017) 84–94. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920121117300323
Татьяна Перевязова - пресс-службой ИТЭБ РАН