Как защищается мозг во время судорог, исследуют ученые из Пущино

Поиск подходов для лечения эпилепсии остается актуальным, ведь это заболевание широко распространено и часто не поддается лечению. Некоторые лекарства от эпилепсии врачи используют десятки лет, не зная в точности, как они работают. Далеко не все известно об изменении биохимических параметров мозга во время эпилептического припадка. К примеру, в последнее время получены данные о важной роли липидов, в том числе жирных кислот, в мозге больного. Особое внимание привлекают омега-3 и омега-6 жирные кислоты, о которых слышали даже далекие от медицины люди. Эти вещества полезны для здоровья, они защищают организм от стресса, поэтому их используют в пищевых добавках. В мозге очень много жирных кислот, в том числе омега-3 и омега-6. В научной литературе имеются сведения о роли отдельных жирных кислот, как в механизмах развития судорог, так и в противосудорожных процессах. Но в целом вопрос изучен мало. Поэтому сотрудники из трех научных организаций — кандидат химических наук Александр Ариповский из ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии (Оболенск), кандидат биологических наук Татьяна Кулагина из лаборатории внутриклеточной сигнализации Института биофизики клетки РАН (Пущино) и кандидат биологических наук Татьяна Савина из лаборатории экспериментальной нейробиологии Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) — объединили усилия, чтобы выяснить роли жирных кислот при эпилепсии. А для этого важно знать, как изменяется состав основных жирных кислот и какова взаимосвязь этих изменений во времени и после судорожной активности.

Александр Ариповский — высококлассный специалист в области газовой хроматографии липидов, изучает их изменения при различных патологиях. Газовая хроматография позволяет с большой точностью определять состав и количество жирных кислот в биологических образцах. Кулагина Татьяна много лет изучает изменения липидов в клетках и тканях животных при воздействии повреждающих факторов. Татьяна Савина — нейрофизиолог, уже много лет исследует биохимические изменения в мозге при развитии судорог.

Ученые экспериментировали на крысах линии Крушинского-Молодкиной, которые генетически чувствительны к судорогам. Чтобы вызвать у животных припадок, использовали сильный звук. По сути, ученые смоделировали рефлекторную эпилепсию, которая хоть и очень редко, но встречается у людей. Затем подопытных крыс усыпляли, извлекали мозг, препарировали, выделяя слуховую кору, и отправляли на анализ. Слуховая кора — это часть мозга, входящая в состав слухового анализатора, и она затрагивается при судорогах. Сам центр развития судорог на этой модели находится в нижних буграх четверохолмий среднего мозга животных. Анализ показал, что в слуховой коре мозга крыс после судорог содержание липидов немного, но устойчиво росло. К нормальному уровню они возвращались только через две недели. Как предполагают исследователи, жирные кислоты участвуют в противосудорожных механизмах, защищая мозг от последствий судорог.

«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», — пояснила пресс-службе ИТЭБ РАН Татьяна Савина.

В следующей работе ученые выяснили, что концентрация липидов изменяется и в зубчатой фасции гиппокампа крыс, а значит, противосудорожные механизмы включаются и там.

«В обеих работах мы увидели, что растет содержание докозагексаеновой кислоты, которая относится к омега-3 жирным кислотам и является предшественником синтеза нейропротектина D1. Он защищает клетки от гибели при стрессе. Вот почему мы считаем, что наблюдали противосудорожный механизм в мозге», — уточнила Татьяна Савина. «Наша работа вызвала определенный интерес, ее быстро напечатали в отечественном журнале, а недавно опубликовали в переводной версии», — рассказала Татьяна Кулагина.

Авторы работы подчеркнули, что их исследование — в самом начале, им удалось описать явление, о практическом применении которого говорить пока рано. Только дальнейшие исследования позволят проверить, относятся ли наблюдаемые изменения к врожденным защитным механизмам, которые запускаются во время судороги. Тогда уже можно думать, как использовать эти результаты в медицине.

Источники:

Kulagina, T. P., Aripovskii, A. V., Savina, T. A., Shchipakina, T. G., & Godukhin, O. V. (2017). Dynamics of Changes in the Fatty Acid Composition of the Auditory Cortex of the Brain in Rats after Single Audiogenic Convulsions. Neuroscience and Behavioral Physiology, 47(2), 168-172.
https://link.springer.com/article/10.1007/s11055-016-0381-z
Кулагина, т., Ариповский, а., Савина, т., & годухин, о. (2016). Влияние аудиогенных судорог на динамику изменения жирнокислотного состава зубчатой фасции гиппокампа крыс линии крушинского—молодкиной. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 161(2), 201-204.
http://elibrary.ru/item.asp?id=25449116
Кулагина Т.П., Ариповский А.В., Савина Т.А., Щипакина Т.Г., Годухин О.В. Динамика изменения жирнокислотного состава в слуховой коре головного мозга крыс после однократной аудиогенной судороги. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2015. Т. 101. № 9. С. 999-1006.
http://elibrary.ru/item.asp?id=24004175
Татьяна Перевязова, пресс-секретарь ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru