В настоящее время, по мере увеличения продолжительности жизни (и пенсионного возраста) все более актуальной становится проблема нейродегенеративных заболеваний, при которых наблюдается прогрессирующая гибель определенных групп нервных клеток и одновременно — постепенно нарастающее истощение (атрофия) соответствующих отделов головного и/или спинного мозга. Помимо возрастных нарушений, особое значение имеют нейродегенеративные расстройства, приобретенные вследствие травматического, гипоксического или токсического воздействия и связанные с развитием судорожной активности. До сих пор лечение болезней Альцгеймера, Паркинсона, эпилепсии и др. остается лишь симптоматическим. Важность исследований, направленных на уточнение молекулярных механизмов развития нейродегенеративных заболеваний и на развитие способов нейропротекции не вызывает сомнений.

Ученые из Пущино, совместно с коллегами из Франции, проводят поиск метаболических механизмов нейродегенеративных заболеваний, при которых в мозге нарушается потребление глюкозы. Результаты их исследований опубликованы в августовском номере журнала Neurobiology of Disease.

«Ранее в нашей Лаборатории на крысах in vivo было показано, что развитие гипометаболизма ведет к развитию судорожной активности — состоянию схожему с эпилепсией. В данной работе впервые было показано, что индукция единичных судорожных разрядов на переживающих срезах мозга мышей, уже спустя 1 час приводит к существенным нарушениям (снижению) потребления глюкозы. Таким образом, предполагается, что нарушение метаболизма после генерации единичных судорожных разрядов, по принципу положительной обратной связи ведет к увеличению вероятности генерации последующих судорог, еще большему нарушению метаболизма и усугублению нейропатологии. Добавление конечного продукта расщепления глюкозы — пирувата в инкубационную среду приводило к нормализации (повышению) потребления глюкозы» — рассказал пресс-службе ИТЭБ РАН автор статьи научный сотрудник Лаборатории системной организации нейронов, кандидат биологических наук Антон Мальков.

Предположительный механизм влияния пирувата на ...

Предположительный механизм влияния пирувата на утилизацию глюкозы после судорог. Рисунок предоставлен авторами статьи.

Т.е. добавление пирувата приводило к снижению негативных последствий от припадков. Если сопоставить полученные результаты с тем, что происходит у людей при эпилепсии, можно предположить, что после единичного эпизода судорог, будет происходить нарушение потребления глюкозы клетками мозга, которое в свою очередь будет повышать вероятность возникновения последующих судорожных эпизодов. Однако, если на стадии первичного нарушения метаболизма удастся восстановить потребление глюкозы (например, за счет введения пирувата, как было сделано в данной работе) можно ожидать снижение вероятности генерации последующих судорог! Данный проект является шагом к разработке и применению нового метаболического препарата при эпилепсии.

Установка для регистрации электрической и метаб...

Установка для регистрации электрической и метаболической активности срезов мозга. Фото пресс-службы ИТЭБ РАН.

Работа поддержана грантом Французского Национального Исследовательского Агентства “METANEX” (ANR-2010-BLAN-1443-01), исследовательским грантом Ассоциации по болезни Альцгеймера NESAD-12-242486 и грантом Российского научного фонда №17-75-20245.

Источник:

Malkov A., Ivanov A.I., Buldakova S., Wassem T., Popova I., Zilberter M., Zilberter Yu. Seizure-induced reduction in glucose utilization promotes brain hypometabolism during epileptogenesis. Neurobiology of Disease, V. 116, August 2018, Pages 28-38. Available online 27 April 2018.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969996118301244

Материал подготовила:

Алсу Дюкина

Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru,

Пресс-релизы ИТЭБ РАН: http://web.iteb.psn.ru/press-release.htm