Стресс убивает один из типов нейронов, влияя на кровоток
Точные причины нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и деменция, до сих пор остаются неясными, известно, что одним из характерных признаков пораженного мозга является ухудшение кровоснабжения. Основываясь на этом факте, исследователи из Университета штата Пенсильвания выявили, что редкий тип нейронов, особенно чувствительный к стрессу и тревожным состояниям, играет ключевую роль в регулировании мозгового кровотока и согласовании активности нейронов у мышей.
Ученые установили, что гибель нейронов nNOS первого типа – которые составляют менее 1% из примерно 80 миллиардов клеток мозга и разрушаются под воздействием сильного стресса – приводит к заметному снижению кровотока и электрической активности в мозге. Это открытие демонстрирует важность данного типа нейронов для нормального функционирования мозга, в том числе и у человека. Результаты исследования были опубликованы в журнале eLife.
Чтобы изучить последствия отсутствия нейронов nNOS первого типа, исследователи Университета штата Пенсильвания вводили мышам комбинацию сапорина – токсичного белка, способного уничтожать клетки – и короткой цепочки аминокислот, или пептида, который распознает и связывается с определенными генетическими маркерами, характерными для нейронов nNOS первого типа. Эти маркеры позволяют точно идентифицировать нужный тип нейронов, благодаря чему сапорин можно доставить именно к ним, не повреждая другие клетки мозга. Команда впервые применила этот метод для целенаправленного удаления именно этих нейронов. Хотя мозг мыши не полностью идентичен человеческому, его физиология, включая состав и типы нейронов, во многом схожа, что позволяет делать выводы, которые, вероятно, имеют отношение и к человеческому мозгу.
После введения инъекций мышам ученые фиксировали изменения мозговой активности и поведенческих реакций, таких как расширение зрачков и движение усиков. Команда смогла наблюдать кровеносные сосуды мозга с микроскопической точностью – примерно в 100 раз меньше толщины человеческого волоса. Для отслеживания электрических сигналов в мозге использовались электроды и современные методы визуализации. Ученые отметили, что у мышей наблюдалось не только снижение кровотока, но и ослабление нейронной активности по всему мозгу, что свидетельствует о ключевой роли нейронов nNOS первого типа в координации работы других нейронов. Более того, уменьшение кровоснабжения и нейронной активности было особенно выражено во время сна, что указывает на возможную роль этих нейронов в поддержании функций мозга в ночное время.
Совершенствование этой методики даст ученым надежный и негенетический инструмент для более глубокого изучения нейронов nNOS первого типа и последствий их утраты. Хотя пока преждевременно утверждать о прямой связи между снижением количества этих нейронов и повышенным риском развития болезни Альцгеймера или деменции.
