Томские ученые выяснили, как организм спасает центр памяти при ишемии мозга

Нейробиологи Томского госуниверситета проанализировали процессы, происходящие при тотальном нарушении кровоснабжения головного мозга в отделе, который называют «менеджером памяти» — гиппокампе. Выяснилось, что его пытаются спасти иммунные клетки центральной нервной системы.

«Несмотря на важность повреждения гиппокампа, особенности повреждений этого отдела при остановке сердца у людей и время появления этих повреждений плохо изучены, — говорит один из авторов статьи сотрудник лаборатории нейробиологии ТГУ Татьяна Ананьина. — Мы проследили эти изменения на модели тотальной ишемии у крыс, которые перенесли остановку сердца продолжительностью семь минут. Самые серьёзные нарушения происходят именно в гиппокампе, поскольку в эту зону приходит возбуждение от огромного количества нейронов из других областей мозга».

Гиппокамп отвечает за процесс запоминания значимой информации. Иногда его называют «менеджером памяти». От состояния этого отдела зависит формирование эмоций, навигация и многое другое. Сличая новые сигналы с воспоминаниями, которые хранятся в гиппокампе, мозг принимает решение, стоит ли запоминать новую информацию.

«Наряду с тем, что было прогнозируемо (гибель нейронов, воспаление и т.д.), мы зафиксировали снижение уровня содержания миелина — важной составляющей нервных волокон, от состояния которой зависит скорость распространения электрических импульсов между нейронами, — говорит заведующая лабораторией нейробиологии ТГУ Марина Ходанович. — При тотальном нарушении кровоснабжения головного мозга из разных его отделов в гиппокамп поступают многочисленные сигналы SOS. Принимающие их нейроны не справляются, перегрузка приводит к их гибели».

Однако, организм пытается предотвратить это, и в ситуацию вмешивается микроглия — иммунные клетки мозга, которые не только борются с патогенами и поглощают остатки погибших клеток, но и обеспечивают его пластичность. У грызунов, перенесших в эксперименте тотальную ишемию, клетки микроглии приобрели специфичный вид — они вытянулись в палочковидную форму и расположились вдоль миелинизированных отростков.

Предположительно, микроглия такой формы разрушает синаптические контакты для того, чтобы разъединить нейронную сеть и остановить поток внешних сигналов, избыток которых чреват гибелью нейронов в центре памяти.

«Известно, что микроглия способна прерывать связь между нейронами и перестраивать нейронные связи. Такой процесс, например, происходит при взрослении человека, но в случае с ишемией головного мозга применительно к защите гиппокампа эта функциональная возможность пока не изучена, — говорит Марина Ходанович. — Исследования показали, что на 10 сутки после временной остановки кровообращения, микроглия ещё предпринимает попытки защищать гиппокамп, а на 30 уже нет. На этом сроке они занимаются только расчисткой — утилизацией статков погибших клеток».

Вместе с тем учёным удалось проследить и другие изменения, которые происходят в зоне повреждения. На 30 сутки здесь отмечается значительное увеличение предшественников олигодендроцитов — клеток, которые обеспечивают миелинизацию.

Повзрослев, олигодендроциты начинают работать над восстановлением миелина у оголенных аксонов — отростков, по которым передаются импульсы от одних нейронов к другим. фундаментальные данные, полученные учёными, в перспективе могут послужить основой для создания новых подходов к терапии пациентов, перенесших остановку сердца или мозговой инсульт.

Полученные в ходе исследования новые фундаментальные данные важны для формирования эффективных подходов профилактики ишемии головного мозга у людей из группы риска, например, с тяжёлыми кардиопатологиями. Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом журнале «International Journal of Molecular Sciences».

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».