Недавнее исследование, проведенное учеными из Университета Манитобы, может привести к принципиально новым методам лечения и улучшить диагностику таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, инсульт, эпилепсия и диабет.
Доктор. Крис Андерсон и его команда исследовали изменения кровотока в мозге живых мышей. Результаты были опубликованы в мае престижным журналом Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Андерсон, профессор кафедры фармакологии и терапии Медицинского колледжа Макса Рэди и директор программы нейробиологических исследований Института передовой медицины Клейсена, сказал, что одной из наиболее фундаментальных особенностей нормальной функции мозга является то, что кровоснабжение естественным образом увеличивается, когда это нужно больше всего. Этот процесс не работает должным образом при многих заболеваниях головного мозга и вызывает постепенное голодание важных областей мозга.
"Появляется все больше свидетельств того, что нарушение регуляции мозгового кровотока является дефектом, лежащим в основе многих из наиболее разрушительных заболеваний головного мозга, включая деменцию, эпилепсию, а также постинсультные и постконтузионные синдромы," он сказал. "Таким образом, существует захватывающий потенциал того, что открытия в этой области могут привести к улучшенным вариантам диагностики и лечения, которые помогут добиться лучших результатов при многих заболеваниях."
Андерсон, автор статьи, озаглавленной Эндотелиальные рецепторы NMDA, опосредуют зависимые от активности гемодинамические ответы мозга у мышей, сказал, что молекулярная и клеточная природа этого нарушения регуляции кровотока плохо изучена. Его лаборатория сосредоточена на обнаружении того, как активные клетки мозга взаимодействуют с кровеносными сосудами головного мозга, чтобы дать им команду впустить больше крови в активные области.
Адам Хоган-Канн, доктор медицинских наук.D. студент и ведущий автор статьи, сказал, что лаборатория Андерсона ранее идентифицировала белок (рецепторы NMDA) в клетках, выстилающих кровеносные сосуды в головном мозге, который, по-видимому, важен для контроля расширения сосудов и регулирования кровотока. Пинг Лу, научный сотрудник, является соавтором статьи.
Перед исследованием Андерсон сказал, что у них есть подсказки о том, что эндотелиальные клетки (клетки, которые формируют оболочки кровеносных сосудов) имеют рецепторы NMDA, которые могут инициировать сигналы, которые приводят к увеличению диаметра сосудов. Эти результаты были опубликованы с использованием изолированной мозговой ткани мышей. Никто никогда не наблюдал этого у живого животного.
Итак, Андерсон и его команда генетически сконструировали мышей, чтобы удалить рецепторы NMDA в эндотелиальных клетках. Исследователи хотели выяснить, была ли реакция кровотока с рецепторами NMDA или без них. Затем исследовательская группа имплантировала пластиковый держатель на черепа мышей и с помощью небольшой дрели создала окно в их мозг.
Мозговый кровоток по отдельным сосудам наблюдался в головном мозге бодрствующих мышей с помощью микроскопа. Чтобы активировать нейроны, чтобы увидеть, изменился ли кровоток, они продували струю воздуха на отдельные усы, что запускало активность в мозгу.
"Результаты ясно показали, что животные с эндотелиальными рецепторами NMDA нормально реагировали на стимуляцию усов, в то время как животные без них имели резко сниженную реакцию кровотока," Андерсон сказал. "Это означает, что этот белок играет важную роль в ответах мозгового кровотока на естественную активность мозга."
Хоган-Канн сказал, что, хотя их гипотеза верна, он был удивлен величиной эффекта.
"Это просто как-то укоренило идею о том, что это действительно что-то важное, на что раньше не обращали внимания," Хоган-Канн сказал.
По словам Хоган-Канн, поскольку это снижение кровотока участвует во многих различных заболеваниях, поражающих мозг, это споры о курице и яйце. По его словам, есть изменения в кровотоке, которые происходят задолго до того, как болезнь будет распознана.
Теперь, когда исследователи знают, что происходит, когда они удаляют рецептор NMDA, следующий шаг команды в своем исследовании – сосредоточиться на понимании того, как работают рецепторы.
"В некоторых отношениях мы идем впереди," Андерсон сказал.