КЛЮЧ К ЭПИЛЕПСИИ

Российские ученые установили возможный способ предотвращения рецидивов эпилептических припадков после первого приступа

Российские биологи совместно с их французскими коллегами выявили возможный способ предотвращения развития рецидивов эпилептических припадков после первого приступа. Об этом рассказал в своем интервью представитель Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН кандидат биологических наук Антон Мальков, команда которого обнаружила, что единичные судорожные приступы приводят к значительным нарушениям в потреблении глюкозы. Добавление конечного продукта расщепления глюкозы приводит к нормализации ситуации.

Исследования в данном направлении проводятся при поддержке Французского Национального Исследовательского Агентства “Metanex”, Ассоциации по болезни Альцгеймера и Российского научного фонда.

Команда ученых ИТЭБ РАН много лет изучает последствия различных травм головного мозга и различных нарушений мозговой деятельности, приводящих к развитию эпилептических припадков. Исследователи двигаются в направлении поиска метаболических механизмов нейродегенеративных заболеваний, при которых в мозге нарушается потребление глюкозы.

В 2016 году был проведен эксперимент, который продемонстрировал, что эпилептические припадки возникают в том случае, если нейронам начинает резко не хватать глюкозы. Развитие данных припадков биологи смогли подавить, используя пировиноградную кислоту (пируват), продукт разложения глюкозы. «В нашей лаборатории на крысах in vivo было показано, что развитие гипометаболизма ведет к развитию судорожной активности – состоянию схожему с эпилепсией. Мы впервые доказали, 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» — рассказывает научный сотрудник Лаборатории системной организации нейронов Антон Мальков.

При появлении большого количества кислоты нейроны «полагают», что им не хватает пищи, и включают «режим «энергосбережения», что предотвращает развитие эпилептических приступов, в ходе которых нейроны сжигают большое количество энергии. То есть добавление пирувата приводит к снижению негативных последствий от припадков. Мальков предполагает, что похожие принципы срабатывают и в случаях развития нейродегенеративных болезней или при появлении тяжелых травм головного мозга. «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».

Ученые в ходе исследования подготовили несколько срезов головного мозга лабораторных мышей и вызвали в них аналог эпилептического припадка при помощи аминопиридина. Наблюдая за изменениями в работе нейронов непосредственно в момент «события» и в первые минуты после него, ученые пытались выявить причину того, почему подобные припадки случаются сериями. Было установлено, что нарушения в потреблении глюкозы не исчезали даже спустя час и полтора часа после завершения припадка. Это свидетельствует, что даже одиночные события такого рода серьезно меняют работу нейронов и их метаболизм. При этом нейроны становились особо чувствительны к сигналам своих «соседей», накапливали большое количество перекиси водорода и других агрессивных молекул, тем самым еще сильнее подавляя потребление глюкозы. Таким образом, нейроны становились более склонными к рецидивирующим вспышкам эпилепсии. Указанные нарушения подавлялись при помощи пирувата. Даже минимальные дозы кислоты существенно снижали вероятность повторных приступов, нормализовали глюкозный метаболизм и очищали клетку от агрессивных молекул.

Источник: ИТЭБ пресс / Пущинские ученые исследуют связь между нарушением метаболизма мозга и развитием судорожной активности