Цивилизация
Умственные нарушения при эпилепсии — важная проблема неврологии. Ученые института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН изучили патофизиологические особенности сопутствующих расстройств мозговых функций в экспериментах на животных и клеточных культурах. Они подтвердили свою теорию о вовлеченности в развитие и протекание болезни глутаматэргической системы, регулирующей множество процессов нервной системы. Результаты научной работы откроют новые возможности диагностики и лечения эпилепсии. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.
Эпилепсия — одно из самых распространенных неврологических нарушений. Клинические проявления делятся на три группы: кратковременные судорожные или бессудорожные припадочные состояния (пароксизмы); острые, затяжные и хронические эпилептические психозы; изменения личности — характерологические и интеллектуальные. Наследственная или генетическая, в различных форма эпилепсия, по данным ВОЗ, диагностирована примерно у 50 миллионов человек по всему миру. Но даже с помощью действенных медикаментозных препаратов примерно в 30% случаев эпилептические припадки полностью остановить не удается. Это приводит к физиологическим нарушениям, снижающим умственные способности.
Такие расстройства вызваны сильными вспышками активности нейронов в сером веществе коры головного мозга. Позднее диагностирование эпилепсии у ребенка или подростка (в 5-16 лет, когда протекают основные процессы развития познавательных и мыслительных функций) приводит к ухудшению памяти и умственной работоспособности, нарушению речи и зрения. Сами приступы могут сопровождаться головной болью и потерей сознания.
Изменения со стороны высших психических, умственных функций в наибольшей степени наблюдаются при лобной и, особенно, височной эпилепсии, в наименьшей — при теменной и затылочной. Однако, несмотря на существующий прогресс в понимании патофизиологии болезни, многие ее аспекты все еще остаются неясными.
Ученые института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН решили выяснить, что лежит в основе когнитивных расстройств при эпилепсии: «Если мы поймем причины, то сможем попытаться найти мишени для фармакологического воздействия на эпилептический очаг и для предотвращения когнитивных нарушений после перенесенного судорожного припадка», — рассказал руководитель лаборатории молекулярных механизмов нейронных взаимодействий, доктор биологических наук Алексей Зайцев.
Исследователи выдвинули гипотезу, что особую роль в развитии височной эпилепсии играет нарушение функции так называемой глутаматергической системы, с помощью которой в мозге происходит регуляция многих процессов. Глутаминовая кислота (Glu) – главный возбуждающий нейромедиатор. Усиливая в нашем мозге проведение нервного импульса от нейрона к нейрону, глутамат участвует в таких умственных функциях, как обучение и память, зрение, слух, движение. Постоянный спутник глутамата — гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), выполняющая противоположную роль — тормозного нейромедиатора. Вместе пара «глутамат – ГАМК» создает баланс возбуждения и торможения в центральной нервной системе. Например, торможение нервных сигналов, контролируемых ГАМК, позволяет мозгу не перегружаться и целенаправленно решать поставленные перед ним задачи. Недостаточная активность ГАМКергических нейронов, а также нарушение баланса Glu и ГАМК могут стать причиной эпилепсии.
«Мы занялись изучением функциональных изменений глутаматергической синаптической передачи при экспериментальной эпилепсии. Исследовали патофизиологические механизмы судорожных состояний, профилактическое и противосудорожное действие веществ, воздействующих на глутаматные рецепторы. Исследования проводили с использованием моделей эпилепсии in vitro (опыты «в пробирке») и in vivo (на экспериментальных животных)», — сообщил Алексей Зайцев.
Научный проект проходил в два этапа. На первом ученые выяснили, что глутаматергическая система широко вовлечена в реализацию судорожных состояний. К этому выводу их привел ряд экспериментов. Сначала исследователи прибегли к методу обратной транскрипции и последующей полимеразной цепной реакции (передача информации от РНК к ДНК), затем провели электрофизиологические эксперименты на срезах мозга, полученных у контрольных животных и применили математическое моделирование эпилептической активности.
Следующая задача — сосредоточиться на изучении специфической роли глутаматергической системы в возникновении умственных нарушений при эпилепсии в раннем возрасте. Здесь ученые планируют уделить особе внимание метаботропным глутаматным рецепторам (передают внешний химический сигнал внутрь клетки) и исследуют значение нейровоспалительных процессов в этой системе.
Комплексное исследование будет проводится с использованием молекулярно-биологических, электрофизиологических, гистологических, фармакологических и поведенческих методов. Сначала ученые на модельных животных изучат механизмы поражения мозга и связанные с этим нарушения, потом проведут электрофизиологические эксперименты на срезах височной коры мозга человека. Ткань будет получена при хирургическом удалении эпилептических очагов у маленьких пациентов с височной эпилепсией. Новые данные помогут разработать экспериментальное лечение, которое будет воздействовать на ионотропные (отвечают за синоптическую передачу сигналов в мозге) и метаботропные глутаматные рецепторы, а также рецепторы, вызывающие в организме воспалительные реакции.
Эффективность комплексной терапии ученые исследуют на основе целого ряда показателей: выживаемости животных, возможности предотвращения спонтанных судорог, восстановления свойств долговременной синаптической пластичности — способности запоминать и обучаться. С помощью этих данных ученые сумеют разработать действенные фармакологические технологии. Они помогут предотвращать поражения мозга при эпилепсии и останавливать когнитивные нарушения, развивающиеся при судорожных состояниях.
