Гурарий Н. М.

Оптимизация диагностики транзиторных ишемических атак.

Автореферат кандидатской диссертации. Екатеринбург.

http://vak.ed.gov.ru/dis-details?xPARAM=100035971:100

Проведенные в 2016 году исследования дают нам новые представление о ночной жизни синапсов. Обе работы, опубликованные в Science,  демонстрируют значительные изменения в структуре и в молекулярных механизмах работы синапсов во время сна у мышей.

Сегодня ключевая функция сна остается дискуссионным вопросом. Некоторые предполагают, что он необходим для восстановления нервных клеток и предотвращает чрезмерный износ нейронов. Другие уверены, что сон участвует в механизме формирования долговременной памяти.

Также популярна идея, что сон делает синаптические связи слабее. Это происходит в противовес усилению синаптических контактов, которое наблюдается днем и обеспечивает лучшую передачу информации между клетками. Ослабление синаптических связей выступает своего рода поддержкой процессам, происходящим в самом нейроне.

В первом исследовании Луиза де Виво (Luisa de Vivo) с коллегами выполнили электронную микроскопию ткани головного мозга мыши, чтобы восстановить трехмерные изображения дендритных шипиков на нейронах.

Изучив тысячи таких изображений, ученые показали, что синапсы сжимаются во время сна мышей, о чем свидетельствует уменьшение площади между концом нейрона и выступающим от него шипиком, а в течение следующего периода бодрствования синапсы возвращаются к исходному состоянию.

Во второй работе Грэм Диринг (GramH. Diering) и его коллеги исследовали механизм ослабления синапсов во время сна. Они обнаружили, что ген под названием Homer1a, усиленно экспрессирущийся в бодрствующих нейронах, ответственен за синтез специфичного белка, который реконструирует молекулярный сигнальный комплекс. Этот сигнальный комплект необходим для управления работой синапса. И синтез этого белка у мышей во время сна снижается.

Текст: Анастасия Тихомирова

Источник

У некоторых веществ, входящих в состав каких-либо внутриклеточных процессов, иногда обнаруживаются весьма интересные и неожиданные функции. Например, у белка нестина – компонента цитоскелета в астроцитах, как выяснили шведские исследователи, эта функция – в торможении развития новых нейронов. Подробности этого опубликованы в журнале Cerebral Cortex.

Споры о том, появляются ли новые нейроны в мозге взрослого человека, с новой силой возобновились с марта 2018 года – с того момента, как вышла статья, «громящая» нейрогенез. Тем не менее в «животном» нейрогенезе сомневаться не приходится, и ученые работают над тем, чтобы разгадать его регуляторные цепочки – возможно, если механизм будет известен досконально, получится кое-что использовать и у людей.

Международная группа исследователей во главе с учеными из Sahlgrenska Academy в Гетеборгском университете (Швеция) обратила внимание на то, как на окружающие клетки могут воздействовать филаментные белки, в частности, нестин.

«Промежуточные филаментные белки, или нанофиламентные белки, как их иногда называют, представляют собой важные стрессовые белки, которые во многих типах клеток выступают в качестве кризисных командных центров во время клеточного стресса и становятся мишенями при многих заболеваниях. Они также связаны с контролем дифференцировки клеток, и в головном или спинном мозге их регуляция может стать новым подходом для улучшения пластичности мозга и запуска регенерации при инсульте, травме или нейродегенеративных заболеваниях», — считает Милош Пекни (Milos Pekny), руководитель исследования.

ченые вывели специальных мышей с отключенным геном, кодирующим нестин, и выяснили, что у них нарушалась память из-за того, что начинало образовываться слишком много новых, молодых нейронов, которые не успевали функционально интегрироваться в существующие нейронные схемы. Оказалось, что сам нестин непосредственно не оказывает действие на производство новых нейронов, но влияет на него косвенно.

Сам нейрогенез регулируют астроциты, которые формируют среду для новых нейронов. И теперь известно, что нестин, находясь в астроцитах, регулирует сигналы Notch, которые подавляют нейрогенез, чтобы не было слишком интенсивного образования новых клеток. Если же нестина оказывалось недостаточно, нейрогенез чрезмерно активировался, из-за чего страдала долговременная память.

Так что теперь, когда очередные звенья этого механизма стали известными, можно воспользоваться знаниями и во благо человека. Если все-таки в нашем мозге возможно производство новых нервных клеток.

Текст: Анна Хоружая

Источник

Уже давно известно, что люди с двумя копиями гена аполипопротеина E4 (ApoE4) в возрасте старше 65 лет больше подвержены болезни Альцгеймера, чем остальная часть населения. Учёные из Института Салка выявили молекулярную связь между геном ApoE4 и накоплением белка, который связан с болезнью Альцгеймера, и эта связь, возможно, способна объяснить механизм развития заболевания у людей с двумя копиями гена ApoE4. Исследование опубликовано в 2016 году в Journal of the American Chemical Society.

Существует три модификации аполипопротеина E:  ApoE2, ApoE3 и ApoE4. Все белки ApoE выполняют нормальные физиологические функции в организме: транспорт жиров, холестерина и витаминов по телу, а также в мозг. Мутация в ApoE4 представляет собой четко установленный генетический фактор риска для позднего начала болезни Альцгеймера. В предыдущих исследованиях ученые предположили, что ApoE4 может влиять на то, как мозг избавляется от бета-амилоида, однако, что именно происходит на молекулярном уровне, не было ясно.

Для того, чтобы найти белок, ответственный за распад ApoE4, ученые сделали скрининг тканей и обнаружили фермент, который называется HTRA1. При сравнении уровня распада ApoE4 с ApoE3 при помощи фермента HTRA1 исследователи установили, что фермент лучше «обрабатывает» ApoE4 нежели ApoE3,  разрушая его на более мелкие, менее стабильные фрагменты. Этот факт позволяет предположить, что люди с геном АpoE4 могли иметь меньше аполипопротенов Е в целом в клетках, а в мозге — больше продуктов распада белка.

«Люди думали о тау или бета-амилоидах как вещах, которые вызывают болезнь Альцгеймера, но это исследование говорит нам о том, что нужно думать больше о белках, которые могут повлиять на тау или бета-амилоид через биохимические пути»,  — сказал один из авторов исследования.

Результаты нужно проверить и подтвердить в исследованиях на животных, прежде чем ученые могут быть уверены, что HTRA1 — действительно связующее звеном между ApoE4 и болезнью Альцгеймера у людей. Но если они верны, то они могли бы привести к лучшему пониманию недуга и появлению потенциально новых стратегий лечения.

Текст: Алексей Паевский

Источник

Российские нейробиологи выяснили, что тревожно-депрессивное расстройство у мышей связано с нарушениями энергетического обмена в мозге. Полученные данные помогут по-новому взглянуть на механизм развития депрессии и других психоэмоциональных заболеваний. Результаты работы опубликованы в BMC Neuroscience. Исследование выполнено при поддержке РНФ.

«Результаты этого исследования подтверждают выводы наших предыдущих работ, – говорит Наталия Кудрявцева, заведующая сектором нейрогенетики социального поведения Института цитологии и генетики СО РАН, в котором проводилось исследование. – Значит, психоэмоциональные нарушения из-за постоянных социальных конфликтов вызывают серьезную дисфункцию митохондрий в мозге. Последствия этих нарушений могут наблюдаться при многих неврологических и психоэмоциональных заболеваниях, в том числе депрессии, биполярном расстройстве и шизофрении. Подробное изучение механизмов развития митохондриальной дисфункции может дать ключ к новым методам лечения этих болезней».

Всемирная организация здравоохранения утверждает, что 5 из 10 основных причин нетрудоспособности в большин­стве стран мира имеют отношение к психическим и поведенческим расстройствам. До 95% людей, страдающих депрессией, имеют диагноз тревожного расстройства.

Существовала гипотеза, что развитие психических болезней, таких как депрессия, биполярное расстройство и шизофрения, связано с дефектами митохондрий. Эти «энергетические станции» клеток отвечают за образование молекул АТФ, необходимых для большинства реакций в живых организмах. Дефекты митохондрий появляются как из-за врожденных мутаций, так и из-за неблагоприятных внешних условий. В последнем случае может нарушаться экспрессия (работа) генов митохондрий, не содержащих никаких мутаций. Если ген работает слабо, то кодируемого им белка образуется меньше нормы. Если работа гена повышена, то в клетках появляется слишком много белка.

Работа одних и тех же генов различается в разных органах и в мозге. Нейробиологи из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН провели эксперимент на смоделированной у мышей депрессии, чтобы узнать, сопутствуют ли психоэмоциональным нарушениям у животных дефекты в работе митохондрий в разных отделах мозга.

Исследователи выбрали для изучения подсемейство генов Slc25a*. Гены этой группы кодируют многочисленные белки-переносчики, расположенные на внутренней оболочке митохондрий. Каждый из белков отвечает за перенос в митохондрии и обратно определенного вещества. Всего в исследовании сравнивалась работа 47 генов.

Эксперимент проводился на самцах мышей. Ученые использовали модель депрессии, вызванной хроническими социальными конфликтами. Эту модель раньше разработали ученые в Институте цитологии и генетики. Чтобы вызвать конфликт, двух мышей помещали в разделенную прозрачной перегородкой клетку. После двух дней привыкания к таким условиям перегородку убирали на 10 минут. Между самцами возникала драка, и становилось ясно, кто из двух самцов победитель (агрессор), а кто побежденный (жертва): мышь-агрессор преследовала соседа, атаковала его, а тот только пассивно защищался. При этом 10 минут, как правило, было недостаточно, чтобы побежденный самец физически пострадал от нападения. Обе мыши переживали только эмоциональное воздействие конфликта. Всего эксперимент продолжался 20 дней, в результате чего у побежденных мышей формировалось тревожно-депрессивное расстройство. Несмотря на победы в схватках, у агрессивных самцов тоже формировалась поведенческая болезнь.

Для анализа работы генов ученые взяли образцы отделов мозга как депрессивных, так и агрессивных мышей. Для сравнения использовали контрольную группу самцов того же возраста, которые не участвовали в агрессивных столкновениях. Экспрессию генов в разных отделах мозга мышей исследовали так: выделяли и расшифровывали структуру матричной РНК, которая синтезируется на основе ДНК, а затем сама служит матрицей для синтеза белков. Чем больше в клетке мРНК, соответствующей определенному гену, тем больше на ее основе производится белка и тем выше экспрессия этого гена.

Сравнив работу генов у контрольных мышей и мышей, живших в условиях хронического социального стресса, ученые подтвердили, что нарушения возникли и у агрессивных, и у депрессивных мышей. Экспрессия большинства генов у обеих групп изменилась в гипоталамусе – отделе мозга, регулирующем стрессовые реакции и многие физиологические процессы. Исследователи связали это с развитием тревожности у всех экспериментальных животных, независимо от их статуса в конфликтах. Экспрессия генов менялась и в гиппокампе, играющем важнейшую роль в формировании памяти, эмоциональных механизмах и в процессе образования новых нейронов. При этом у агрессивных и депрессивных самцов рост новых нейронов изменялся противоположным образом. Эти данные показывают, что при хронических социальных конфликтах, которые приводят к развитию тревожно-депрессивного расстройства у животных, работа митохондрий нарушается сразу в нескольких отделах мозга, и активность генов в разных отделах мозга агрессивных и депрессивных животных может меняться по-разному.

Текст: РНФ

Источник

Список ранних методов диагностики болезни Альцгеймера может пополниться исследованием структуры сна. Исследователи из Вашингтонского университета установили четкую связь между тем, сколько в течение ночи человек спит в фазе медленного или глубокого сна, и наличием в его мозге накоплений патологических белков, связанных с развитием недуга. Подробности работы изложены в журнале Science Translational Medicine.

Многие лаборатории мира проводят свои будни в попытках борьбы с болезнью Альцгеймера, которая становится настоящим бичом XXI века. Одни ищут причины запуска патологической цепочки, другие делят его на подтипы, третьи работают над лечением (которое пока проваливается), четвертые создают все новые и новые способы ранней диагностики, даже обещают ставить диагноз по одной лишь молекуле.

Американские же ученые из Вашингтонского университета, вспомнив о многих публикациях, в которых говорится о связи некачественного сна с нейродегенерацией, провели работу, в которой выяснили, какие именно параметры сна и как могут измениться на ранних этапах заболевания. Для этого они набрали 119 добровольцев в возрасте 80 лет и старше, 80 процентов из которых были когнитивно сохранны, а у 20 наблюдались мягкие нарушения.

Участникам исследования раздали портативные электроэнцефалографы и наручные датчики для отслеживания движений тела, с помощью которых люди должны были регистрировать качество своего ночного сна помимо ведения журналов, где они отмечали как ночной, так и дневной сон. В целом, каждый доброволец предоставил информацию о минимум двух ночах, а некоторые качественно записали даже шесть ночей.

Помимо этого, у 104 человек взяли анализы спинномозговой жидкости на наличие бета-амилоида и тау белка, а 38 человек прошли ПЭТ-сканирование со специальным трейсером, который «метит» патологические белки в мозге. Одновременно обе диагностических методики получили 27 человек.

Оказалось, что чем выше был уровень тау протеина в спинномозговой жидкости или в веществе мозга, тем дольше люди спали, но тем меньше у них наблюдалось именно глубокого медленноволнового сна (NREM,1-2 Гц), во время которого происходит собственно консолидация памяти (ее перезапись из кратковременной в долговременную). Кроме того, именно этот сон дает ощущение бодрости, и при его нехватке человек чувствует себя вялым и не выспавшимся. Исследователи учли все дополнительные факторы и сделали поправки на возраст, пол, движения во время сна, но корреляция осталась, что говорит о неслучайных результатах.

Интересно, что на ПЭТ выявились зоны, где связь нарушений медленноволновой активности во сне с накоплениями патологических белков была особо сильной. Чем краснее цвет, тем сильнее зависимость. 

Ученые считают, что если будущие работы подтвердят эти данные, то мониторинг сна может стать простым и доступным способом раннего выявления болезни Альцгеймера. Более того, с высоким уровнем тау белка ассоциировались и единичные эпизоды дневного сна. Выяснение этого факта, по словам исследователей, может стать своеобразным быстрым «скринингом» и помочь врачам определять людей, которым требуется дальнейшее тестирование.

Текст: Анна Хоружая

Источник

Российские ученые вместе с коллегами из США обнаружили новые соединения для блокировки или замедления работы ферментов, запускающих гибель клеток в сердце и мозге при инфаркте и инсульте. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда. Статья ученых опубликована в European Journal of Medicinal Chemistry.

Ферменты выполняют в организме человека роль катализаторов, ускоряющих биохимические процессы. Почти все реакции в клетках происходят с участием специфических ферментов, однако в ряде случаев нужно заблокировать или замедлить их работу. Для этого используются ингибиторы. Для каждого фермента или их группы можно подобрать уникальный ингибитор — как ключ к замку.

Международный коллектив ученых работает с ферментами класса «киназы», а именно — с ферментом JNK3. Он участвует в воспалительных процессах и в процессе гибели клеток, апоптозе, при инфаркте и инсульте. Для снижения негативных последствий этих заболеваний нужно блокировать работу JNK3.

«Ранее мы уже обнаружили выраженные противоишемические свойства у соединения под условным названием IQ1 и посвятили ему ряд публикаций. На основе этого соединения мы создаем противоинсультные препараты. Мы целенаправленно ищем аналоги IQ1 с еще более высокой биологической активностью и лучшими показателями биодоступности, в частности лучшей растворимостью в воде», — говорит Игорь Щепеткин, один из авторов исследования, старший научный сотрудник Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера Томского политехнического университета (ТПУ) и ведущий научный сотрудник отделения микробиологии и иммунологии Университета штата Монтана (США).

Поиск новых соединений происходил не случайным образом. Сначала ученые смоделировали соединения, которые теоретически могут стать «ключом», блокирующим работу фермента JNK3. Затем исследователи синтезировали их и проверили биосовместимость.

«Сравнение ферментов и ингибиторов с замком и ключом хорошо описывает механизм их взаимодействия. Ингибитор входит в полость фермента (здесь происходят биохимические реакции, которые мы хотим заблокировать) и просто физически занимает это пространство. В случае с JNK3 молекула ингибитора должна быть плоской, с атомами кислорода и азота на полюсах. В этом исследовании мы создали 21 новое соединение, которое отвечает этим параметрам. Высокую активность показали два вещества, одно из них даже большую, чем IQ1. Это оксим триптантрина. Ингибирующая активность этого соединения до нас не исследовалась», — поясняет один из авторов исследования, профессор Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера ТПУ Андрей Хлебников.

Исследования показали, что оксим триптантрина хорошо ингибирует JNK3 и при этом практически не связывается с другими ферментами.

«Это означает, что, если это соединение в перспективе ляжет в основу противоинсультного препарата, он будет очень специфичным. Что, в свою очередь, означает меньше побочных эффектов. Это соединение уже заинтересовало Томский НИИ фармакологии и регенеративной медицины в плане дальнейших исследований», — говорит Андрей Хлебников.

Текст: РНФ

Источник

Прионы — не только интересная часть известной игры Plague Inc., но и страшные заболевания, в которых есть инфекционные агенты, но нету ни бактерий, ни вирусов, ни более крупных микробов. Только неправильно свернутые белки, которые «заражают» себе подобных.  Эксперименты на модельных мышах с прионными заболеваниями сетчатки позволили исследователям увидеть каскады развития прионных заболеваний, разобраться с тем, какие клетки нервной системы и в каком порядке попадают под удар и выяснить перспективы лечения.

Разработка эффективных методов лечения была затруднена из-за нехватки хороших экспериментальных моделей. В исследовании 2016 года, опубликованном в The American Journal of Patology, авторы описали каскады развития прионной болезни на сетчатке мыши и разработали экспериментальную модель для проверки действенности лечения.

«Мы провели работу в сотрудничестве с министерством сельского хозяйства и это отличный пример того, как изучение болезней животных может быть использовано для защиты здоровья людей», — сообщила профессор Хезер Гринли из Университета Айовы, одна из авторов исследования.

Исследователи использовали экспериментальную мышиную модель вызываемой прионами почесухи чтобы определить, за какое время прионы попадают из мозга в сетчатку, накапливаются в ней, вызывают воспаление в прилегающих тканях и потерю нейронов.

Как известно, развитие инфекционной губчатой энцефалопатии зависит от распространения прионов от одной структуры ЦНС к другой. Исследователи изучили, как прионы из мозга мыши продвигаются в сетчатку по зрительному нерву. Это заняло 153 дня с момента заражения.

Изучая зараженную сетчатку, которая относительно изолирована от мозга, исследователи смогли определить, сколько времени занимают стадии болезни. Так, в сетчатку прионы попадают на 60 день после заражения, накапливаются, вызывая активирование антрацитов сетчатки на 90-й день,  микроглии к 105 и гибель нейронов к 120 дню.

«Эта работа не только способствует развитию способов лечения, но и может помочь разобраться, как подобрать лечение для других заболеваний, связанных с неправильным сворачиванием белков, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера», — комментирует исследование Гринли.

Используя эту информацию теперь возможно оценить потенциальные методы лечения в зависимости от их способности бороться с образованием бляшек, подавлять инфекцию или предотвращать гибель нейронов.

Текст: Алексей Паевский

Источник

Николай, 70 летний житель Новокубанска, занимался привычными делами в гараже. Внезапно ему стало плохо, и жена сразу набрала «103». Бригада скорой медицинской помощи Новокубанской ЦРБ прибыла уже через 5 минут. Состояние больного было тяжелым: асимметрия лица, невнятная речь, слабость в правых конечностях, давление 180/100. Врач диагностировала инсульт и принялась оказывать медицинскую помощь. Больной был доставлен в Региональный сосудистый центр г.Армавира, где сразу было проведено оперативное лечение. С момента звонка в «скорую» прошло меньше двух часов, а успешная операция уже была завершена.

Сейчас Николай выписан из стационара и проходит медицинскую реабилитацию, но уже самостоятельно передвигается и дома, и по улице, а речь полностью восстановилась. Все это стало возможным потому, что медицинская помощь была оказана пациенту в «золотой час» и бригада скорой помощи, и специалисты сосудистого центра успели сделать все возможное, чтобы вернуть мужчине здоровье.

Источник

Краснодарский край

Жительница Анапы в один из домашних вечеров внезапно почувствовала себя плохо: нарушилась речь, онемели правые рука и нога. Родственники тут же вызвали «скорую», и больную оперативно доставили в местное первичное сосудистое отделение. Однако на месте выяснилось, что начинать тромболитическую терапию – восстанавливать кровоток в сосуде за счёт растворения тромба лекарственными препаратами – нельзя: у больной были серьезные противопоказания.

Неврологи Анапы связались с коллегами из Первой краевой больницы, и тяжелую больную по линии санавиации срочно доставили в Краснодар. Комплексное обследование показало, что у женщины было несколько провоцирующих факторов для инсульта, в том числе наследственная предрасположенность к этому заболеванию и нарушение ритма сердца. Именно с этого, с первопричин инсульта, предстояло начать лечение.

В неврологическом отделении №2 НИИ-ККБ №1 сороколетняя анапчанка прошла разработанный специально для нее курс лечения. Затем за восстановление здоровья и социальных навыков пациентки взялись нейрореабилитологи клиники. На роботизированных медицинских тренажёрах они учили ее ходить и работать правой рукой, на занятиях с логопедом – заново разговаривать. На уровне мировых стандартов проводилась физио-, кинези- и механотерапия, психологическая коррекция и другие процедуры. Все эти современные методики лечения и реабилитации позволили ускорить выздоровление пациентки.

Сегодня женщина практически полностью восстановлена. Она регулярно наблюдаются у врачей Краевой клиники по поводу провоцирующих инсульт заболеваний, но уже самостоятельно передвигается и спокойно разговаривает.

Источник