Механизмы спячки сусликов могут лечь в основу новых методов реабилитации после инсульта

Способность сусликов восстанавливаться после структурных изменений мозга, происходящих во время зимней спячки, оказалась глобальным процессом, охватывающим все отделы органа. Согласно новому исследованию, опубликованному в научном журнале JNeurosci, эта нейропластичность — свойство мозга изменять свою структуру и функции под влиянием повреждений — может помочь ученым найти способы регенерации человеческого мозга после инсульта.

Восстановление нейронов в кратчайшие сроки

Исследование, проведенное под руководством Хендрикье Нинборг из Национального института глаз (США), впервые доказывает, что структурные изменения нейронов в первичной зрительной коре суслика в период гибернации являются обратимыми. Ранее подобные механизмы наблюдались лишь в отделах мозга, отвечающих за осязание и память, таких как гиппокамп и таламус.

В ходе эксперимента ученые изучили состояние мозга животных в фазе торпора — глубокого анабиоза — и в короткие 12–24-часовые периоды пробуждения. Было установлено, что:

• Один из типов нейронов подвергается значительной структурной трансформации во время глубокой спячки.
• Эти изменения полностью исчезают всего через 90 минут после пробуждения зверька.
• Спустя полгода после окончания спячки в мозге не остается никаких следов перенесенных трансформаций.

Сходство спячки с патологическими состояниями

С точки зрения неврологии мозг суслика в состоянии спячки напоминает мозг человека в момент инсульта. В обоих случаях подача кислорода и питательных веществ к клеткам резко сокращается. Температура тела животного падает, частота сердечных сокращений снижается до нескольких ударов в минуту, а обмен веществ практически останавливается. Однако, в отличие от человеческого мозга, клетки суслика способны к полноценному самовосстановлению.

Ключевую роль в этом процессе играет белок SUMO. В более ранних работах отмечалось, что во время спячки у сусликов активируется процесс сумоилирования — присоединения белков SUMO к другим белкам, что создает защитный барьер для нейронов и предотвращает их гибель в условиях гипоксии.

Перспективы для медицины

По словам исследователей, понимание того, как природа защищает мозг грызунов, может помочь в разработке методов эндогенного восстановления (самовосстановления) поврежденных тканей у людей. На текущий момент инсульт занимает третье место в мире среди причин смертности и является основным фактором долгосрочной инвалидности.

Около 80% всех случаев приходится на ишемический инсульт, вызванный тромбом, который блокирует кровоток и лишает клетки мозга кислорода. Реабилитация пациентов требует формирования новых нейронных связей и реорганизации работы выживших клеток, чтобы вернуть человеку навыки речи, ходьбы и глотания. Эксперты полагают, что использование механизмов, подсмотренных у сусликов, позволит сделать человеческий мозг более адаптивным и ускорить процесс реабилитации.

Твитнуть