Эпилепсия, при которой пациенты страдают от неожиданных припадков (судорог), встречается примерно у 1% населения, и причина этого состояния до сих пор плохо изучена.
Ученые из Университета Тохоку (Tohoku University) отслеживали активность астроцитов с помощью флуоресцентных датчиков кальция и обнаружили, что активность астроцитов прослеживается примерно за 20 секунд до начала эпилептической гиперактивности нейронов. Это говорит о том, что астроциты играют важную роль в развитии эпилептических припадков, способствуя гиперактивации нейронной цепи. Результаты исследования были подробно описаны в научном журнале Glia.
Астроциты — это ненейрональные глиальные клетки, занимающие почти половину мозга. Было показано, что они контролируют местную ионную и метаботропную среду. Однако, поскольку они не проявляют электрической активности, которую можно легко контролировать, их роль в функционировании головного мозга в значительной степени игнорировалась. Белки-сенсоры флуоресценции меняют эту ситуацию, раскрывая больше о завораживающей активности астроцитов.
«Астроциты, по-видимому, играют определяющую роль в контроле состояния активности нейронов и синаптической пластичности как в физиологических, так и в патофизиологических ситуациях», — комментирует профессор Ко Мацуи (Ko Matsui) из Университета Тохоку, который руководил исследованием. «Поэтому астроциты можно рассматривать как новую терапевтическую мишень для лечения эпилепсии».
Известно, что когда ткань головного мозга вступает в контакт с такими металлами, как медь, это вызывает воспаление, которое приводит к острым симптоматическим судорогам, которые наблюдаются у мышей несколько раз в день. Мацуи с соавторами наблюдали за этими событиями и обнаружили, что активность астроцитов может быть триггером гиперактивности нейронов. Астроциты также можно активировать стимуляцией постоянным током малой амплитуды.
Ученые заметили, что такая стимуляция вызывала резкое увеличение уровня кальция в астроцитах, за которым следовал эпизод эпилептической гиперактивности нейронов. При блокировании метаболической активности астроцитов применением фторцитрата сила эпилептической гиперактивности нейронов значительно снижалась. Все это указывает на тот факт, что астроциты обладают потенциалом контролировать активность нейронов.
Ведущий автор исследования Шун Араки (Shun Araki) подчеркивает, что при соответствующем руководстве функции астроцитов можно использовать для лечения ряда неврологических заболеваний. Это включает не только эпилепсию, но и потенциальное усиление когнитивных способностей, выходящее за пределы естественных ограничений.
Литература:
Shun Araki et al, Astrocyte switch to the hyperactive mode, Glia (2024). DOI: 10.1002/glia.24537