Ученые Сеченовского Университета установили, что возраст существенно меняет реакцию нейронов на ишемический инсульт: у пожилых пациентов клетки мозга быстрее теряют способность поддерживать энергетический обмен и значительно чаще запускают программу клеточной гибели. Эти изменения могут быть одной из причин, почему стандартные нейропротективные подходы нередко оказываются менее эффективными у пациентов старших возрастных групп.
Ишемический инсульт развивается при закупорке сосуда, когда участок мозга перестает получать кислород и питательные вещества. При этом часть клеток в центре очага погибает быстро, но вокруг него остается так называемая зона пенумбры — область, где нейроны еще сохраняются и могут быть спасены. Именно на эту зону направлено действие нейропротективной терапии.
В своем исследовании ученые проанализировали образцы ткани головного мозга 154 пациентов в возрасте от 18 до 74 лет, умерших в течение недели после инсульта. С помощью морфологического, иммуногистохимического и молекулярного анализа исследователи оценили, насколько активно нейроны сохраняют метаболическую активность и как быстро запускают механизмы апоптоза — программируемой клеточной гибели.Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Выяснилось, что у молодых пациентов даже в зоне повреждения сохраняется значительная часть метаболически активных нейронов. Эти клетки продолжают вырабатывать энергию, поддерживать синтетические процессы и временно сопротивляться гибели, сохраняя потенциал для восстановления.
У пожилых пациентов ситуация оказалась иной: уже в первые сутки после инсульта большинство нейронов в зоне пенумбры теряли признаки метаболической активности, а доля клеток с активированным каспазным каскадом — одним из главных механизмов апоптоза — возрастала почти вдвое. Если у молодых пациентов признаки апоптоза выявлялись у 42% нейронов в зоне пенумбры, то у пожилых — почти у 89%.
Особый интерес вызвал тот факт, что многие нейроны внешне сохраняли нормальную структуру, но уже были функционально повреждены. Это означает, что стандартная морфология не всегда позволяет точно оценить реальный масштаб поражения.
«Мы показали, что с возрастом мозг теряет способность быстро адаптироваться к ишемии на клеточном уровне. У молодых пациентов сохраняется пул метаболически активных нейронов, которые потенциально можно спасти. У пожилых этот резерв резко истощается уже в первые часы и дни. Это может объяснять, почему универсальные нейропротективные подходы, разработанные без учета возраста, не дают одинакового эффекта у разных пациентов», — отметил Григорий Демяшкин, заведующий лабораторией гистологии и иммуногистохимии Института трансляционной медицины и биотехнологии..
Дополнительный молекулярный анализ показал, что у молодых пациентов сохраняется баланс между сигнальными путями, отвечающими за выживание клетки и контролируемый стрессовый ответ. У пожилых этот баланс нарушается: активируются механизмы, усиливающие воспаление, апоптоз и неконтролируемую аутофагию, что ускоряет гибель нейронов и расширение очага повреждения.
По словам исследователей, именно эти возрастные различия могут объяснять ограниченную эффективность многих нейропротекторов в клинической практике: препараты тестируются на моделях, где клетки еще сохраняют высокий восстановительный потенциал, но у пожилых пациентов биологическая ситуация уже принципиально иная.
В перспективе результаты исследования могут помочь в разработке возраст-ориентированных нейропротективных стратегий — подходов, которые будут учитывать метаболическое состояние нейронов и активировать механизмы клеточного выживания именно у пациентов старших возрастных групп.