Масштабное исследование впервые связало изменение pH мозга с широким спектром когнитивных проблем

Глобальная исследовательская группа, в которую входит 131 исследователь из 105 лабораторий семи стран представила революционную исследовательскую работу, которая определяет дисфункцию энергетического метаболизма мозга, приводящую к изменению pH и уровня лактата, как общие отличительные черты многочисленных моделей нервно-психических расстройств, включая умственную отсталость, расстройства аутистического спектра, шизофрению, биполярное и депрессивные расстройства, а также болезнь Альцгеймера.

Находясь на переднем крае нейробиологических исследований, исследовательская группа проливает свет на изменение энергетического метаболизма как ключевого фактора различных нервно-психических и нейродегенеративных расстройств. Хотя это и считается спорным, повышенный уровень лактата и, как следствие, снижение pH теперь также предлагается в качестве потенциального основного компонента этих заболеваний. В отличие от предыдущих предположений, связывающих эти изменения с внешними факторами, такими как прием лекарств, предыдущие результаты исследовательской группы предполагают, что они могут быть присущи таким расстройствам.

 Этот вывод был сделан на основе пяти животных моделей шизофрении/нарушений развития, биполярного расстройства и аутизма, которые не подвержены таким факторам. До сих пор было неясно, являются ли такие изменения в мозге обычным явлением. Кроме того, связь между изменениями рН мозга и уровнями лактата и конкретными поведенческими отклонениями четко не установлена.

Это исследование, охватывающее 109 штаммов/состояний мышей, крыс и цыплят, включая модели на животных, связанные с нейропсихиатрическими состояниями, показывает, что изменения рН мозга и уровня лактата являются общей чертой широкого спектра животных моделей заболеваний, включая шизофрению, биполярное расстройство, аутизм, а также модели депрессии, эпилепсии и болезни Альцгеймера.

Важные выводы этого исследования включают в себя:

1. Общий феномен для всех расстройств: около 30% из 109 типов животных моделей показали значительные изменения рН мозга и уровня лактата, что подчеркивает широкое распространение изменений энергетического метаболизма в мозге при различных нервно-психических состояниях.

2. Причиной заболеваний могут быть внешние факторы: модели, имитирующие депрессию в результате психологического стресса, а также модели, индуцированные развитием диабета или колита, которые имеют высокий риск сопутствующих заболеваний депрессии, показали снижение pH мозга и повышение уровня лактата. 

3. Связь с когнитивными нарушениями: комплексный анализ, объединяющий данные поведенческих тестов, выявил преобладающую связь между повышенным уровнем лактата в мозге и нарушением рабочей памяти, что проливает свет на один из аспектов когнитивной дисфункции.

4. Подтверждение в независимой когорте: эти связи, особенно между более высоким уровнем лактата в мозге и малой эффективностью рабочей памяти, были оценены в независимой когорте животных моделей, полностью подтвердив первоначальные результаты.

5. Сложность аутистического спектра. В моделях аутизма были отмечены различные реакции, при этом достаточно часто наблюдалось повышение pH и снижение уровня лактата, что позволяет предположить существование субпопуляций в пределах аутистического спектра с различными метаболическими паттернами.

«Это первое и крупнейшее систематическое исследование, оценивающее pH мозга и уровни лактата на различных животных моделях нейропсихиатрических и нейродегенеративных расстройств. Наши результаты могут заложить основу для новых подходов к разработке трансдиагностической характеристики различных расстройств, связанных с когнитивными нарушениями», — говорится в заявлении профессора Хидео Хагихара (Hideo Hagihara), ведущего автора исследования.

Его соавтор, профессор Цуёси Миякава (Tsuyoshi Miyakawa), объясняет: «Это прорывное исследование может стать ступенькой на пути к определению общих терапевтических целей при различных нервно-психических расстройствах. Дальнейшие исследования будут сосредоточены на выявлении стратегий лечения, эффективных на различных животных моделях с изменениями pH мозга. Результаты должны внести значительный вклад в разработку индивидуального лечения для подгрупп пациентов, характеризующихся специфическими изменениями в энергетическом метаболизме мозга».

В данной статье остается неясным механизм снижения pH и повышения уровня лактата, однако известно, что выработка лактата увеличивается в ответ на гиперактивность нейронов для удовлетворения потребности в энергии, и авторы, похоже, полагают, что это и может быть основной причиной.

Источник: https://www.eurekalert.org/

27.03.2024