Нестабильность мозговой деятельности во время сна и наркоза лежит в основе патобиологии болезни Альцгеймера — открытие

Новое исследование Тель-Авивского университета позволило сделать важное открытие — обнаружить патологическую активность мозга, которая на много лет предшествует появлению первых симптомов болезни Альцгеймера. Стало известно, что повышенная активность гиппокампа во время анестезии и сна, возникает в результате сбоя в механизме, стабилизирующем нервную сеть. Исследователи считают, что открытие этой аномальной активности при определенных состояниях мозга, позволит проводить раннюю диагностику болезни Альцгеймера, что в конечном итоге приведет к более эффективному лечению болезни, для которой до сих пор не существует эффективных методов лечения.

Исследование проводилось под руководством профессора Инны Слуцкой и докторантов Даниэля Зархина и Рафаэлы Ацмон с медицинского факультета Саклера и Школы неврологии Сагол Тель-Авивского университета. Статья опубликована в Cell Reports.

Профессор Слуцкая говорит, что «согласно недавнему исследованию, опубликованному в этом месяце в журнале Lancet Public Health, число людей с деменцией во всем мире увеличится с 50 миллионов в 2019 году до более чем 150 миллионов в 2050 году, став больше примерно на 370% в Северной Африке и Ближнем Востоке. В Израиле, например, прогнозируется росте на 145% по сравнению с  примерно 74% в Западной Европе. Этот огромный рост распространенности болезни Альцгеймера, из-за ожидаемого роста населения и увеличения продолжительности жизни, будет продолжаться, если мы не разработаем эффективные методы лечения … Это явный сигнал для инвестирования в исследования слабоумия и его наиболее распространенной формы — болезни Альцгеймера».

Слуцкая также заявила: «инновационные технологии визуализации, разработанные в последние годы, показали, что отложения амилоида, характерный признак патологии болезни Альцгеймера, формируются в головном мозге пациентов уже за 10–20 лет до появления типичных симптомов, таких как ухудшение памяти и снижение когнитивных функций. К сожалению, большинство усилий по лечению болезни Альцгеймера путем уменьшения количества бета-амилоидных белков и их агрегации не увенчались успехом.Если бы мы могли обнаружить болезнь еще на досимптомной стадии и удерживать ее в латентной фазе в течение многих лет, это было бы огромным успехом, крупнейшим достижением в этой области. Мы считаем, что выявление признаков аберрантной активности мозга на досимптомной стадии болезни Альцгеймера и понимание механизмов, лежащих в основе ее развития, является ключом к эффективному лечению».

Ученые использовали животных для изучения болезни Альцгеймера, сосредоточив внимание на гиппокампальной области мозга, которая играет ключевую роль в процессах памяти и, как известно, нарушена у пациентов с болезнью Альцгеймера. Сначала они измеряли активность клеток в гиппокампе, когда модельное животное бодрствовало, для чего использовались передовые методы, измеряющие активность мозга с разрешением отдельных нейронов.

Даниэль Зархин говорит, что «предыдущие исследования изучали активность клеток в мозге животных под наркозом на модели болезни Альцгеймера и обнаружили повышенную активность в гиппокампе и коре головного мозга. К моему удивлению, когда я исследовал модельных животных, я не обнаружил разницы между активностью нейронов и синапсов в их гиппокампе и соответствующей активности в контрольной группе здоровых животных».

В свете этих новейших результатов исследователи решили изучить активность гиппокампа в других состояниях сознания — под наркозом и во время естественного сна. Рафаэла Атсмон говорит, что «известно, что активность нейронов гиппокампа снижается во время сна у здоровых животных. Но когда я исследовала модельных животных на ранних стадиях болезни Альцгеймера, я обнаружила, что активность их гиппокампа оставалась высокой даже во время сна — сбой в физиологической регуляции, никогда прежде не наблюдавшийся в контексте болезни Альцгеймера». Даниэль Зархин обнаружил подобное нарушение регуляции у модельных животных под анестезией: активность нейронов не снижается, нейроны работают слишком синхронно, и формируется патологический электрический паттерн, похожий на «тихие» припадки у больных эпилепсией. Халит Баелоха, изучающий проблемы со сном, связанные с болезнью Альцгеймера, подчеркивает, что обнаруженные нарушения начинаются до появления типичных нарушений сна, наблюдаемых у пациентов с болезнью Альцгеймера.

Профессор Инна Слуцкая

Подводя итоги проведенных многочисленных и разнообразных тонких экспериментов, профессор Слуцкая делает вывод, что «результаты нашего исследования могут помочь в ранней диагностике болезни Альцгеймера и даже решить проблему нестабильности активности нейронов при болезни Альцгеймера. Во-первых, мы обнаружили, что анестезия и состояния сна выявляют патологическую активность мозга на ранних стадиях болезни Альцгеймера до начала снижения когнитивных функций. Мы также предположили причину наблюдаемой патологической активности — отказ главного гомеостатического механизма, который стабилизирует электрическую активность в мозговых цепях. Наконец, мы показали, что известное лекарство от рассеянного склероза подавляет этот тип аберрантной мозговой активности, вызванной анестезией».

Теперь исследователи планируют сотрудничать с медицинскими центрами в Израиле и во всем мире, чтобы проверить, могут ли механизмы, обнаруженные на животных моделях, также быть идентифицированы у пациентов с болезнью Альцгеймера на ранней стадии. С этой целью они предлагают включить ЭЭГ-мониторинг в хирургические вмешательства, чтобы измерять мозговую активность пациентов под наркозом. Они надеются, что их результаты будут способствовать ранней диагностике и разработке лекарств для наиболее распространенной формы слабоумия с поздним началом.

Источник: https://medicalxpress.com/

2.02.2022