Нейропротекторы: как работают и зачем нужны

В лаборатории регуляции функций нейронов мозга Института физиологии имени И. П. Павлова занимаются изучением механизмов нормальной регуляции метаболизма мозга.

Знания о том, с «поломкой» каких молекулярных процессов связано развитие патологий мозга, позволяют предложить новые эффективные способы лечения таких заболеваний, как постинсультная патология, болезнь Альцгеймера и последствия черепно-мозговой травмы.

Кандидат биологических наук и сотрудник лаборатории регуляции функций нейронов мозга Института физиологии имени И. П. Павлова Олег Ветровой рассказал о новом витке прикладных исследований, который поможет создать нейропротекторы на основе растительных компонентов.

— Что такое нейропротекторы и как они работают?

— Нейропротекторы — это лекарственные вещества, которые позволяют защитить клетки мозга от повреждающих воздействий, предотвратить их гибель или даже улучшить работу.

Под улучшением работы подразумевается восстановление связей между нейронами, повышение качества передачи сигнала, что в конечном счете для человека будет выражаться в улучшенной или нормализованной умственной активности, отсутствии головной боли и хорошем настроении.

— Что представляют собой нейропротекторы растительного происхождения?

— В ходе фундаментальных исследований мы занимались изучением различных патологий мозга, механизмов, которые их вызывают и способов их корректировки. Так мы выявили некоторые механизмы регуляции энергетического метаболизма мозга, на которые есть смысл воздействовать при лечении целого ряда патологий мозга, связанных с состоянием окислительного стресса.

Теперь важно, чтобы наши открытия поспособствовали развитию медицины.

Полгода назад мы объединили свои усилия с фармакологами и учеными, занимающимися биохимией растений, и сейчас начинаем работу над крупным проектом. Идея состоит в создании эффективных нейропротекторов на основе веществ, в больших количествах содержащихся во многих растениях, широко распространенных на территории России.

Так, в рамках нашего проекта в качестве источников нейропротекторных метаболитов, нацеленных на окислительный стресс в центральной нервной системе (ЦНС), будут использованы восемь видов растений, богатых полифенольными соединениями (в частности, конденсированными танинами).

Это Rubus chamaemorus L. — морошка обыкновенная (листья), Epilobium hirsutum L., — м иван-чай обыкновенный (побеги), Filipendula ulmaria (L.) Maxim. — лабазник вязолистный (побеги), Geum rivale L. — гравилат речной (побеги), Comarum palustre L. — сабельник болотный (побеги, корневища и корни), Alhagi pseudalhagi Gagneb. — верблюжья колючка (побеги), Polygonum bistorta L. — горец змеиный (подземные побеги) и Sanguisorba officinalis L. — кровохлебка обыкновенная (подземные побеги и корни).

Это здорово, что можно не изобретать велосипед, а взять то, что есть в природе, разработать хорошие методы очистки в больших количествах и впоследствии использовать для лечения.

— Как планируется делать из этих растений нейропротекторы?

— Естественно, одно дело — фундаментальные знания, но совсем другое — их трансформация в конечный продукт. В ходе практической части исследования мы планируем очищать растительные препараты, разделять на конкретные компоненты, характеризовать количественный и структурный состав.

Затем очищенные препараты пройдут оценку токсичности на клеточных моделях — животных клетках. На них оцениваются определенные дозозависимые эффекты препарата: клеточная смерть, наличие патологических процессов, например чрезмерно активная генерация форм кислорода, онкогенный эффект.

Занимаясь нейропротекторами, нужно помнить, что протекция — это предотвращение гибели клеток, что не всегда хорошо. Здесь есть тонкая грань между предотвращением отмирания клеток — старением — и бесконтрольным делением клеток — онкологией.

Для организма оба пути закончатся гибелью, поэтому надо учитывать потенциальный онкогенный эффект исследуемых веществ.

После оценки токсичности определяется диапазон оптимальных значений, то есть безвредное количество вещества. От безвредности переходим к вопросу: а полезен ли этот препарат? Потому что безвредна и бесполезна у нас, как известно, гомеопатия. Мы же занимаемся реальной медициной.

То есть на следующем этапе на этих клетках мы будем моделировать разного рода патологические состояния и смотреть, способствуют ли препараты лечению.

— В этой связи нельзя не вспомнить про антиоксиданты, которые тоже часто имеют растительное происхождение и также защищают от патогенного воздействия окружающей среды. Когда и зачем их нужно употреблять и нужно ли вообще?

— В СМИ активно призывают пить зеленый чай и есть апельсины, ведь там содержатся антиоксиданты. Существует огромное количество антиоксидантных препаратов растительного и животного происхождения, которые предлагают использовать как антигипоксанты, нейропротекторы, средство вечной молодости и так далее.

Но все не так просто. Антиоксиданты защищают от активных форм кислорода (они же — свободные радикалы). Последние в случае чрезмерного формирования действительно несут угрозу организму, повреждая оболочки клеток, нарушая работу белков и структуру генома.

Но это также сигнальные молекулы, передающие важную информацию, благодаря которой организм корректирует свою работу. Если мы будем использовать антиоксиданты беспорядочно, то функции организма нарушатся.

Активные формы кислорода — это необходимые нам молекулы, поэтому бездумно употреблять антиоксиданты опасно.

Активные формы кислорода, образующиеся в ходе различных реакций, выполняют не только вредные, но и множество полезных для клеток функций.

К примеру, образование таких форм, как супероксид-аниона и гипохлорита, используется клетками иммунной системы при защите от инфекций и других чужеродных факторов.

Применять антиоксиданты реально имеет смысл только при экстренной терапии — скажем, в раннем постинсультном периоде, когда образование свободных радикалов чрезмерно интенсивно и неконтролируемо, а вот включать их в рацион питания на постоянной основе — значит вредить организму.

Так или иначе это нецеленаправленное воздействие. Мы же на основе ранее проведенных исследований подбираем тонкие препараты растительного происхождения, которые действуют на определенные мишени.

Они применяются не системно на весь организм, а на конкретные молекулы, которые надо активировать в конкретной ситуации — после инсульта, например.

— Работают ли БАДы и нужно ли пить витамин D жителям Санкт-Петербурга?

— БАДы будут работать, если действительно есть нехватка некоего определенного витамина или элемента по причинам смещения рациона питания, из-за региона проживания или каких-либо других причин. Например, у жителей Петербурга присутствует нехватка витамина D.

Недавно мы проводили цепочку исследований на крысах, связанную с витамином D. У животных с возрастом сильно ухудшается образование этого витамина.

Умственные способности падают, качество кожи и функциональное состояние нарушаются. При употреблении витамина D умственные способности животных сохранялись, они чувствовали себя лучше, были более активны, серьезных дисфункций не наблюдалось.

Этот компонент важен для качества старости, однако на продолжительность жизни он не повлиял.

Беседовала Анфиса Родионова

Институт физиологии Павлова

14 статей

Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН — один из институтов Отделения биологических наук Российской академии наук. Институт ведет фундаментальные и прикладные исследования, направленные на раскрытие механизмов высшей нервной деятельности, функционирования сенсорных и висцеральных систем организма.

Показать больше