Выяснилось, как воспаление влияет на мозг новорожденных — Naked Science
4 февраля
РНФ

Выяснилось, как воспаление влияет на мозг новорожденных

4.5

Сотрудники Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН выяснили, что воспалительные процессы у новорожденных крысят способны изменить количественное соотношение нейронов разных типов в гиппокампе по мере взросления. В результате в мозге могут быть нарушены процессы торможения, что приводит к проблемам с обучением и памятью, а в худшем случае — к психическим заболеваниям.

Выяснилось, как воспаление влияет на мозг новорожденных / ©Getty images

Исследование поддержано грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в журнале Brain Structure and Function. «Сейчас есть много данных о связи негативных событий в детстве с последующей склонностью к употреблению наркотиков или предрасположенностью к таким психоневрологическим заболеваниям, как депрессия и шизофрения, — рассказывает Анна Манолова, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, сотрудник лаборатории функциональной биохимии нервной системы Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии (ИВНД) РАН.

– Стресс у новорожденных, например, недостаточность родительской заботы, приводит к уменьшению числа тормозных нейронов, что может существенно влиять на поведение в будущем. В нашей работе на животной модели мы исследуем, как влияет воспаление на ранних этапах развития на нейронный состав мозга».

Системное воспаление у новорожденных может возникнуть в результате хирургического вмешательства, загрязненных ран, ошибок при родах или инфекционного заболевания. Клетки организма могут «чувствовать» инородные вещества — вирусные частицы, отдельные части бактериальных клеток и пыль — и в ответ выделять сигнальные молекулы, предупреждающие остальные клетки об опасности. Такие вещества могут проходить через защитные барьеры в мозг и влиять на созревание нейронов.

Изображение окрашенных клеток гиппокампа (флуоресцентная микроскопия). Синим показаны ядра всех клеток, зеленым и красным — ГАМКергические нейроны / ©Stepanichev et al. / Brain Structure and Function, 2021

Для нормальной работы мозга важна не только активация нейронов, но и их торможение. Любое изменение этих двух процессов может привести к дестабилизации. В своей работе ученые из ИВНД РАН исследовали, как после воспалительного заболевания изменяется количество разных типов ГАМКергических — основных тормозных — нейронов гиппокампа.

Эта область мозга участвует в механизмах формирования эмоций, перехода кратковременной памяти в долговременную и пространственной памяти. Ученые определяли типы нейронов по содержанию в них специфических белков (маркеров): кальбиндина, кальретинина и парвальбумина. Они связывают лишний кальций внутри клетки, оставшийся после возбуждения тормозного нейрона.

Чтобы вызвать системное воспаление, крысятам на третий и пятый день после рождения делали укол липополисахарида — основного вещества клеточной стенки грамотрицательных бактерий, вызывающего сильный иммунный ответ организма. В эксперименте использовали 23 крысенка из семи пометов, часть которых участвовали в опыте, а другие были отрицательным контролем (получали укол физиологического раствора). На 20 день жизни крыс делали срезы головного мозга и с помощью окрашивания выявляли интересующие нейроны.

Для этого препараты на стекле обрабатывали антителами к трем маркерам ГАМКергических нейронов, а затем антителами с флуоресцентными («светящимися») метками к первым антителам. Из-за разных цветов меток три типа нейронов можно было выделить на изображениях среза и определить количество каждого из них в разных областях гиппокампа.

Оказалось, что и у самцов, и у самок наблюдаются аналогичные изменения в составе популяции тормозных нейронов. У крысят, перенесших воспаление, доля нейронов с парвальбумином не меняется ни в одной из областей. Доли двух других типов нейронов достоверно меняются только в зоне СА1 гиппокампа. Эта область мозга отвечает за запоминание эмоционально окрашенных событий.

Количество нейронов с кальбиндином увеличивается почти вдвое, тогда как с кальретинином убывает втрое. Разница между этими клетками состоит в том, что первые затормаживают активность возбуждающих нейронов, тогда как вторые тормозят только другие тормозные клетки. Ученые считают, что изменение состава популяции тормозных нейронов приводит к трансформации нейронных сетей гиппокампа и дисбалансу между возбуждающими и тормозными сигналами в центральной нервной системе.

«Стоит отметить, что ранние сроки после рождения крысят соответствуют примерно третьему триместру для человеческого эмбриона, то есть результаты подобных исследований должны распространяться, скорее, на снижение стресса у беременных женщин или на уменьшение использования стероидных препаратов для выхаживания недоношенных младенцев. Грубо транслировать наши данные на человека нельзя, но нужно иметь в виду, что чем меньше стресса на ранних этапах развития, тем меньше вероятность появления психических проблем у взрослых людей, — комментирует Анна Манолова.

– В статье представлены данные, полученные на крысах трехнедельного возраста. Если проводить аналогию с человеком, то это около десяти лет. Сейчас мы уже проводим эксперимент, из которого мы надеемся узнать, какие изменения будут наблюдаться у животных старших возрастов: у крысят тоже есть аналог подросткового возраста с его гормональными изменениями, соответствующими половому созреванию.

Также мы планируем эксперимент, где будем подвергать стрессу уже взрослых крыс, перенесших системное воспаление в раннем возрасте. Такое двойное воздействие на нервную систему сейчас считается триггером психоневрологических заболеваний».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
9 часов назад
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении все трое суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще куда более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

Позавчера, 16:28
Илья Ведмеденко

Модернизированный стратегический бомбардировщик Ту-160 снова поднялся в небо. Самолет среди прочего получил обновленную силовую установку.

Позавчера, 12:59
Алиса Гаджиева

Несмотря на то, что в крестовых походах погибли тысячи людей, археологи невероятно редко обнаруживают их массовые захоронения. По одной из версий, убитых, найденных в этот раз, хоронил лично Людовик IX Святой, король Франции, предводитель двух крестовых походов.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

9 часов назад
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении все трое суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще куда более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

9 сентября
Алиса Гаджиева

Необычный артефакт обнаружили в одном из пунктов сбора вторсырья в Красноярском крае.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: