Выяснилось, как воспаление влияет на мозг новорожденных — Naked Science
10 минут
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.
11 часов назад
5 минут
Мария Азарова

В среднем интернет-пользователь тратит 32 секунды на выполнение задачи CAPTCHA, подсчитали эксперты. Таким образом, в сумме у человечества ежедневно уходит 500 лет на доказательство того, что мы не роботы.

Позавчера, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

Позавчера, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Позавчера, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Позавчера, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

14 мая
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

24 апреля
9 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали обратную связь всех конечных точек смертности с содержанием омега-3-полиненасыщенных жирных кислот. Согласно их выводам, более высокие уровни некоторых основных ПНЖК в тканях и крови могут снижать вероятность смерти от всех причин в среднем на 13% и в итоге замедлять процесс старения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: