В неожиданном открытии исследователи из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) определили механизм, который защищает мозг от эффектов гипоксии, потенциально летального лишения кислорода. Это случайное открытие, о котором они сообщают в Nature Communications , может помочь в разработке методов лечения инсультов, а также травм головного мозга, которые могут возникнуть в результате остановки сердца, среди других состояний.
Однако это исследование началось с совершенно другой цели, — объясняет старший автор Фумито Ичиносе, доктор медицины, доктор философии, лечащий врач отделения анестезии, интенсивной терапии и медицины боли в MGH и главный исследователь Центра анестезии для критических больных. Исследования по уходу. Одна из областей, в которой Ичиносе и его команда сосредоточили свои усилия, — это разработка методов для стимулирования анабиоза, то есть временного приостановления жизненно важных функций человека с возможностью «пробудить» их позже. Это состояние было бы похоже на то, что медведи и другие животные испытывают во время спячки. Ичиносе считает, что способность безопасно вызывать анабиоз может иметь важные медицинские применения, например, приостанавливать жизненные процессы пациента с неизлечимым заболеванием до тех пор, пока не будет найдено эффективное лечение.
Исследование 2005 года показало, что вдыхание газа, называемого сероводородом, заставляет мышей впадать в состояние анабиоза. Водород сульфид , который имеет запах тухлых яиц, иногда называют «канализационный газ. Кислородное голодание у млекопитающего в мозге приводит к увеличению производства водорода сульфида. По мере того как этот газ накапливается в ткани, сероводород может останавливать энергетический обмен в нейронах и вызывать их гибель. Кислородная недостаточность является признаком ишемического инсульта, наиболее распространенного типа инсульта и других травм головного мозга.
В исследовании Nature Communications Ичиносе и его команда изначально намеревались узнать, что происходит, когда мыши подвергаются многократному воздействию сероводорода в течение длительного периода. Сначала мыши входили в состояние, подобное анабиозу: температура их тела упала, и они были неподвижны. «Но, к нашему удивлению, мыши очень быстро стали толерантными к воздействию вдыхания сероводорода», — говорит Ичиноза. «К пятому дню они действовали нормально и больше не подвергались действию сероводорода».
Интересно, что мыши, которые стали толерантными к сероводороду, также могли переносить тяжелую гипоксию . Что защищало этих мышей от гипоксии? Группа Ичинозы подозревала, что это могут быть ферменты мозга, которые метаболизируют сульфид. Они обнаружили, что уровни одного фермента, называемого сульфид хинон оксидоредуктаза (SQOR), повышались в мозгу мышей, когда они дышали сероводородом несколько дней подряд. Они предположили, что SQOR играет роль в сопротивлении гипоксии.
В природе существуют убедительные доказательства этой гипотезы. Например, известно, что самки млекопитающих более устойчивы к воздействию гипоксии, чем самцы, а первые имеют более высокие уровни SQOR. Когда уровень SQOR у женщин искусственно снижается, они становятся более уязвимыми для гипоксии. (Эстроген может быть ответственным за наблюдаемое увеличение SQOR, поскольку защита от неблагоприятных последствий гипоксии теряется при удалении эстроген-продуцирующих яичников самки млекопитающего.) очень толерантны к гипоксии, что позволяет им выжить, так как обмен веществ в их организме зимой замедляется. Мозг типичного суслика имеет в 100 раз больше SQOR, чем мозг крысы аналогичного размера. Однако, когда Ичиносе и его коллеги «выключились»
Загрузка...
