По изменению структуры сна можно спрогнозировать успех лечения инсульта. Как в составлении прогноза помогают людям крысы, рассказали Infox.ru нейробиологи из Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.
Ишемический инсульт – наиболее распространенный вид инсульта, к нему относятся 80% всех случаев острого нарушения мозгового кровообращения. Его причиной служит закупорка сосуда из-за тромба или спазма, в результате чего часть мозга перестает снабжаться кислородом и нервные клетки погибают.
Чтобы владеть эффективными методами лечения «мозгового удара», надо знать его механизмы и изучать возможности мозга к восстановлению. А для этого необходимы адекватные модели человеческого заболевания на лабораторных животных. С одной из таких моделей работают ученые лаборатории сравнительной нейробиологии позвоночных Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова (ИПЭЭ) РАН.
Пептид для спазма сосуда
«Мы используем пептид эндотелин-1, -- рассказал корреспонденту Infox.ru ведущий научный сотрудник института, доктор биологических наук Владимир Ковальзон, – он при введении в головной мозг в микрограммовой дозе вызывает мощный спазм близлежащего мозгового сосуда. Вокруг места введения образуется очаг ишемии».
Чтобы доставить эндотелин в мозг, крысе заранее вживляют в мозг миниатюрную канюлю в область правой среднемозговой артерии. С помощью микрошприца и тоненькой капиллярной трубочки через эту канюлю пептид поступает в мозг нормальной бодрой крысы. «Мы вводим вещество практически в нервную ткань, поэтому это надо делать очень медленно», -- пояснила Infox.ru научный сотрудник лаборатории Галина Фесенко.
Такая модель инсульта, по словам ученых, гораздо проще и менее травматична, чем ранее применявшийся для той же цели механический метод. Тогда исследователям приходилось пережимать крысам мозговые сосуды, что требовало серьезных операций под наркозом.
Приблизительно через 10 минут после введения пептида у крыс прямо на глазах развивается ишемический инсульт. Очаг поражения мозговой ткани, как показали предшествующие исследования, находится в стриатуме (полосатом теле) и затрагивает правую лобную кору. Показателями инсульта служат неврологические нарушения: затруднены движения передней лапы со стороны, противоположной очагу, то есть левой. Когда крысу держат за хвост вниз головой, она неестественно изгибает эту лапу и вращается в одну сторону. У человека двигательные нарушения также возникают в противоположной очагу инсульта конечности.
Сон после инсульта
Экспериментальные крысы несут на голове не только канюлю для пептида, но и разъем, к которому крепятся вживленные в мозг электроды для регистрации электрической активности мозга – электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Ученых интересует ЭЭГ крыс во время циклов «сон-бодрствование», поскольку, не зная ЭЭГ, невозможно сказать, в каком состоянии – бодрствования, медленного или быстрого сна – находится животное или человек в каждый данный момент. Владимир Ковальзон – ведущий российский специалист в области изучения сна, но в данном случае сон – это не цель, а средство оценки состояния мозга после инсульта.
«Сон и бодрствование – это явления, определяющие всю нашу физиологию, -- объясняет Ковальзон. – Нарушения структуры сна зачастую говорят о патологических процессах, которые уже происходят в организме, но еще не привели к выраженным во время бодрствования симптомам. По изменению характера сна можно судить о том, какие процессы нарушены. С другой стороны, воздействуя на структуру сна, мы тем самым можем воздействовать на восстановительные процессы в ткани мозга, а также мыслительные процессы, память, эмоциональный статус».
Сонный эксперимент
Ученые записывают ЭЭГ крыс до инсульта и после инсульта в непрерывном режиме в течение нескольких суток. Для этого животных помещают в специальные экранированные от электрических помех камеры и подключают к кабелям цифрового полисомнографа – прибора для «регистрации сна». Волны ЭЭГ крыс выводятся на монитор и в память компьютера.
Крысы в изолированных камерах получают еду и воду и находятся в условиях 12-часового светового дня. Но они -- животные ночные, и поэтому, как правило, днем больше спят, а ночью -- бодрствуют. При этом периоды крысиного сна и бодрствования сменяют друг друга довольно часто, не так, как у человека, для которого характерен так называемый консолидированный, то есть непрерывный, ночной сон.
Ученые обнаружили, что после инсульта в структуре цикла «сон-бодрствование» крыс происходят изменения. Первые шесть часов после экспериментального инсульта животные вообще не спят, потом обычный (медленный) сон восстанавливается, а быстрый (сон со сновидениями) отсутствует еще шесть часов, до конца темного («ночного») периода. В последующие сутки развивается значительное (в полтора раза) увеличение суммарной продолжительности обычного сна, которое постепенно сглаживается к исходу первой недели после инсульта.
Метод для прогноза и поиска лекарств
«Есть клинические данные, что нарушение сна у больных может служить прогностическим признаком, -- говорит Ковальзон. – Если структура сна не меняется, то у пациента хорошие шансы на компенсаторные процессы, которые помогут ему выйти из инсульта. Если сон сильно изменен за счет нарушения цикличности и подавления глубокого медленного, а также быстрого сна, то прогноз, скорее всего, неблагоприятный».
По данным ВОЗ, в России от инсульта гибнут 175 из 100 тыс. человек. А из выживших пациентов две трети не возвращаются к нормальной жизни. Последствия инсульта – это параличи, нарушения речи и умственной деятельности.
Анализируя изменения в структуре сна, физиологи пытаются показать, какие именно мозговые процессы затронуты ишемией, и что надо сделать, чтобы запустить механизмы восстановления нервной ткани.
Поэтому на данной крысиной модели ученые из ИПЭЭ РАН в дальнейшем собираются испытывать вещества, которые, предположительно, должны помочь мозгу восстановиться. К таким веществам относится, например, пептид Семакс, разработанный на кафедре физиологии человека и животных биологического факультета МГУ.
Infox.ru обязательно расскажет о новых методах лечения одного из самых распространенных сердечно-сосудистых заболеваний.
