«Изменения на молекулярном уровне»: нейробиолог — о липидном составе мозга при депрессии и шизофрении
- Gettyimages.ru
- © CoreDesignKEY
— В недавней работе вы установили, что у людей с шизофренией в белом веществе головного мозга снижается количество липидов, необходимых для построения клеточных оболочек. Какова роль липидов для нервной системы и мозга?
— Липиды — большая группа органических нерастворимых в воде жироподобных соединений. Они являются основным структурным и функциональным компонентом нервной ткани. Этим она отличается от других тканей, которые состоят преимущественно из белков. Дело в том, что липиды — основа клеточных мембран, а у клеток нервной ткани их поверхность намного больше, чем у обычных. Клетки мышечной, соединительной тканей выглядят как капельки, заключённые в липидную оболочку. А нервные клетки, клетки мозга, выглядят как пауки с множеством ножек-отростков, с помощью которых они «общаются» между собой. Все эти отростки образованы именно мембранами, на которых и протекают все интересные процессы в нашем мозге. Всего же в тканях мозга насчитывается более 900 различных липидов.
Они являются важными сигнальными молекулами в нашей нервной системе.
- Нейроны
- Gettyimages.ru
- © Viaframe
Работа, о которой идёт речь, проводится в рамках общей программы исследований, поддержанной Российским научным фондом: она направлена на изучение изменений липидного состава мембран в мозге больных шизофренией и больных депрессией. Оба заболевания протекают тяжело и, к сожалению, встречаются довольно часто. При этом учёные до сих пор так и не смогли достоверно определить механизмы возникновения этих патологий, а также найти действительно надёжные методы их профилактики, диагностики и лечения.
В исследовании мы сосредоточились на изучении той части мозга, которая очень редко исследуется при шизофрении. Это так называемое белое вещество — именно там находятся «провода», отростки нейронов, через которые они обмениваются сигналами. Можно сравнить функции этой части мозга с сетью интернет, которая соединяет миллиарды различных устройств. И оказалось, что при шизофрении именно белое вещество меняется очень сильно.
Мы изучили эти изменения липидного состава на молекулярном уровне. Мы используем методику современного масс-спектрометрического анализа, но, конечно, работа осложняется тем, что работаем мы именно с головным мозгом. Естественно, пробы тканей мозга у живых пациентов никто не собирает, это невозможно. Поэтому изучаем изменения не в динамике, а уже постфактум, после кончины исследуемых людей.
«Жалобы нельзя игнорировать»: доктор медицинских наук — о новом методе сверхранней диагностики рака мозга
Поэтому, чтобы выявить липидные маркеры шизофрении и депрессии на ранней стадии, мы изучаем плазму крови пациентов. И в этой области уже достигли некоторых успехов: видно, как сильно меняется липидный состав крови при шизофрении. Так что очень вероятно, что скоро болезнь можно будет определить на самых ранних стадиях просто по анализу крови, пока ещё нет сильных отклонений мышления и поведения.
— Есть ли связь между недостатком липидов в головном мозге и определёнными симптомами шизофрении — например, галлюцинациями или когнитивными нарушениями?
— Для того чтобы сделать такое исследование, нужна очень большая выборка. Проблема в том, что пока нет обширного биобанка образцов мозга пациентов, страдающих различными когнитивными или психоэмоциональными расстройствами. Поэтому мы с клиницистами работаем с теми данными, которые удаётся собрать своими усилиями. Речь идёт о нескольких десятках пациентов. Но даже такая небольшая выборка всё равно позволяет делать определённые выводы.
- Gettyimages.ru
- © WIN-Initiative/Neleman
Известно, что при шизофрении, помимо положительных симптомов (положительных в том плане, что они добавляются), как галлюцинации, пациенты испытывают ещё и отрицательные симптомы — это когда что-то убавляется. Например, у них, как и при депрессии, пропадают аппетит, интерес к жизни, ещё какие-то желания, которые свойственны обычному человеку. В этом проявления шизофрении похожи на депрессию. И мы видим данное сходство и на биохимическом уровне, по сходному липидному составу тканей мозга при этих двух заболеваниях.
«Аналогов такой модели нет»: российские медики научились прогнозировать риск внезапной остановки сердца после инфаркта
— Как на практике могут быть применены полученные данные? Возможно ли в принципе влиять на липидный состав мозга для коррекции каких-то заболеваний?
— Влиять на липидный состав мозга возможно, это доказано эмпирическим путём. Поэтому медики в дополнение к основной терапии назначают пациентам также различные пищевые добавки вроде жирных кислот Омега-3 и специальные диеты. Проблема в том, что под этими рекомендациями пока не лежат системные знания о том, как меняется состав и метаболизм мозга при таких расстройствах.
Так что если мы разберёмся в механике шизофрении и депрессии, это позволит очень сильно продвинуться в их лечении. По последним данным, генетическая предрасположенность только на треть ответственна за развитие шизофрении. Остальное приходится на внешние факторы. Причём до сих пор нет достоверных данных о том, что именно может стать триггером шизофрении.
— Варьируется ли липидный состав мозга среди разных групп населения, например, в зависимости от пола, возраста? И кто в группе наибольшего риска?
— Конечно, такие исследования проводились, в том числе и в нашей лаборатории. Липидный состав мозга варьируется и по полу, и по возрасту. Возрастные изменения довольно сильные, особенно в первые десять лет жизни, когда наш мозг только формируется.
- Нервная ткань
- Gettyimages.ru
- © Comstock Images
Что касается пола, тот тут различия небольшие, в несколько процентов. Интересно, что симптоматика и динамика развития шизофрении обычно довольно сильно различаются у мужчин и женщин. И при этом различия в липидном составе мозга, которые есть у здоровых людей разного пола, по мере прогрессирования шизофрении, напротив, сглаживаются. Это происходит за счёт того, что мозг больных мужчин меняется сильнее и становится по своему липидному составу больше похож на мозг пациентов-женщин.
— Нарушения липидного обмена также часто встречаются у людей с аутизмом. Какие ещё заболевания могут быть связаны с нарушением липидного состава?
«Профилактика инфекционных заболеваний»: российские учёные выяснили, как спорт влияет на микробиом кишечника
— Изменения липидного состава присутствуют практически при всех заболеваниях нервной системы, потому что липиды являются её ключевым структурным компонентом. Поэтому логично, что определённые изменения встречаются и при аутизме, — но их природу ещё предстоит исследовать.
— Есть ли рекомендации по коррекции образа жизни для больных шизофренией, чтобы улучшить липидный состав мозга?
— Психиатры сходятся на том, что одним из самых первых предсказательных симптомов не только шизофрении, но и других психических расстройств является серьёзное нарушение режима сна. Это очень влияет на работу центральной нервной системы, на работу мозга и может запустить серьёзные физиологические изменения в организме. В том числе изменение липидного состава нервной ткани, способное перерасти в заболевание. Поэтому очень важно не только больным, но и здоровым людям следить за режимом сна, вовремя засыпать и высыпаться. Наладить режим помогают физические нагрузки, прогулки на свежем воздухе и т. д.
— Какие ещё исследования мозга вы планируете?
— Шизофрения — это системное заболевание, поэтому, исследуя мозг больных ею людей, мы изучаем не только липиды, но и другие особенности строения и состава. Так, мы смотрим на состав продуктов метаболизма клеток, на активность различных генов, а также анализируем не только липидный, но и белковый состав тканей. Современные методики позволяют рассматривать все молекулы в образце ткани одновременно и с очень высоким разрешением. Это позволяет впервые в истории науки хотя бы немного приблизиться к системному пониманию тех изменений, которые происходят в мозге при психоэмоциональных расстройствах.
