Всего одна молекула может объяснить, как кровоток в мозге запускает деменцию
Считается, что снижение притока крови к мозгу является ключевым фактором многих форм деменции, включая болезнь Альцгеймера, и ученые недавно выявили новый механизм, регулирующий этот приток, который также может помочь объяснить, как он нарушается. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.
Исследователи из Университета Вермонта обнаружили, что молекула жира помогает поддерживать баланс системы, и в экспериментах на мышах с болезнью Альцгеймера нарушение этого баланса приводило к проблемам.
Устранение дисбаланса восстановило более нормальный кровоток, что открывает новые перспективы для понимания и лечения изменений в головном мозге, связанных с деменцией.
«Это открытие — огромный шаг вперед в наших усилиях по предотвращению деменции и нейрососудистых заболеваний», — говорит фармаколог Осама Харраз.
Основываясь на предыдущих исследованиях эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных сосудов, команда исследователей изучила белок Piezo1 – «датчик» давления в этих клетках. При чрезмерной активации этого датчика может нарушиться кровоток в головном мозге.
Проанализировав активность мозга мышей, исследователи установили, что жировая молекула PIP2 действует как тормоз для Piezo1. Когда клетки мозга активны, уровень PIP2 низок, и активируется Piezo1, увеличивая приток крови туда, где она необходима.
В мышиных моделях болезни Альцгеймера было обнаружено аномально низкое содержание PIP2. Это привело к чрезмерной активации Piezo1, усилению кровотока в областях, где он не был необходим, и нарушению общего кровообращения.
Что особенно важно, когда исследователи восстановили уровень PIP2 у этих мышей, нормальные показатели кровотока в значительной степени восстановились.
Пока еще рано говорить о точном понимании того, как работает этот механизм – это было краткосрочное исследование, проводившееся только на мышах, – но это еще одно многообещающее направление для изучения основных причин деменции.
Сосудистая деменция, ключевым фактором которой является нарушение кровоснабжения головного мозга, является одной из наиболее распространенных форм деменции, поражающей миллионы людей во всем мире. Считается также, что проблемы с кровотоком играют роль в болезни Альцгеймера, хотя, вероятно, более значимым фактором является вредное накопление токсичных белков.
Поскольку кровоток контролирует доставку кислорода и питательных веществ в мозг, это имеет значение не только для деменции. Поддержание правильного баланса имеет важное значение для нормального функционирования мозга.
«Эти результаты закладывают основу для терапевтического подхода к улучшению мозгового кровотока при состояниях, когда активность Piezo1 изменена, и могут иметь последствия, выходящие за рамки контроля мозгового кровотока», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.
Хотя наше понимание деменции неуклонно улучшается, нам все еще многое неизвестно о том, как начинаются эти заболевания и почему одни люди более уязвимы, чем другие. Даже в случае сосудистой деменции неясно, какие именно факторы могут влиять на кровоток.
Подобные исследования помогают восполнить эти пробелы, выявляя задействованные молекулярные факторы.
Далее исследователи планируют изучить, как именно PIP2 взаимодействует с Piezo1. Понимание этого взаимодействия будет иметь решающее значение для контроля этой системы и потенциального восстановления здорового кровотока, а возможно, и когнитивных функций.
«Мы раскрываем сложные механизмы этих разрушительных заболеваний, и теперь можем начать думать о том, как использовать эти биологические данные для разработки методов лечения», — говорит Харраз.