Новое изобретение от инсульта
https://ria.ru/20190718/1556602558.html
Ученый рассказал, какие вещества спасают от инсульта
Ученый рассказал, какие вещества спасают от инсульта
Российские биологи придумали, как помочь мозгу справиться с последствиями кислородного голода и инсульта. Изучив механизм гибели клеток, когда заболевание… РИА Новости, 02.09.2019
2019-07-18T08:00
2019-07-18T08:00
2019-09-02T15:36
российская академия наук
инсульт
пущино
наука
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn21.img.ria.ru/images/155660/47/1556604703_0:332:2457:1714_1920x0_80_0_0_af76542ad0b9a64ebfe6da3f6ecaf5a2.jpg
МОСКВА, 18 июл — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Российские биологи придумали, как помочь мозгу справиться с последствиями кислородного голода и инсульта. Изучив механизм гибели клеток, когда заболевание только развивается, ученые поняли, какие процессы в итоге приводят к удару. О перспективах этого исследования РИА Новости рассказал один из его участников, кандидат биологических наук Егор Туровский из Института биофизики клетки РАН (Пущино).Что происходит в мозге при гипоксииВсе больше людей в мире страдают от инсульта — нарушения кровообращения, при котором наступает кислородное голодание, или гипоксия мозга. Если вовремя не начать лечение, человек может стать инвалидом, прикованным к постели, или даже погибнуть.Мозг — самый большой потребитель кислорода среди других органов тела, потому что постоянно выполняет огромное количество функций. Его клетки — нейроны и астроциты — наиболее чувствительны к гипоксии. Нет кислорода — нет энергии для нейронов, а значит, возникает угроза их гибели.При дефиците кислорода нейроны выделяют глутамат, скапливающийся во внеклеточном пространстве. При этом в нейронах подскакивает уровень содержания ионов кальция, складывается опасная ситуация, которая на этом этапе еще обратима: нейроны можно спасти.Если же гипоксия сохраняется, наступает вторая фаза — глобальная: нейроны усиленно производят глутамат, концентрация кальция растет неуправляемо, нейроны гибнут.Это сопровождается воспалительными процессами. В очаг поражения проникают моноциты — белые кровяные клетки — и вырабатывают различные спасительные вещества.На втором этапе тормозная система мозга, сдерживающая химическую активность в нейронах, отказывает. Дело в том, что ее клетки (ГАМКергические нейроны) при гипоксии гибнут первыми. Это обнаружили в 2013 году ученые из лаборатории внутриклеточной сигнализации Института биофизики клетки РАН, где работают Егор и Мария Туровские.”Без этих нейронов сеть мозга — как машина без тормозов, только педаль газа действует”, — приводит сравнение Егор Туровский.Как спасти нейроны от гибелиНадо было понять, как защитить ГАМКергические нейроны при ишемии мозга — уменьшении кровоснабжения. ГАМК — это гамма-аминомасляная кислота, сигнальная молекула, которой обмениваются эти клетки. Выполнив ряд опытов на культурах клеток мозга крыс, исследователи подробно изучили защитный эффект интерлейкина 10 — соединения, которое производят иммунные клетки моноциты, чтобы бороться с воспалительным процессом.”Это сильный нейропротектор. Он действует через рецепторы на нейроны и астроциты, защищает их от воспаления. Иммунные клетки дают его в ограниченных количествах, поэтому мы решили, что можно добавить извне”, — рассказывает биолог.Интерлейкин 10 получают в научных лабораториях из культур генно-модифицированных клеток человека, а это всегда дорого.”Мы подумали, хорошо бы найти что-то подешевле. Добавляли различные компоненты и обнаружили, что некоторые усиливают его действие”, — продолжает ученый. Один из таких компонентов — дигидрокверцетин. Это природный растительный флавоноид, извлекаемый из пней сибирской и даурской лиственниц. Продается как БАД с антиоксидантным эффектом.”Дигидрокверцетин подавляет экспрессию NMDA- и AMPA-рецепторов. Их становится меньше, и сокращается вход ионов кальция в нейроны при ишемии”, — поясняет Туровский.Кроме того, изучили антиоксидантный эффект этого вещества, то есть способность связывать свободные радикалы кислорода, повреждающие ГАМКергические нейроны.Эффективность интерлейкина 10 повышает еще одна добавка — агонист альфа-2 адренорецепторов. Эти молекулы способствуют снижению артериального давления, но на уровне клеток мозга, как выяснили ученые, обладают комплексным действием и активируют экспрессию защитных белков.Четвертый компонент Туровский не называет. Это ноу-хау научной группы, которое предстоит запатентовать. Без этого коммерциализация разработки невозможна. Затем придется искать финансирование, чтобы исследовать всю нейропротекторную композицию на животных, убедиться в отсутствии побочных эффектов. Только потом речь пойдет о клинических испытаниях.Есть метод — есть признаниеЕгор Туровский с супругой Марией приехали в Пущино из Мурманска после окончания педагогического университета. Их тянуло к фундаментальной науке, поэтому они поступили в магистратуру ПущГЕНИ и занялись нейробиологией. Это научное направление очень актуально и хорошо финансируется во всем мире.”Нас интересуют механизмы повреждения и выживания клеток мозга, какие рецепторы, сигнальные пути активируются при ишемии, какие сигнальные каскады необходимо запустить для формирования устойчивости к гипоксии и ишемии”, — отмечает Туровский.В лаборатории внутриклеточной сигнализации, где работали магистранты, поставили задачу: разработать микроскопический метод регистрации воздействия ишемии на клетки мозга. Мария Туровская с этой задачей справилась, что открыло ей путь в большую науку.На этом пути ученые сделали ряд фундаментальных открытий. Одно из них касается астроцитов — клеток глии, окружающей нейроны. Вместе с коллегами из отдела нейронаук, физиологии и фармакологии Университетского колледжа Лондона, где Туровские работали под руководством профессора Александра Гурина, они обнаружили, что астроциты чутко реагируют на дефицит кислорода.”Когда в стволе мозга происходит малейшее снижение уровня кислорода, первыми откликаются астроциты и посылают сигнал к нейронам, а оттуда — в дыхательные центры”, — уточняет ученый.Изучая мозг мышей в покое и при физических нагрузках, Туровские установили, что у животных меняется ритм дыхания: промежуток между выдохом и вдохом удлиняется. Этим, как оказалось, управляют “кислородные сенсоры” мозга — астроциты. Результаты исследования опубликованы в 2018 году в Nature Communications.
пущино
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2019
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn21.img.ria.ru/images/155660/47/1556604703_0:102:2457:1945_1920x0_80_0_0_f336ecf5e58612f9cff9ea3c13101d72.jpg
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
российская академия наук, инсульт, пущино
МОСКВА, 18 июл — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Российские биологи придумали, как помочь мозгу справиться с последствиями кислородного голода и инсульта. Изучив механизм гибели клеток, когда заболевание только развивается, ученые поняли, какие процессы в итоге приводят к удару. О перспективах этого исследования РИА Новости рассказал один из его участников, кандидат биологических наук Егор Туровский из Института биофизики клетки РАН (Пущино).
Что происходит в мозге при гипоксии
Все больше людей в мире страдают от инсульта — нарушения кровообращения, при котором наступает кислородное голодание, или гипоксия мозга. Если вовремя не начать лечение, человек может стать инвалидом, прикованным к постели, или даже погибнуть.
Мозг — самый большой потребитель кислорода среди других органов тела, потому что постоянно выполняет огромное количество функций. Его клетки — нейроны и астроциты — наиболее чувствительны к гипоксии. Нет кислорода — нет энергии для нейронов, а значит, возникает угроза их гибели.
При дефиците кислорода нейроны выделяют глутамат, скапливающийся во внеклеточном пространстве. При этом в нейронах подскакивает уровень содержания ионов кальция, складывается опасная ситуация, которая на этом этапе еще обратима: нейроны можно спасти.
Если же гипоксия сохраняется, наступает вторая фаза — глобальная: нейроны усиленно производят глутамат, концентрация кальция растет неуправляемо, нейроны гибнут.
Это сопровождается воспалительными процессами. В очаг поражения проникают моноциты — белые кровяные клетки — и вырабатывают различные спасительные вещества.
На втором этапе тормозная система мозга, сдерживающая химическую активность в нейронах, отказывает. Дело в том, что ее клетки (ГАМКергические нейроны) при гипоксии гибнут первыми. Это обнаружили в 2013 году ученые из лаборатории внутриклеточной сигнализации Института биофизики клетки РАН, где работают Егор и Мария Туровские.
“Без этих нейронов сеть мозга — как машина без тормозов, только педаль газа действует”, — приводит сравнение Егор Туровский.
Как спасти нейроны от гибели
Надо было понять, как защитить ГАМКергические нейроны при ишемии мозга — уменьшении кровоснабжения. ГАМК — это гамма-аминомасляная кислота, сигнальная молекула, которой обмениваются эти клетки.
Выполнив ряд опытов на культурах клеток мозга крыс, исследователи подробно изучили защитный эффект интерлейкина 10 — соединения, которое производят иммунные клетки моноциты, чтобы бороться с воспалительным процессом.
“Это сильный нейропротектор. Он действует через рецепторы на нейроны и астроциты, защищает их от воспаления. Иммунные клетки дают его в ограниченных количествах, поэтому мы решили, что можно добавить извне”, — рассказывает биолог.
Интерлейкин 10 получают в научных лабораториях из культур генно-модифицированных клеток человека, а это всегда дорого.
“Мы подумали, хорошо бы найти что-то подешевле. Добавляли различные компоненты и обнаружили, что некоторые усиливают его действие”, — продолжает ученый.
Один из таких компонентов — дигидрокверцетин. Это природный растительный флавоноид, извлекаемый из пней сибирской и даурской лиственниц. Продается как БАД с антиоксидантным эффектом.
“Дигидрокверцетин подавляет экспрессию NMDA- и AMPA-рецепторов. Их становится меньше, и сокращается вход ионов кальция в нейроны при ишемии”, — поясняет Туровский.
Кроме того, изучили антиоксидантный эффект этого вещества, то есть способность связывать свободные радикалы кислорода, повреждающие ГАМКергические нейроны.
Эффективность интерлейкина 10 повышает еще одна добавка — агонист альфа-2 адренорецепторов. Эти молекулы способствуют снижению артериального давления, но на уровне клеток мозга, как выяснили ученые, обладают комплексным действием и активируют экспрессию защитных белков.
Четвертый компонент Туровский не называет. Это ноу-хау научной группы, которое предстоит запатентовать. Без этого коммерциализация разработки невозможна. Затем придется искать финансирование, чтобы исследовать всю нейропротекторную композицию на животных, убедиться в отсутствии побочных эффектов. Только потом речь пойдет о клинических испытаниях.
Есть метод — есть признание
Егор Туровский с супругой Марией приехали в Пущино из Мурманска после окончания педагогического университета. Их тянуло к фундаментальной науке, поэтому они поступили в магистратуру ПущГЕНИ и занялись нейробиологией. Это научное направление очень актуально и хорошо финансируется во всем мире.
“Нас интересуют механизмы повреждения и выживания клеток мозга, какие рецепторы, сигнальные пути активируются при ишемии, какие сигнальные каскады необходимо запустить для формирования устойчивости к гипоксии и ишемии”, — отмечает Туровский.
В лаборатории внутриклеточной сигнализации, где работали магистранты, поставили задачу: разработать микроскопический метод регистрации воздействия ишемии на клетки мозга. Мария Туровская с этой задачей справилась, что открыло ей путь в большую науку.
На этом пути ученые сделали ряд фундаментальных открытий. Одно из них касается астроцитов — клеток глии, окружающей нейроны. Вместе с коллегами из отдела нейронаук, физиологии и фармакологии Университетского колледжа Лондона, где Туровские работали под руководством профессора Александра Гурина, они обнаружили, что астроциты чутко реагируют на дефицит кислорода.
“Когда в стволе мозга происходит малейшее снижение уровня кислорода, первыми откликаются астроциты и посылают сигнал к нейронам, а оттуда — в дыхательные центры”, — уточняет ученый.
Изучая мозг мышей в покое и при физических нагрузках, Туровские установили, что у животных меняется ритм дыхания: промежуток между выдохом и вдохом удлиняется. Этим, как оказалось, управляют “кислородные сенсоры” мозга — астроциты. Результаты исследования опубликованы в 2018 году в Nature Communications.
Источник
Ученые из Академии медицинских наук изготовили и провели испытания аминокислот, которые спасают нервы от разрушения. В НИИ фармакологии имени В.В. Закусова РАМН сконструированы пептидные соединения, которые могут стать средством от самых распространенных и прогрессирующих в мире (по данным ВОЗ) заболеваний центральной нервной системы — болезней Паркинсона и Альцгеймера. Кроме того, с помощью тех же средств можно будет лечить инсульты и избавлять людей от депрессии.
— Соединения — это две модифицированные молекулы аминокислот, имитирующие действие факторов роста нервов BDNF и NGF. Установлено положительное влияние препаратов на память и на выживаемость организма при моделировании различных острых нарушений мозгового кровообращения. Кроме того, хорошо проявляются антидепрессивные свойства, — поясняет академик РАН и РАМН, директор НИИ фармакологии РАМН Сергей Середенин.
В настоящее время вновь синтезированные соединения проходят стадию доклинических испытаний. Фармакологические исследования уже показали, что вещества эффективны при системном введении млекопитающим. Авторы препаратов — академик Середенин и заведующая отделом химии того же НИИ член-корр РАМН Татьяна Гудашева. Институт запатентовал свое изобретение в России, идет процесс патентования в США, Европе, Индии и Китае. Одновременно готовится статья в американский журнал Journal of Medicinal Chemistry.
Болезни Паркинсона, Альцгеймера, ишемические и геморрагические инсульты связаны с активностью белков NGF и BDNF, которые по сути защищают разные виды нейронов головного мозга. Нарушения в холинергических нейронах способствуют развитию болезни Альцгеймера, в дофаминергических нейронах — Паркинсона. Кроме того, эти же факторы имеют прямое отношение к развитию инсульта — например, доктор медицинских наук, министр здравоохранения РФ Вероника Скворцова в одной из научных работ доказывает, что пациенты, имеющие большее число нейротрофинов в крови, легче выходят из состояния инсульта по сравнению с больными, у которых наблюдается их нехватка.
Вся сложность в лечении этими белками заключается в их размере: NGF и BDNF не могут преодолеть гемато-энцефалический барьер — физиологическую границу между кровеносной и центральной нервной системами, а значит, доставить их к нейронам можно только с помощью операции. Но и это не вариант: чужеродные белки имеют побочные эффекты — вызывают боль, имеют онкогенные свойства. Именно поэтому ученые пошли по пути синтеза отдельных частей белков, которые имитируют нужные эффекты «больших» белков.
— Мы сконструировали малую молекулу на основе большой белковой молекулы, чтобы она проникала в мозг через кровь. Молекула проходит гемато-энцефалический барьер. Но при этом нужно было сконструировать так, чтобы она могла имитировать эффекты большой молекулы. Нам это удалось. Мы доказываем, что она взаимодействует с рецепторами и производит такие же биохимические эффекты, как большая молекула. Смотрим, что происходит при системном введении животным. На животных с моделями болезней Альцгеймера и Паркинсона соединения демонстрируют нужный эффектам, причем можно вводить их даже перорально. Это большой успех, что малые молекулы имитируют эффекты очень больших белков, — объясняет Татьяна Гудашева суть своей работы.
Однако, пока средство не прошло всех тестов, авторы изобретения просят не преувеличивать его значимость. Способ может стать большим достижением только после клинических испытаний.
forum-orion
Источник
Ученые разработали мобильное приложение Cardiio Rhythm для диагностики сердечной аритмии. Программа будет работать через камеру смартфона, анализируя изменения цвета кожи лица, которые могут свидетельствовать об аритмии.
Благодаря ранней диагностике аритмии приложение, по задумке создателей, может предупредить инсульт. Проект разработали ученые Массачусетского технологического института (MIT). Отчет об их работе опубликован в научном журнале Американской ассоциации сердца Circulation.
Как рассказали в MIT, пока приложение используется только для исследований. В ближайшем будущем создатели Cardiio Rhythm надеются сделать приложение доступным для потребителей. Одна из особенностей изобретения заключается в том, что оно может диагностировать пароксизмальную мерцательную аритмию. Это не всегда могут сделать врачи из-за того, что сигналом заболевания является спонтанное нерегулярное сердцебиение, которое сложно зафиксировать. Программа улавливает мельчайшие изменения света, который отражается от кожи.
Дело в том, что каждый удар сердца увеличивает объем крови в сосудах. Гемоглобин в крови поглощает свет, что уменьшает отражение света от кожи. Приложение Cardiio Rhythm отслеживает эти незначительные изменения отраженного света, незаметные для человеческого глаза. Разработчики подчеркивают, что технологическая новинка должна будет использоваться только как скрининговый инструмент (устройство для первичного обследования), а официальный диагноз ставит врач.
Предварительные испытания на тысяче пациентов показали, что результаты Cardiio Rhythm на 95% совпадают с результатами электрокардиографии сердца (ЭКГ). “Мы не пытаемся заменить ЭКГ, а помогаем людям принимать предупредительные меры”, – подчеркнул генеральный директор Cardiio Минг-Жер По.
Предположительно, изобретение окажется наиболее полезным для людей пожилого возраста из-за того, что их тело более восприимчиво к аритмии. При ранней диагностике и терапии можно избежать двух третей случаев инсульта. Однако из-за того, что у человека с сердечной аритмией часто наблюдаются неопределенные симптомы или их отсутствие, он не обращается к врачам до инсульта.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, примерно от 2,7 до 6 млн американцев страдает от сердечной аритмии, когда из-за нерегулярного сердцебиения в верхних камерах сердца кровь в недостаточном количестве поступает в нижние камеры. Это приводит к образованию сгустков крови, которые могут попасть в мозг и вызвать инсульт. Аритмия в США приводит к 750 тыс. госпитализаций и 130 смертям ежегодно.
Стартап Cardiio появился в 2012 году, запустив фитнес-приложение, работающее по тому же принципу измерения света. Это приложение рассчитывало частоту сердечных сокращений. Однако это не первый стартап выпускника MIT Минг-Жера По в области здравоохранения. В 2010 году он с группой других ученых представил проект электронного зеркала, способного измерять частоту пульса пользователя, его давление и уровень кислорода в крови. Для сбора данных в зеркало была встроена веб-камера.
Болезни системы кровообращения – причина большинства смертей россиян в трудоспособном возрасте, за исключением гибели от внешних причин. По данным Росстата, за 2014 год было зафиксировано около 940 тыс. смертей от болезней системы кpовообращения.
Материал предоставлен проектом “+1”.
Источник