Новое исследование, проведенное учеными из Медицинской школы Университета Мэриленда (UM SOM), обнаружило интригующую связь между сном, познанием и соединением под названием кинуренин. Эти ссылки могут пролить свет на механизм, который вызывает когнитивные проблемы у людей, страдающих этим заболеванием, и могут указать путь к новым методам лечения для уменьшения некоторых симптомов болезни.Результаты были опубликованы в журнале Sleep. Исследование является первым, в котором подробно освещается связь между кинуренином, его метаболитом кинуреновой кислотой, сном и познанием.
«Никто раньше не изучал взаимосвязь между сном и кинурениновым путем», — сказала Ана Поцивавсек, исследователь из Центра психиатрических исследований Университета штата Мэриленд (MPRC) и доцент кафедры психиатрии. «Это исследование устанавливает четкую связь между повышением кинуренина и проблемами со сном».В последние годы ученые определили кинуреновую кислоту как потенциального ключевого игрока в шизофрении. Кинурениновая кислота — это нейроактивный метаболит кинуренина, который образуется в головном мозге.
У людей с шизофренией уровень кинуреновой кислоты в мозгу выше нормы. Ученые предположили, что эти повышенные уровни могут быть связаны с рядом симптомов, наблюдаемых при болезни, включая проблемы с обучением и памятью.Однако механизмы, лежащие в основе когнитивных нарушений у пациентов, остаются неясными.
Доктор Почивавсек и ее коллеги подозревали, что взаимодействие между повышенным содержанием кинуреновой кислоты и сном может сыграть роль. Как у людей, так и у животных существует множество доказательств того, что дисфункция сна приводит к проблемам с обучением и памятью. Кроме того, исследователи и клиницисты давно отметили, что люди, страдающие шизофренией, также часто имеют проблемы со сном.
Для этих экспериментов она и ее коллеги изучали крыс. Они сравнили поведение крыс с повышенным содержанием кинуреновой кислоты в мозгу и животных с нормальным уровнем этого соединения.
Они подключили мозг животных к устройству, которое измеряло количество и качество сна, и обнаружили, что животные с более высоким уровнем кинуреновой кислоты имели значительно менее быстрое движение глаз, или быстрый сон. Это фаза сна, в которой происходят сновидения, и считается, что она имеет решающее значение для закрепления ранее полученных знаний.
Исследователи обнаружили, что у группы с высоким содержанием кинуреновой кислоты также были проблемы с обучением. Чтобы проверить это, они помещают крыс в ящик и светят в него светом.
На одной стороне коробки есть отверстие в более темную область. Крысы ведут ночной образ жизни и предпочитают темноту, поэтому животные обычно бегут в темное место.
Оказавшись в этой области, они получают небольшой удар электрическим током. Когда эксперимент повторяется на следующий день, нормальные животные не бегут в более темную область, вспоминая шок накануне. Для сравнения: животные с повышенным уровнем кинуреновой кислоты и, как следствие, нарушенным сном, не помнят шок, нанесенный накануне, и бегут в темное место.
Другими словами, они не извлекли уроки из опыта предыдущего дня.«Мы начинаем думать о том, что кинуреновая кислота нарушает сон, а затем и познание», — сказала она.
Однако есть и другие возможности, говорит она: возможно, нарушения сна вызывают повышение кинуреновой кислоты, что затем приводит к когнитивным проблемам. «Непонятно, что происходит первым», — говорит она. «Это действительно интересный вопрос, и мы его исследуем».Доктор Почивавсек и другие исследователи предполагают, что уменьшение кинуреновой кислоты может уменьшить проблемы со сном и когнитивными функциями у пациентов с шизофренией. «Мы, безусловно, считаем, что высокий уровень кинуреновой кислоты — важный аспект шизофрении», — говорит она.
Исследование дает больше оснований для разработки лекарств, снижающих уровень кинуреновой кислоты в головном мозге. Одна из ключевых возможностей — ингибировать фермент кинуренинаминотрансфераза II или KAT II, который превращает кинуренин в кинуреновую кислоту. Используя соединения, ингибирующие этот фермент, исследователи смогли уменьшить количество кинуреновой кислоты в мозге.
На протяжении многих лет различные фармацевтические компании работали над разработкой ингибиторов KAT II, которые могут достигать мозга и быть безопасными и эффективными для людей. Исследование доктора Почивавсека свидетельствует о том, что этот подход имеет клинический потенциал.
«Это исследование дополняет доказательства того, что высокий уровень кинуреновой кислоты способствует когнитивной дисфункции», — говорит она. «Если мы сможем найти способы снизить эти уровни, мы сможем уменьшить эти симптомы у пациентов».