Инсульт или повреждение спинного мозга могут вызвать чрезмерную стимуляцию нервных клеток, которая в конечном итоге повреждает и даже убивает их. Этот процесс известен как эксайтотоксичность, и это одна из причин, почему время после такой травмы имеет решающее значение, в то время как он также связан с прогрессирующими нейродегенеративными заболеваниями, например Болезнь Альцгеймера. Группа ученых под руководством EPFL обнаружила, что лактат, который вырабатывается в мозге и даже мышцах после интенсивных упражнений, можно использовать для защиты нейронов от эксайтотоксичности. Исследование опубликовано в журнале Nature Scientific Reports.
После острой травмы, такой как инсульт или травма спинного мозга, определенный тип рецепторов переходит в режим перегрузки и подавляет целевой нейрон потоком электрических сигналов. Это вызывает накопление ионов кальция внутри нейрона, что запускает токсичные биохимические пути, которые в конечном итоге повреждают или убивают его.Рецепторы, вызывающие это, называются рецепторами NMDA и взаимодействуют с нейротрансмиттером глутаматом.
Рецепторы NMDA являются основной мишенью в исследованиях и медицине, поскольку они вовлечены в ряд заболеваний, включая эпилепсию, шизофрению, болезнь Паркинсона и даже болезнь Альцгеймера.Группа исследователей во главе с Пьером Маджистретти из EPFL и Университета науки и технологий имени короля Абдаллы исследовала влияние глутамата на культивируемые нейроны мозга мышей.
Ученые использовали новую неинвазивную технику визуализации, называемую цифровой голографической микроскопией, которая может визуализировать структуру и динамику клеток с разрешением на уровне нанометров.Предыдущие исследования показали, что лактат может защищать нейроны от эксайтотоксичности.
Лактат вырабатывается в головном мозге и мышцах после интенсивных упражнений как побочный продукт метаболизма глюкозы. Тем не менее, как лактат защищает нейроны, до сих пор ускользало от ученых.Исследователи протестировали влияние глутамата на нейроны мышей с лактатом и без него.
Результаты оказались показательными: глутамат убил 65% нейронов, но с лактатом это число упало до 32%.Затем исследователи стремились определить, как лактат защищает нейроны. Используя различные блокаторы рецепторов на нейронах мыши, они определили, что лактат запускает производство АТФ, молекулы энергии клетки.
В свою очередь, продуцируемый АТФ связывает и активирует рецептор другого типа в нейроне, который включает сложный каскад защитных механизмов. В результате нейрон может противостоять натиску сигналов от рецептора NMDA.
Этот прорыв может продвинуть наше понимание нейрозащиты, что может привести к усовершенствованным фармакологическим способам уменьшения непоправимого ущерба, вызванного инсультом, травмой спинного мозга и другими травмами.