Воспаление коры головного мозга что это такое: Page not found | Regionaalhaigla

alexxlab Разное

Содержание

как это вообще работает, если за ГЭБ нет иммунной системы / Хабр


Так выглядит строение головного мозга

Гематоэнцефалический барьер в нашем организме — это такая структура, которая защищает наш мозг от всего, что может ему навредить. Иногда этот барьер ломается и уже не может останавливать всё, что в мозг попадать не должно. И в этом случае случается воспаление.

Но воспаление — это штука, которую делает иммунная система. А за ГЭБ иммунной системы нет — ведь мозг функционирует автономно и независимо от остальных систем в организме. Как тогда получается, что люди умирают от менингита и энцефалита?

Дело в том, что иммунитет за ГЭБ всё-таки есть — правда, свой собственный. Поэтому там могут развиваться воспалительные процессы. Медицина уже очень много знает и умеет, но тёмных пятен в истории с иммунной системой в мозге ещё предостаточно — кстати, это перспективное поле для получения Нобелевской, если вы вдруг планировали.

Что такое воспаление


Воспаление

— это такой процесс, который запускает иммунная система организма, чтобы защититься от повреждения или от действия патогенного раздражителя, а потом восстановить повреждённую область. Если разложить воспаление по пунктам, то получим такую последовательность:

  1. Альтерация: когда повреждаются ткани.
  2. Экссудация: когда жидкость и клетки крови выходят из сосудов и попадают в ткани и органы, формируя отёк.
  3. Пролиферация: когда клетки начинают размножаться и восстанавливается целостность ткани.

Основные внешние признаки у воспаления довольно понятные: покраснение, отёк, жар, боль, нарушение функции.

Повреждённые воспалительным процессом клетки начинают выделять эйкозаноиды и цитокины, иммунные клетки получают сигнал, что им пора включаться в работу и тут же устремляются к месту событий.

Если очень коротко про иммунную систему и зачем она нужна: это такая сложная структура, которая защищает организм от инфекций и патогенов. Основа вакцинации — это иммунологическая память, когда организм учится развивать более сильный иммунный ответ после встречи с патогеном.

На этой схеме можно увидеть, где внутри нас живёт иммунная система:

Как видно, здесь не отмечен головной мозг, а статья у нас про его воспаление. Возникает вопрос — а как и почему тогда мозг умеет воспаляться и как там работает иммунная система?

Что такое головной мозг и как в нём работает иммунная система


Центральная нервная система

раньше считалась таким иммуннопривилегированным органом — то есть её ткань якобы находится за пределами контроля иммунной системы. «Иммунная привилегия мозга» предполагала, что мозг не может себе позволить такую роскошь, как проявление иммунной реакции. Из-за того, что объём черепа ограничен, иммунная реакция могла бы вызвать резкий скачок внутричерепного давления и гибель нейронов.

Чуть отойду от темы, чтобы объяснить, насколько мозг — важная штука. Мне нравится аналогия с компьютером. Мозг — это центральный процессор. Неважно, в каком у нас состоянии мышка и клавиатура, если вдруг с процессором что-то не так. Полетел процессор — летит к чертям всё остальное.

Так же и в организме — от функционирования головного мозга зависит работа вообще всего. Поэтому очень важно, чтобы он был максимально изолирован от лишнего, но при этом, например, имел источник бесперебойного питания — глюкозу. Глюкозу мозгу получать можно и нужно, а вот, например, иммуноглобулины в мозг проникать не должны. Это такие крупные белковые клетки, которые, попав в мозг, начали бы развивать в нём бурную деятельность — аутоиммунные реакции, например. То есть мозг должен быть защищён от разных процессов в иммунной системе, которые распознают его ткань как чужеродную.

Так вот, фейсконтролем, фильтрующим кому можно войти, а кому нельзя, у мозга служит гематоэнцефалический барьер. Это умная структура, которая разделяет кровеносную систему и центральную нервную систему. Главная задача ГЭБ — обеспечить автономность и саморегуляцию головного мозга, выстроив барьер между кровью и спинномозговой жидкостью.

Получается, что ГЭБ проницаема для одних структур и непроницаема для других. Результаты исследований, которые доказали, что через ГЭБ действительно проходят определённые вещества, лишили головной мозг статуса «неприкасаемости».

Гематоэнцефалический барьер



Строение ГЭБ

Так как ГЭБ не пропускает антитела и антигены, и у мозга нет своей лимфатической системы, внутри этого автономного государства сформировалась собственная иммунная система.

Кирпичики, из которых она строится:

  1. Лимфоидные клетки спинномозговой жидкости (Т- и В-лимфоциты и их субпопуляции), естественные киллерные клетки, моноциты и макрофаги.
  2. Глиальные клетки нервной ткани (клетки микроглии и астроциты) и клетки эндотелия мозговых сосудов.
  3. Гуморальные факторы, биологически активные вещества.

Много сложных терминов, расскажу немного про каждый.

Первая группа клеток несёт специфические иммунные функции и умеет формировать локальный иммунный ответ в спинномозговой жидкости и ЦНС.

Астроциты и микроглия запускают механизм врождённого иммунитета, что, по сути, и есть основная защита мозга от инфекций. Клетки микроглии первыми реагируют на прямое повреждение ЦНС.

В третью подсистему входят гормоны (тимозин), медиаторы, пептиды, цитокины.

Получается, что внутри ЦНС сформировалась своя автономная иммунная система, которая умеет быть практически независимой от центральной иммунной системы. Тема эта в научном мире на самом деле всё ещё животрепещущая, нейрофизиологи до сих пор выдвигают теории по иммунным реакциям в мозге.

Какие бывают воспалительные процессы в мозге

Технически процесс воспаления в головном мозге начинается так же, как и в любом другом месте. Но так как иммунная система там специфическая, то проходит он по-другому.

Что может воспалиться? Может произойти воспаление оболочек головного мозга — это менингит. А могут воспалиться и внутренние структуры мозга — это энцефалит.

Про менингит



Менингококки — это грамм-отрицательные диплококки (когда две бактерии — кокки — сложены парой). Очень похожи на два зёрнышка внутри ягоды кофейного дерева. На этом снимке менингококки в спинномозговой жидкости.

Менингококк прилично вирулентен, передаётся воздушно-капельным путём и хорошо тропен к мозгу. Поражает такая инфекция преимущественно детей (чаще до 5 лет) и подростков — это больше 70% от общего числа больных. Дети в такой зоне риска находятся потому, что у них ещё несостоятельный иммунитет, и менингококк летит туда, как в удобную мишень. В зоне риска и иммуннокомпрометированные пациенты, это те, кто получает иммуносупрессивную терапию (например, при онкологии). Сюда же пойдут возрастные группы пациентов от 65 лет, с учётом хронических заболеваний.

Основные симптомы менингита: сильная головная боль, высокая лихорадка, изменённое состояние сознания (от ступора до комы), чувствительность к свету и звуку. Появляется специфическая звёздчатая сыпь. Ещё один яркий признак — ригидность затылочных мышц. Это когда они становятся настолько каменно-твёрдыми, что если попытаться пациента поднять за шею, то он поднимется весь, шея не сгибается. По сути, он превращается в одну сплошную доску. Происходит так потому, что вместе с головным мозгом воспаляется спинной.

По этиологии менингиты бывают разные: бактериальный (как раз менингококковый), вирусный (например, краснуха), грибковый, смешанный и другие типы.

Львиная доля менингитов — менингококковые. У нас со статистикой не очень, но вот, например, в США 13 процентов всех менингитов приходятся на менингококковую инфекцию. Это на самом деле колоссальное число.

У бактериального менингита есть разные возбудители, и то, какой именно поразил заболевшего, в основном зависит от возраста. У новорождённых и младенцев, например, бактериальный менингит чаще всего вызывают стрептококки группы B (в частности Streptococcus agalactiae), Escherichia (E.) coli (и другие грамотрицательные бактерии), Listeria monocytogenes.

А младенцев старшего возраста, детей и молодых людей чаще всего атакуют Neisseria meningitidis и Streptococcus pneumoniae. Менингит от последней порой приводит к смерти в течение нескольких часов. Сепсис, который вызван этой бактерией, может стать причиной коагулопатии и двустороннего геморрагического инфаркта надпочечников (синдром Уотерхаус — Фридериксена).

Haemophilus influenzae типа Б — в прошлом главная причина менингита у детей до 6 лет и среди других возрастов. Сегодня же это редкая причина в США и Западной Европе, где от этой бактерии масштабно проводится вакцинация (кроме тех местностей, где население не вакцинируется, — там в группе риска в большой степени дети от 2 месяцев до 6 лет).

Среди взрослых людей среднего возраста и старшего поколения наиболее распространённая причина бактериального менингита — S. Pneumoniae. У людей всех возрастов иногда вызывает менингит Staphylococcus aureus.

Как выявляют менингит?

У пациента берётся спинномозговая пункция. Это когда вводят иглу в полость между мягкой и паутинной мозговыми оболочками головного и спинного мозга и делают забор спинномозговой жидкости. Кстати, пациенту может стать чуть легче от самого процесса забора пункции — мы дренируем часть жидкости, отчего снижается давление и резко отпускает мучительная головная боль.

Забор люмбальной пункции выглядит вот так. Красно-коричневое — это дезинфицирующий раствор йодопирона.

Анализируем клетки, которые в ней содержатся, и понимаем, с чем имеем дело. Иногда может оказаться, что это не воспаление, а, например, опухоль — симптомы бывают очень похожие.

Как лечить?

Если мы видим у пациента все симптомы, которые я перечислил, то в первую очередь назначаем антибиотик широкого спектра. Когда мы берём спинномозговую пункцию, то должны обязательно сделать культуральный посев. Он готовится, к сожалению, несколько суток. Такой роскоши, как ждать несколько дней, у нас точно нет, поэтому антибиотик назначаем, не дожидаясь результата пункции.

Если подтверждается менингит, то пациенту будет назначено минимум три антибиотика. Скорее всего, и что-то противогрибковое. Например, противогрибковый препарат Флюконазол.

Если менингит вирусный, то основное лечение будет направлено на патогенетическую терапию. Это, в первую очередь, инфузионная терапия — когда мы вводим в кровоток определенные растворы, чтобы скорректировать или предотвратить патологические потери организма. Очень важный момент — диуретическая терапия. Мы даём пациенту диуретики, которые дают головному мозгу убирать лишнюю спинномозговую жидкость, потому что там, где воспаление, всегда много жидкости. Диуретики тормозят реабсорбцию воды и солей и делают мощный мочегонный эффект, мы сливаем лишнюю жидкость и восполняем новые жидкости через капельницы.


Так выглядит система для внутривенного вливания

На первое место выходят препараты, которые хорошо проходят через гематоэнцефалический барьер.

Кстати, про ГЭБ. Воспаление означает, что он «сломался»?

Коротко — да. Проницаемость ГЭБ была нарушена и менингококк, который при нормальном функционировании ГЭБ не пройдёт через барьер, проникает в мозг.


Пример того, как лейкоциты проникают через ГЭБ

Точный механизм проникновения менингококков через ГЭБ до конца не изучен, но на это влияют воспалительные процессы. Например, воспаление, вызванное листериями, может привести к тому, что ГЭБ станет для них проницаемым. Пневмококки, например, выделяют особый фермент, который делает эндотелий пористым. Через эти поры и проникает бактериальный агент.

Последствия менингита

При менингите может пострадать абсолютно всё. Слух, зрение, опорно-двигательный аппарат. После менингококка движение ликвора по спинному и головному мозгу может быть затруднено. Это в свою очередь сопровождается гидроцефальным синдромом — повышение внутричерепного давления. Не тот вымышленный синдром, который раньше всем подряд детям ставили, а настоящий гипертензионно-гидроцефальный синдром, который сопровождается головной болью, постоянной астенией и не купируется анальгетиками. Менингит может закончиться инвалидизацией или летальным исходом.

Про энцефалит и энцефалитного клеща

Энцефалит — это когда воспаляются внутренние структуры мозга. Энцефалиты бывают разные: вирусные, микробные, аллергические, инфекционные, токсические.

Вы, наверное, практически все слышали про энцефалитного клеща. Даже Сплин про него пел.

Выглядит он вот так:


Иксодовый клещ, переносчик клещевого энцефалита

В Сибири, например, вообще нет регионов, в которых бы не было эндемичности к энцефалитному клещу. В Московской области есть два эндемичных района: Дмитровский и Талдомский.

Что делать, если укусил клещ? Его нужно аккуратно снять и отнести в лабораторию на микробиологическое исследование. Если вдруг обнаруживается, что вам достался именно энцефалитный клещ, то нужно срочно бежать к врачу-инфекционисту. В этом случае проводится экстренная профилактика иммуноглобулином против клещевого энцефалита, причем важно, чтобы это было сделано не позднее 96 часов с момента присасывания клеща.

Симптомы клещевого энцефалита: лихорадка, интоксикация, поражение серого вещества мозга и его оболочек (а это уже как раз менингит, или менингоэнцефалит). Из последствий могут быть очень стойкие неврологические и психиатрические осложнения, и даже летальный исход.

Носителями вируса, по статистике, являются шесть клещей из ста, а вот заболеть от энцефалитного клеща могут не все — опять же, по статистике, это от 2 до 6% укушенных людей.

Как обезопасить себя от воспалений головного мозга

Чтобы научить организм делать то, что он в заводской комплектации не всегда умеет — например, давать правильный иммунный ответ после встречи с патогеном — мы делаем вакцинацию.

Какие бывают вакцины против клещевого энцефалита:


  1. Клещ-э-вак — самая популярная отечественная вакцина.
  2. FSME-IMMUN.
  3. Энцевир нео.
  4. Encepur.

Стандартная схема у процесса вакцинации такая: делаются 2 прививки с разницей 1 или 3 месяца. А через год делается ревакцинация.

Ещё бывает экстренная вакцинация, которая делается, если вы собираетесь ехать в эндемичную зону. Здесь делаются 2 прививки с разницей в 2 недели. Защитный уровень антител появляется в организме спустя 14 дней от введения 2-й вакцины. Ревакцинация тоже делается через 12 месяцев.

После трёх доз вакцинации защитный уровень антител сохраняется в организме приблизительно 3 года — поэтому ревакцинацию нужно делать каждые три года.

Вакцинация против менингококковой инфекции


Вакцины

, которые защищают организм от менингококков, называются Менактра и Бексеро. Бексеро не сертифицирована в России, но у нас можно поставить Менактру.

Менактрой можно прививаться в возрасте от 9 месяцев до 55 лет, а Бексеро — для детей от 2 месяцев.

Итого

В головном мозге сформирована своя автономная иммунная система. Гематоэнцефалический барьер, как такая селективная Великая китайская стена, не пропускает к мозгу вещества, которые могут нарушить его работу, и пропускает то, что необходимо для его функционирования — например, глюкозу. Иногда ГЭБ пропускает не то, что хотел бы, а то, что считают нужным врачи. Например, средство для наркоза — пропофол — выключает пациента буквально за несколько ударов сердца с момента введения. Он неполярный и легко проходит через барьер. Часто это, наоборот, становится проблемой, если препарат нужно доставить в мозг, а через ГЭБ он проходит очень плохо. В таких случаях иногда приходится вводить антибиотики или химиотерапевтические препараты сразу в ликвор, с помощью люмбальной пункции, а не внутривенно.

Иногда в работе ГЭБ случаются сбои, что делают этот барьер проницаемым и приводит к развитию воспалительных процессов внутри головного мозга.

Менингиты и энцефалиты могут привести к тяжёлым последствиям, вплоть до инвалидизации и летальных исходов. Чтобы обезопасить себя, нужно вакцинироваться.

P.S. Если доберётесь до клиники, где я принимаю — «Наше время», — то говорите, что вы с Хабра: будет скидка 5 % на услуги.

Энцефалит у собак — симптомы и лечение

  1. Причины энцефалита собак
  2. Симптомы энцефалита у собак
  3. Диагностика энцефалита у собак
  4. Лечение энцефалита у собак
  5. Прогнозы при энцефалите у собак

Энцефалит у собак – группа болезней, характеризующихся воспалением головного мозга. Это одна из самых частых патологий центральной нервной системы у собак. По локализации воспаления разделяется на:

  • Энцефалит – воспаление головного мозга;
  • Менингоэнцефалит – воспаление головного мозга и его оболочек;
  • Менингоэнцефаломиелит – воспаление головного, спинного мозга и их оболочек.

По происхождению воспаления энцефалит бывает:

  • Бактериальный;
  • Вирусный;
  • Грибковый;
  • Протозойный;
  • Паразитарный;
  • Аутоиммунный;
  • Травматический.

Причины энцефалита собак

Воспаление головного мозга происходит из-за повреждающего фактора – травмы или инфекции, однако существует несколько групп аутоиммунных энцефалитов, которые возникают без внешних причин, как бы сами по себе. Инфекция, вызывающая поражение мозга бывает бактериальной, вирусной, грибковой или протозойной, в зависимости от вида инфекции меняется и лечение.

Симптомы энцефалита у собак

Симптомы воспаления мозга у собак могут проявляться по-разному в зависимости от объёма поражения, точной его локализации, вовлечения оболочек мозга. Это может выглядеть как необычное поведение, изменение предпочтений в еде, нарушение зрения, нарушение чувства равновесия, или даже доходить до судорожного приступа с потерей сознания.

Бактериальный энцефалит. Данный вид воспаления мозга развивается при проникновении бактерий через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), в норме защищающий мозг от проникновения инфекции. Воспалительные болезни, которые могут привести к разрушению ГЭБ, и, как следствие, к энцефалиту – это сепсис, средний и внутренний отит, фронтит, ринит, абсцессы в области головы. Для бактериального энцефалита характерно острое начало проявления клинических признаков, при этом конкретная картина зависит от области поражения и может включать в себя шаткость походки (атаксия), дрожь (тремор), вестибулярные нарушения, парезы и параличи, судороги.

Грибковый энцефалит у собак часто вторичен по отношению к грибковому отиту. Для грибкового энцефалита характерно медленное развитие в течение нескольких недель или даже месяцев. Неврологический дефицит выражен неярко, чаще всего это атаксия, тремор и летаргия.

Течение вирусного менингоэнцефалита может быть, как острым, так и хроническим. У собак при чуме плотоядных сначала прогрессируют симптомы основного заболевания, затем симптомы поражения центральной нервной системы. У некоторых пациентов признаки основной болезни могут отсутствовать, а болезнь начаться остро с развития неврологического дефицита.

Протозойный энцефалит протекать может остро и хронически, клинические проявления включают судороги, параличи и парезы, изменения поведения, увеит. При неоспорозе клиническая картина схожа с токсоплазмозом, однако поражения периферической нервной системы более выражены, чем центральной. Тяжелее всего протекает при внутриутробном заражении. Характерны для неоспороза постепенная атрофия мышц и ригидность тазовых конечностей из-за восходящего паралича. Паралич прогрессирует до полной контрактуры мышц, в том числе жевательных. Для собак старше шести месяцев характерно поражение ЦНС как с признаками полимиозита, так и без. Помимо неврологических расстройств токсоплазмоз может сопровождаться лихорадкой, лимфоаденопатией, желтухой, нарушениями работы ЖКТ.

Аутоиммунные энцефалиты.

  • Гранулематозный менингоэнцефаломиелит GME
  • Некротизирующий менингоэнцефалит NME
  • Некротизирующий лейкоэнцефалит NLE

GME возникает идиопатически у любых собак в любом возрасте. Чаще встречается в возрасте от 1 до 5 лет, суки более подвержены чем кобели. Редко бывает у крупных пород. Зрительная форма может сопровождаться увеитом, внезапной слепотой, чаще поражения двусторонние. Фокальная форма GME протекает, как правило, подостро, в течение нескольких недель, характер неврологического дефицита зависит от локализации поражения. Нарушения функций черепно-мозговых нервов чаще асимметричное. Мультифокальная форма GME, напротив, часто имеет острое начало, быстро прогрессирует. Неврологические нарушения включают судороги, парезы, параличи, атаксию, потерю зрения, боль в шейном отделе, поражения черепно-мозговых нервов могут быть как симметричными так и несимметричными.

NME возникает остро, характерен для таких пород как: мопс, мальтийская болонка, пекинес, ши-тцу, папильон, чихуахуа и других карликовых пород. Чаще всего воспаление затрагивает кору головного мозга, реже ствол, поэтому симптомы соответствуют поражению коры – угнетение, бесцельное блуждание, атаксия, тремор, судороги.

NLE медленно прогрессирующее заболевание, характеризующееся поражением белого вещества ГМ. Может быть фокальным и мультифокальным. Характерен для йоркширских терьеров и других карликовых пород собак. Клинические проявления соответствуют поражению ствола мозга – вестибулярные нарушения, атаксия, судороги.

NLE у йоркширского терьера. МРТ, Т2-взвешенное изображение

Диагностика энцефалита у собак

В первую очередь обследование неврологического пациента начинается с осмотра. Только ветеринарный невролог может определить зону поражения нервной системы, что очень важно для диагностики. После определения локализации повреждения и тяжести состояния пациента назначаются специфические исследования.

Бактериальный энцефалит. Диагностика включает в себя: МРТ, анализ ликвора, общее обследование по поводу первичного заболевания. Точный диагноз ставится при обнаружении бактерий в ликворе.

Грибковый энцефалит. Также как и бактериальный, грибковый энцефалит чаще провоцируется болезнями носовых, фронтальных пазух и внутреннего уха, возможен занос инфекции из легких. Самые распространенные возбудители – грибы родов Cryptococcus, Coccidioides и Aspergillus. Диагностика затруднена в связи с невыраженностью клинических признаков, должна включать в себя весь комплекс доступных клинических исследований. Из специфических методов рекомендуется МРТ и посев ликвора. Картина МРТ может быть сходна с новообразованием ГМ. Клинический анализ ликвора часто бывает без отклонений от нормы. Окончательный диагноз ставится на основании гистологического анализа мозга.

Вирусный Энцефалит. Диагностика вирусного менингоэнцефалита часто затруднена, так как МРТ часто непоказательна, а анализ ликвора может соответствовать норме или выявить незначительные изменения. Окончательный диагноз ставится на основании гистологического анализа мозга, поэтому прижизненная диагностика включает в себя специфические тесты на возбудителя инфекции при наличии соответствующей клинической картины.

Протозойный менингоэнцефалит. Возбудители – Toxoplasmagondiiу кошек и собак, и Neosporacaninumу собак. Диагностика: МРТ (может быть не показательна), общий анализ ликвора, ПЦР-анализ ликвора.

Прижизненная специфическая диагностика аутоиммунного энцефалита включает в себя МРТ и анализ ликвора.

Мультифокальные поражения головного мозга собаки карликовой пороты. МРТ Т2-взвешенное изображение

Лечение энцефалита у собак

Лечение воспаления головного мозга или спинного мозга различается в зависимости от причины. Если причиной является травма – лечебные мероприятия будут направлены на устранение повреждений, стабилизацию переломов, лечение мягких тканей, окружающих головной и спинной мозг. При бактериальном воспалении лечение включает в себя антибиотикотерапию и лечение основной болезни, спровоцировавшей энцефалит. При грибковом – противогрибковые средства.

Прогнозы при энцефалите у собак

Бактериальный и грибковый энцефалиты. Прогноз при своевременном начале лечения благоприятный. При вирусном поражении головного мозга прогноз будет зависеть от конкретного вируса и общего состояния животного.

Аутоиммунный. В зависимости от типа аутоиммунного поражения будут различаться прогнозы по поводу длины и качества жизни пациента.

Депрессия и воспаление головного мозга: есть ли связь?

Специалисты Центра наркомании и психичес­кого здоровья (Centre for Addiction and Mental Health — CAMH), Канада, утверждают, что воспалительные процессы в головном мозгу у людей могут быть связаны с клинической депрессией. Новое исследование имеет большое значение для разработки новых методов лечения психических расстройств.

Проанализировав результаты исследования, ученые пришли к выводу, что у пациентов с депрессией риск развития воспалительных процессов в мозгу выше на 30% по сравнению со здоровыми респондентами.

Как считает доктор Джеффри Майер (Jeffrey Meyer), один из авторов исследования, это открытие дает наиболее убедительные доказательства того, что психические нарушения могут быть причинами органических изменений в центральной нервной системе. В предыдущих исследованиях определяли показатели воспаления в крови, а в новой работе ученые продемонстрировали изменения непосредственно в тканях мозга.

Специалисты CAMH провели сканирование мозга у 20 пациентов с депрессией и 20 здоровых добровольцев. Впоследствии у пациентов с депрессией было выявлено увеличение выраженности воспалительных процессов в головном мозгу на 30% по сравнению с контрольной группой. Известно, что воспаление является защитным механизмом организма, но чрезмерная активация этого процесса может быть разрушительной.

Исследователи CAMH считают, что депрессия способствует развитию воспаления, так же, как и стресс. Каждый раз, когда иммунная система подвергается действию различных инфекций, токсинов или даже физическому повреждению, в организме человека активируется ответная реакция. Поврежденные клетки высвобождают гистамин, брадикинин и простагландины, что обусловливает развитие воспалительного процесса.

Как утверждают специалисты, эмоцио­нальная травма также провоцирует развитие воспаления. Результаты исследования продемонстрировали, что хронический стресс изменяет активность определенного гена клеток иммунной системы, активируя их для борьбы с инфекцией, которой нет. Таким образом, ткани мозга длительно подвергаются воспалительному процессу, который оказывает уже не защитное, а разрушающее действие. Хроническое воспаление часто связывают с развитием онкологической патологии, такими расстройствами, как заболевания сердца и повышенный уровень холестерина в крови. В свою очередь, воспаление тканей мозга ученые связывают с развитием болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и рассеянного склероза.

По словам специалистов CAMH, все больше данных свидетельствует о том, что воспаление связано с симптомами депрессии, такими как плохое настроение, потеря аппетита и проблемы со сном. По статистике, лечение от депрессии не помогает более чем половине лиц с этим заболеванием. Как отмечают исследователи, современные методы лечения не предполагают своей целью устранения воспаления.

Доктор Д. Майер отмечает, что это открытие имеет большое значение для разработки новых методов лечения, направленных на борьбу с воспалительными процессами мозга и на облегчение симптоматики заболевания у множества пациентов с депрессией.

По материалам http://www.medicaldaily.com

Михаил Угрюмов. Болезни мозга: 
как спасти нейроны

Феномены
Анна Натитник

image

Болезни мозга — бич ХХI века. В мире на людей, страдающих ими, тратятся гигантские суммы — но на излечение многих из этих заболеваний надежды пока нет. В чем причина болезней мозга и каковы перспективы борьбы с ними, рассказывает вице-президент Российского физиологического общества им. И.П. Павлова, заведующий лабораториями Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН и НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина, академик РАН, советник Президента РАН по международному научному сотрудничеству, профессор, доктор биологических наук Михаил Вениаминович Угрюмов.

Что такое болезни мозга?

Это заболевания, в основе которых лежит гибель нейронов. В зависимости от того, в какой области мозга они погибают, выключается та или иная функция мозга или организма в целом — скажем, репродуктивная.

Почему гибнут нейроны?

Причины могут быть разными. Например, острые повреждения: травмы, инсульты — в результате которых кровь изливается из сосудов и практически мгновенно начинается процесс гибели нейронов. Если быстро вмешаться и начать терапию, лечебный эффект может быть очень хорошим. В случае инсультов речь идет о 3—5 часах. Но если затянуть и оказать помощь позже, то процесс, идущий как цепная реакция, станет необратимым и захватит многие области мозга. Хуже ­всего, если этот процесс развивается в ­продолговатом мозгу, где находится дыхательный, сосудодвигательный центр, — тогда у человека останавливается дыхание, перестает работать сердце и он тут же умирает. Если процесс идет в коре, люди теряют память и возможность осознавать и воспринимать проис­ходящее.

Еще одна большая группа болезней мозга — хронические, так называемые нейродегенеративные заболевания. Они развиваются в течение многих лет — скажем, 20—30 — без каких-либо внешних проявлений. Человек чувствует себя абсолютно здоровым, но при этом у него идет патологический процесс — погибают нейроны. Вообще нейроны погибают у всех. Даже условно рассчитана скорость этой гибели — четыре процента в 10 лет. Но при нейродегенеративных заболеваниях она значительно увеличивается.

Какие болезни относятся к нейро-дегенеративным?

Их круг широк, но доминируют, безусловно, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. При болезни Паркинсона погибают в основном дофаминергические нейроны, находящиеся в особом отделе мозга, который называется нигростриатная система, — и у человека нарушается двигательная функция: наступает дрожание или скованность движений. Чаще всего эти симптомы со време­нем смешиваются. При болезни Альцгеймера погибают холинергические нейроны в гиппокампе и в коре, то есть нейроны, которые отвечают за память и обучение, — эти функции у человека и страдают. Еще одна болезнь, которая связана с гибелью дофаминергических нейронов, — хорея Гентингтона. Она проявляется в нарушении когнитивных и физических способностей. Существует также заболевание, поражающее людей молодого репродуктивного возраста, — гиперпролактинемия. В этом случае гибель нейронов приводит к торможению репродуктивной функции и бесплодию. Если эту болезнь запустить, она переходит в необратимую стадию — развивается опухоль гипофиза. С гибелью нейронов также связана депрессия. Все начинается с обратимой функциональной стадии (ухудшение настроения, чувство тревоги, высокая утомляемость), но потом переходит на уровень органических изменений.

Почему при нейродегенеративных заболеваниях гибель нейронов так долго не дает о себе знать?

Потому что мозг чрезвычайно пластичен, у него колоссальные компенсаторные возможности. Вообще говоря, эти возможности есть у всех органов, но в могзе они проявляются в наибольшей степени, поскольку с точки зрения эволюции это одна из наиболее важных структур. Поэтому когда симптомы заболевания наконец появляются, это, с одной стороны, говорит о том, что компенсаторные механизмы себя исчерпали, а с другой — что количество погибших нейронов достигло порогового уровня. Этот порог рассчитан только для болезни Паркинсона: если дофамин теряется на 70—80 процентов, у человека сразу нарушается двигательная функция.

Приведите, пожалуйста, 
примеры компенсаторных 
механизмов.

При болезни Паркинсона, как я говорил, погибают нейроны, синтезирующие дофамин, — вещество, которое определяет взаимодействие (химические сигналы) между нейронами. Погибают не все нейроны, и те, которые сохраняются, активизируются, стараются производить больше сигналов. Но рано или поздно количество этих химических сигналов снижается: гибель нейронов — процесс необратимый. И тогда на первый план выходит другая группа компенсаторных механизмов — нейроны, получающие сигналы, становятся более чувствительными и «слышат» даже те нейроны, которые генерируют сигнал на очень низком уровне, то есть «тихо говорят».

Каковы причины нейродегенеративных заболеваний?

В подавляющем большинстве случаев они не известны. Еще лет десять назад ученые надеялись, что нейро­дегенеративные заболевания — моногенные, то есть за их развитие отвечает какой-то один ген. В этом случае было бы несложно наладить диагностику и лечение — нужно было бы только найти этот ген. Но оказалось, что у подавляющего большинства больных нарушены функции очень многих генов, поэтому эти заболевания из моногенных перешли в разряд полигенных.

Еще одна особенность: если раньше считали, что заболевание развивается в результате гибели только одной группы нейронов — в строго определенной области мозга, то оказалось, что это системное заболевание, которое распространяется на многие отделы мозга, на периферическую нервную систему, на внутренние органы. Но ключевая симптоматика, от которой по-настоящему страдает больной, ­действительно зависит от какой-то определенной группы клеток.

Существует ли наследственная предрасположенность к этим заболеваниям?

Существует, но речь идет об очень небольшом проценте больных — не больше трех. Есть семейные формы — они проявляются у людей уже в молодом возрасте, в 25—30 лет. Но в целом это не фатальные заболевания: если болеют родители, совершенно не обязательно заболеют дети.

Какой процент населения в России и в мире болеет нейродегенеративными заболеваниями?

Количество заболевших возрастает среди людей старше 60 лет. Если говорить о болезни Паркинсона, то среди 60-летних — это один процент, потом, к 70 годам, доходит до пяти процентов. Болезнь Альцгеймера с возрастом распространяется еще быстрее. В 60 лет — это процента три, в 70—75 лет — 15—20 процентов. Это мировая статистика. Наши цифры по заболеваемости надо принимать с большой осторожностью. Считается, что в России полтора миллиона больных болезнью Альцгеймера, 300 тысяч — болезнью Паркинсона. Но в России плохо поставлена диагностика: в сельской местности люди вообще не проходят амбулаторных обследований. Поэтому, чтобы понять общие тенденции, надо обращаться к американскому и европейскому опыту.

Какое место эти болезни занимают по распространенности?

Сейчас неврологические и психические заболевания занимают третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Однако по прогнозам Всемирной организации здравоохранения, буквально через десять лет они выйдут на первое место.

Почему?

Число больных нейродегенеративными заболеваниями каждые десять лет увеличивается в разы. Это катастрофа. Тому есть три причины — две из них можно понять, третью — нет. Первая — это заболевания пожилого возраста: чем человек старше, тем больше вероятность, что гибель нейронов достигнет у него порогового уровня. А поскольку продолжительность жизни в мире резко увеличилась, растет и количество пожилых людей. Хотя к нам это не относится: у нас продолжительность жизни лет на 15 меньше, чем в Европе, и намного меньше, чем в Японии. Вторая причина — загрязнение окружающей среды. Из-за этого возникает, например, паркинсонизм — примерно то же самое, что болезнь Паркинсона. Скажем, на вредном производстве тяжелые металлы попадают в мозг через носовые ходы и вызывают гибель нейронов. Кроме того, статистика Всемирной организации здравоохранения и Общества по борьбе с болезнью Альцгеймера показывает, что число больных быстрее всего растет в развивающихся странах. Почему — не понятно: продолжительность жизни там низкая, значит, должно быть меньше больных. Возможно, причина в загрязнении окружающей среды — в этих странах мало внимания уделяют экологии. Третий фактор объяснить невозможно — идет омоложение заболевания: люди начинают болеть в более молодом возрасте.

советуем прочитать

Клаудио Фернандес-Араос

Евгения Чернозатонская

Войдите на сайт, чтобы читать полную версию статьи

Воспаление мозга — опасное инфекционное заболевание головы

Воспаление мозга – опасное заболевание, в процессе которого начинают постепенно погибать клетки. Также наблюдается развивающееся поражение ЦНС. Патологию обычно вызывают инфекции. Развитие воспалительного процесса происходит в качестве самостоятельной патологии, но в ряде случаев воспаление в голове становится следствием другого заболевания.

Если будет проведена правильная и своевременная диагностика, врачи назначат адекватное лечение, то болезнь может быть полностью устранена без серьезных последствий и осложнений для человека.

Принято различать две основных разновидности воспалительных процессов в головном мозге. Они имеют название менингит и энцефалит. Всё зависит от местоположения воспалительного очага.

  • Менингит. При развитии этой патологии наблюдается воспаление в мозговой оболочке. Заболевание могут провоцировать бактериальные, вирусные, грибковые патогенные микроорганизмы.
  • Энцефалит. При развитии этого заболевания происходит воспаление белого вещества. Течение болезни может быть легким или тяжелым (в последнем случае существенно увеличивается вероятность летального исхода, если медикаментозное или оперативное лечение будет назначено несвоевременно).

По статистике, энцефалитное воспаление головного мозга обычно диагностируется у пациентов в возрасте до 14 лет (более 60% случаев). Принято различать два вида энцефалита: первичный и вторичный.

  • Первичный энцефалит развивается в качестве последствия укуса энцефалитного клеща, либо на фоне перенесенной тяжелой формы гриппа или герпеса.
  • Вторичный энцефалит – это всегда осложнение различных патологий (к примеру, кори, малярии, ветряной оспы, краснухи). В последние годы вторичный энцефалит неоднократно фиксировался после проведенной вакцинации детей некачественными вакцинами.

Развиваться патология может в трех формах: острая, хроническая, подострая.

Причины развития заболевания

Независимо от статистики, у человека в любом возрасте может развиться воспаление коры головного мозга, белого вещества или оболочки. Но более чем в 70% случаев патологии такого типа отмечаются у детей (в возрасте до 14 лет) и у мужчин в возрасте от 20 до 45 лет. Болезнь может начать развиваться в результате действия разнообразных факторов. По большому счету, триггером заболевания могут стать не только инфекционные поражения головного мозга, но также, к примеру, травмы спины, заболевания других органов, перенесенный инсульт и т.д.

К основным причинам развития воспаления в голове можно отнести:

  • Переохлаждение (всего тела и головы в частности).
  • Инфекционные патологии (в 90% случаев – это энцефалит из-за укуса клеща).
  • Хронические простудные заболевания и болезни зоны уха-горла-носа (например, ринит, синусит, гайморит), лечение которых на должном уровне не осуществляется.
  • Перенесенное тяжелое воспаление легких (пневмония).
  • Ветряная оспа (у детей из-за ветрянки воспаление мозга развиваться не может – только у взрослых).
  • Конъюнктивит (при определенных обстоятельствах).
  • Недолеченные энцефалит или менингит.

Начинается воспаление из-за проникновения разных патогенных микроорганизмов (обычно в больших количествах) через сосуды в головной мозг. В организм человека они попадают воздушно-капельным путем, через систему пищеварения, при прямом контакте с заболевшим человеком. Особую опасность представляют укусы различных насекомых, переносящих клещевой энцефалит (это могут быть не только клещи).

Воспаление головного мозга – весьма распространенное заболевание у кошек и собак, лечение которого в сфере ветеринарии является обычной практикой.

Симптоматика

Признаки воспаления мозга весьма разнообразны – конкретные симптомы будут зависеть от разновидности и формы заболевания, от стадии развития патологии и места, в котором локализован основной воспалительный очаг.

Облегчает диагностику заболевания тот факт, что симптоматика у энцефалита (вызванного вирусом) и менингита примерно схожая.

Наиболее частыми и выраженными симптомами воспаления мозга, с помощью которых можно сразу заподозрить болезнь, являются:

  • Состояние постоянной слабости, существенное снижение работоспособности, беспричинное недомогание (например, после сна или продолжительного отдыха).
  • Систематические длительные приступы болей в голове, которые не купируются с помощью распространенных лекарственных препаратов от головных болей (частая характеристика воспалительного процесса в мозговых оболочках).
  • Постоянные рвотные позывы, сильная тошнота, значительное увеличение температуры тела.
  • Тянущие и продолжительные боли в мышцах и суставах, на поздних стадиях заболевания могут отмечаться проявления в виде судорог.
  • Также есть вероятность развития зрительных или слуховых галлюцинаций (тоже на поздних стадиях).

Следует выделить неврологические симптомы воспаления коры головного мозга, которые четко будут указывать на наличие воспалительного процесса:

  • Проблемы с координацией движений, скованность в суставах.
  • Пациент утрачивает возможность глотать.
  • У больных наблюдаются различные изменения сознания.
  • Есть определенные нарушения в артикуляции (разной выраженности).
  • Практически всегда нарушаются движения глаз.

При воспалении в коре головного мозга обязательно проявляются психоэмоциональные симптомы: проблемы со сном, постоянное тревожное состояние, перепады настроения, зрительные и слуховые галлюцинации. Основной проблемой психоэмоциональной симптоматики при развитии воспалительного процесса в головном мозге является внезапность их возникновения и столь же стремительное угасание. Расстройства такого типа могут проявиться в виде психоза или бредовых состояний. Больные часто сталкиваются с психомоторным возбуждением, которое характеризуется неадекватностью поведения, повышенной раздражительностью, невозможностью контроля собственных действий, непониманием складывающейся ситуации.

При развитии вторичного воспаления головного мозга наблюдается быстрое прогрессирование патологии, поэтому симптомы обычно выражены сильнее и ярче. У пациентов в такой ситуации отмечаются следующие симптомы воспаления головы:

  • Выраженная головная боль, боль в суставах, мышцах, в разных частях тела, которую сложно снять даже с помощью сильнодействующих средств. Пациенты называют такую боль невыносимой.
  • Происходит существенное повышение внутричерепного давления.
  • Кожа лица заметно темнеет, приобретает нездоровый оттенок.
  • По всей поверхности тела на коже проявляются красноватые пятнышки в виде мелкой сыпи.
  • Озноб (пациенты чувствуют холод даже в жаркую погоду).
  • Существенно повышается уровень потоотделения, что может приводить даже к легким формам обезвоживания.

Симптоматика такого типа развивается примерно за 1-2 дня. Пациент также может столкнуться в этот временной промежуток с судорогами и бредовым состоянием.

Диагностика заболевания

Из-за того, что воспалительный процесс в головном мозге (в оболочке, в коре, в стволе) может развиваться стремительно, крайне важна своевременная диагностика патологии. Поэтому при первых симптомах рекомендуется обратиться напрямую к врачу в поликлинику или вызвать скорую помощь, которая доставит больного в стационар.

Высокая точность установления правильного диагноза вероятна уже при первых симптомах заболевания. В процессе проведения диагностических манипуляций врачи осматривают больного, изучают его анамнез, уточняют признаки патологии.

Сложна диагностика заболевания у маленьких детей. У новорожденного ребенка непросто дифференцировать симптомы, поэтому в таких случаях адекватное лечение начинается только после специфической диагностики (КТ, МРТ и т.д.).

В обязательном порядке пациента отправляют на дополнительные обследования. По решению врача, они могут быть следующими:

  • Сдача анализов крови, мочи. Для начала нужно установить, что в организме развивается именно воспаление, а ни что иное. Результаты стандартного анализа крови могут указать на превышение содержания лейкоцитов и лимфоцитов, увеличение скорости оседания эритроцитов, а также предоставить другие важные показатели, свидетельствующие о наличии воспалительного процесса (место его локализации при этом не уточняется).
  • Анализ жидкости из спинного мозга. При подозрении на наличие воспалительного процесса в головном мозге у пациента обязательно берут пункцию жидкости из спинного мозга (прокалывается канал спинного мозга в зоне поясницы). Если имеет место воспаление головы, то в результатах анализа врачи увидят существенное увеличение объема иммунных клеток и превышение стандартных показателей белка, невысокое содержание глюкозы. Также при инфицировании спинномозговая жидкость будет иметь желтоватый оттенок и заметную мутность (то же самое регистрируется при воспалении позвоночника).
  • Магнитно-резонансная томография. С помощью МРТ достаточно быстро устанавливается точное расположение воспалительного очага в мозге человека.

Лечение

Различные части головного мозга у женщин, мужчин и детей могут воспаляться на фоне разных травм и инфекций. Начинать лечить такие заболевания можно только после того, как была выяснена первопричина развития патологии и устранен фактор, который вызвал воспаление.

Первым делом пациента после скорой или посещения поликлиники сразу же госпитализируют, после чего вводят специальные препараты, действие которых направлено на снижение отечности и уменьшение проявления симптомов заболевания.

Принципы терапии будут зависеть от результатов диагностирования и разновидности патологии. Симптомы заболевания отчасти схожи со многими другими болезнями головного и спинного мозга, с психическими расстройствами, поэтому крайне важно постановление правильного диагноза и проведение всех необходимых дополнительных обследований.

После того, как диагноз будет поставлен, начинается лечебный курс, включающий в себя различные терапевтические методики, выбор которых зависит от ряда факторов (возраст пациента, вид болезни, стадия ее развития и т.д.):

  • Этиотропное лечение (проведение такой терапии требуется, чтобы устранить факторы, которые стали причиной развития воспаления).
  • Патогенетическое лечение (используются различные препараты, действие которых направлено на купирование процессов, способных повредить нервные окончания в головном мозге и мозговые ткани).
  • Симптоматическое лечение (устраняются или ослабляются признаки патологии).

В обязательном порядке проводится медикаментозная терапия, которая необходима в любом случае, независимо от особенностей развития болезни, ее вида и стадии.

  • Чтобы устранить очаговые инфекционные явления в организме пациента, проводится антибактериальное лечение (продолжительность курса приема антибиотиков – около 10-14 суток). Рекомендовано инъекционное введение лекарственного средства.
  • Если болезнь вызвана негативным воздействием вируса на организм человека, то больному назначаются противовирусные лекарства.
  • Если заболевание появилось вследствие грибкового поражения, то антибиотики в этом случае будут бесполезны, поэтому назначают антимикотические лекарственные средства.
  • Чтобы устранить отечность в мозге (лобной, затылочной и других долях), рекомендовано применение мочегонных средств (но только по назначению врача).
  • Если в качестве симптомов воспаления проявляются судороги, обязательно назначают противосудорожные препараты.
  • Допускается применение сильнодействующих жаропонижающих и обезболивающих средств, если у пациента наблюдается повышенная температура и состояние, близкое к лихорадочному.

В случае отсутствия положительной динамики после медикаментозной терапии проводится соответствующая операция.

Запрещено выполнять лечение воспаления головного мозга с помощью народных средств (они могут быть дополнительной терапией, но никак не единственной). Самолечение при такой серьезной патологии может обернуться самыми опасными последствиями.

Лечение может производиться только в медицинском учреждении в стационарном режиме. За пациентом требуется постоянный контроль – нужно систематически проверять работу его дыхательной и сердечнососудистой систем.

У пациентов в возрасте до 14-ти лет при воспалении головного мозга практически всегда наблюдается тяжелое течение (намного тяжелее, чем у взрослых). Организм ребенка еще недостаточно окреп, чтобы бороться со столь сложной болезнью.

Выбранная врачом терапевтическая тактика в каждом случае уникальна, поэтому применение универсальных решений при лечении воспаления головного мозга – это категорически неправильный и малоэффективный подход. Терапия также должна быть комплексной и проводиться в условиях стационара, а не на дому.

После пребывания в больнице пациенту необходима длительная реабилитация (особенно, если течение болезни было тяжелым, а лечение – продолжительным). Проведение различных реабилитационных мероприятий позволит снизить опасность последствий повреждения нервов и ткани в мозгу. Чаще всего пациентам в этом случае назначаются: ЛФК, массажные процедуры, физиотерапия и другие процедуры по показаниям.

Вероятные осложнения

Наличие воспалительного процесса в мозге (независимо от типа болезни и стадии ее развития) – это крайне опасное для здоровья человека состояние. Даже после полностью вылеченной патологии пациент может столкнуться с различными неприятными последствиями и осложнениями:

  • Проблемы со слухом.
  • Проблемы с запоминанием новой информации и воспроизведением старой.
  • Косоглазие (в разной форме), прогрессирующее ухудшение зрения (обычно близорукость).
  • Снижение интеллектуальных способностей.
  • Развитие различных форм эпилепсии.
  • Сбой в работе щитовидной железы и других внутренних органов.
  • Проблемы с координацией движений.
  • Нарушения в функционировании сердечнососудистой системы.

При воспалении в головном мозге практически всегда присутствует вероятность летального исхода. Если не будет проводиться адекватное лечение, то пациент вполне может умереть в течение 4-7 суток после проявления первой симптоматики болезни.

Воспаление коры головного мозга: симптомы и принципы лечения

Воспалением коры головного мозга, или менингитом, называется заболевание, причиной которого становятся различные бактерии, грибы или вирусы. Последствия такой болезни могут быть очень тяжелыми и угрожают жизни человека. Воспаление коры головного мозга возникает в любом возрасте, но преимущественно поражает детей и людей с сильно ослабленной иммунной системой. Борьба с менингитом пройдет быстрее, если вовремя распознать его симптомы и начать лечение.

Признаки поражения мозга

Менингит бывает первичный, когда в оболочку мозга проникают менингококки, пневмококки и другие патогенные микроорганизмы, а также вторичный вид, при котором появляются осложнения опасного заболевания. С самого начала болезни у человека появляется слабость, резкая боль в голове, которая долго не прекращается, острая реакция на свет, запахи. Человеку неприятны даже легкие касания к нему, повышается потоотделение, а рвота может долго не прекращаться.

Стремительное развитие заболевания приводит к появлению всех характерных признаков в течение суток, а затем без лечения развивается отек мозга, когда у больного есть сильные конвульсии и бредовое состояние.

Воспалительный процесс протекает в легкой и в тяжелой форме. Симптомы при легком воспалении головного мозга следующие:

  • повышение температуры до 40° и выше;
  • ригидность мышц затылка;
  • сильная боль в голове;
  • появление рези в глазах;
  • выраженная болезненность мышц;
  • вялость и сонливость;
  • рвота и тошнота.

Во время тяжелого течения болезни у человека появляются галлюцинации, он теряет память. Вторичный менингит характеризуется повышением внутричерепного давления, высоким потоотделением, тахикардией и изменением цвета лица на более темный оттенок. Проблема в том, что симптомы менингита часто путают с острыми вирусными заболеваниями, поэтому правильное лечение начинается слишком поздно.

Со временем боль становится совершенно нестерпимой для пациента. Болевые ощущения усиливаются из-за быстрых движений и шума вокруг. Могут появляться красные пятна на теле, мелкая сыпь, особенно при поражении менингококком. Иногда больные страдают косоглазием из-за воздействия на нервные окончания.

Больной через несколько дней после появления первых признаков неправильно дышит, может нарушиться мочеиспускание, появится дремота, а симптомы поражения ЦНС слегка уменьшатся. Далее спазмы мышц усиливаются, наступает паралич и общая слабость человека. Развитие воспаления коры головного мозга и его степень у каждого человека определяется разными факторами.

Если лечение проведено на начальном этапе, болезнь отступает без последствий. В редких случаях воспаление коры мозга приводит к потере слуха, нарушения зрения и умственного развития детей. Иногда менингит приводит к смерти или коматозному состоянию, поэтому первые признаки заболевания должны стать причиной обращения за медицинской помощью.

Возможные причины менингита

Вирусы, вызывающие менингит, называются энтеровирусами, вирусами краснухи и кори, полиомиелита, а также герпеса. Среди бактерий выделяют таких возбудителей, как пневмококки, менингококки и другие. Причины появления воспалительного процесса коры заключаются в различных грибковых инфекциях и паразитах в организме. Факторами развития болезни неинфекционной природы является:

  • злокачественный процесс мозга;
  • метастазы;
  • лейкемия;
  • передозировка и неправильный прием определенных лекарственных средств.

Чаще всего менингит имеет бактериальную и вирусную природу. Бактериальное воспаление коры головного мозга протекает гораздо тяжелее и очень часто вызывается менингококками и пневмококками. У многих детей менингококки живут в горле годами и не причиняют вреда, а у некоторой части из них резко развивается воспалительный процесс в коре мозга, приводящий к смертельному исходу.

Бактерии проникают в организм круглый год, но риск развития болезни значительно повышается в зимний и осенний период. У 10% заболевших детей, несмотря на лечение, наступает смерть, а еще в 10% остаются тяжелые последствия в виде паралича, нарушения нормального развития ребенка и судорог до конца жизни.

Любой возбудитель может попасть в кору головного мозга с током крови или из очагов инфекции, расположенных вблизи мозга, к примеру, из-за отита. Воспалению подвержены люди со слабым иммунитетом, после серьезных травм спины, головы и из-за пороков ЦНС. Выяснить причины поможет люмбальная пункция, во время которой забирают околомозговую жидкость путем прокола кожи.

Постановить диагноз поможет процедура КТ  МРТ, общий анализ крови и мочи.

Современное лечение

Если у больного наблюдаются признаки менингита любой стадии, его немедленно госпитализируют. Лечение проводится в нейроинфекционном отделении или в реанимации только после полной диагностики пациента. На терапию влияют не только симптомы, но и причины и степень поражения мозга.

В анализе жидкости из околомозгового пространства будет присутствовать много белков. Если известна природа возбудителя заболевания, тогда назначается лечение. До терапии антибиотиками семь больных из десяти умирали от менингококковой инфекции. Сегодня без таких препаратов не обойтись, если причиной болезни стали бактерии. Эффективность лечения также зависит от того, когда больной обратился за помощью.

Первым этапом на пути к выздоровлению является прием антибиотиков. При отеке мозга нужен прием диуретиков, также их назначают в целях профилактики. Среди антибиотиков применяют средства пенициллинового ряда, цефалоспорины, аминогликозиды. Иногда необходимы противотуберкулезные и антигрибковые лекарства.

Группа антибиотиков для лечения менингита подбирается очень сильная, а лекарство вводится в организм в течение десяти дней. Вид препарата зависит от течения воспалительного процесса.

Если причиной болезни стал вирус, тогда доктор назначает симптоматическое лечение, чтобы снизить высокую температуру, остановить галлюцинации и бред. Группу противовирусных средств с применением интерферона назначают в особо тяжелых случаях. Интоксикацию организма снимают изотоническим раствором. Отек, кроме мочегонных препаратов, останавливают глюкокортикостероидами. Реже причиной болезни становятся грибы, которые устраняют противогрибковыми средствами.

Почему важно вовремя приступить к лечению

При малейших подозрениях на менингит нужно начинать лечение человека. Последствия воспаления мозга настолько серьезны, что на счету каждая минута. Среди самых опасных осложнений является воспалительный процесс мозгового вещества и развитие абсцесса.

В случае абсцесса необходимо хирургическое вмешательство, ведь риск летального исхода очень велик. Во время операции вырезают весь очаг воспаления, но, несмотря на проведенную терапию, около 20% пациентов погибают от воспаления коры головного мозга.

Менингит даже при легком течении приводит ко многим осложнениям, потому нужно всегда следить за своим здоровьем и не игнорировать на первый взгляд несерьезные симптомы. Люди нередко путают воспалительный процесс коры головного мозга с широко распространенными вирусными заболеваниями и обращаются в больницу слишком поздно.

Июнь – месяц борьбы с болезнью двигательного нейрона

Июнь – месяц борьбы с болезнью двигательного нейрона

Неврологи ставропольской краевой клинической больницы принимают активное участие в диагностике пациентов с болезнью двигательного нейрона. Для таких пациентов в крае насчитыватся порядка 40. Специально для них создана в 2019 году «Школа БАС»

Что такое болезнь двигательного нейрона
Болезнь двигательного нейрона (БДН)  это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, которое поражает двигательные нейроны в головном и спинном мозге. Постепенная гибель клеток нервной системы приводит к неуклонно нарастающей мышечной слабости, охватывающей все группы мышц.

Нейроны головного мозга, которые отвечают за движения (верхние двигательные нейроны), находятся в коре полушарий. Их отростки (аксоны) спускаются в спинной мозг, где происходит контакт с нейроном спинного мозга. Этот контакт называется синапс. В области синапса нейрон головного мозга выделяет из своего отростка химическое вещество (медиатор), которое передает сигнал нейрону спинного мозга.
Нейроны спинного мозга (нижние двигательные нейроны) располагаются в нижних отделах головного мозга (бульбарный отдел), а также шейном, грудном или поясничном отделах спинного мозга в зависимости от того, к каким мышцам они направляют свои сигналы. Эти сигналы по отросткам нейронов спинного мозга (аксонам) доходят до мышц и управляют их сокращениями. Нейроны бульбарного отдела отвечают за сокращение мышц, связанных с речью, жеванием и глотанием; шейного отдела — за сокращение диафрагмы, движения рук; грудного отдела — за движения туловища; поясничного отдела —за движения ног.
Проявления поражения двигательных нейронов
При поражении нейронов спинного мозга нарастает мышечная слабость, мышцы худеют (атрофия), в них появляются непроизвольные подергивания (фасцикуляции). Фасцикуляции не просто ощущаются как подергивания, их также можно увидеть. Это похоже на подкожное трепетание мышц.

Если затронуты нейроны головного мозга, мышцы становятся слабыми, но при этом появляется скованность (спастичность), то есть повышается тонус мышц, их становится трудно расслабить.

При поражении одновременно нейронов головного и спинного мозга эти признаки могут встречаться в разных сочетаниях. То есть мышечная слабость может сопровождаться как фасцикуляциями и похудением мышц, так и скованностью.

Смотря какие отделы головного и спинного мозга оказываются пораженными, данные признаки могут появляться в мышцах, ответственных за движения рук, ног, дыхание или глотание.
Разные виды болезни двигательного нейрона БАС

Это самая распространенная форма заболевания, когда в патологический процесс вовлечены двигательные нейроны и головного, и спинного мозга.

БАС характеризуется слабостью и чувством сильной усталости в конечностях. Некоторые люди отмечают слабость в ногах при ходьбе и настолько сильную слабость в руках, что не могут удержать вещи и роняют их.

Факторы риска при БАС

В последние годы возрастает количество людей, страдающих болезнью двигательного нейрона. Возможно, это обусловлено развитием диагностических методик. Также число случаев этого заболевания, которое чаще встречается у пожилых людей, будет продолжать увеличиваться, поскольку растет средняя продолжительность жизни.
Ученые полагают, что недуг вызывается множеством факторов как наследственных, так и средовых, которые по отдельности незначительно увеличивают риск болезни, но вместе могут склонить чашу весов в ее пользу.

В последнее время активно изучается вопрос вклада окружающей среды в риск заболевания спорадической формой БАС. Считается, что к факторам риска можно отнести тяжелый физический труд, участие в военных конфликтах, курение, интоксикацию свинцом и контакт с химическими удобрениями.Но с имеющимся ограниченным количеством информации невозможно составить какие-либо четкие рекомендации по снижению риска развития БАС.
Цифры и факты о БАС

Болезнь двигательного нейрона не является инфекционной и не заразна.

БАС может поразить любого взрослого человека, но большинство людей, которым диагностировали эту болезнь, старше 40 лет, а чаще всего заболевание встречается в возрасте между 50 и 70 годами.

Мужчины подвергаются этому заболеванию в два раза чаще, чем женщины.

Заболеваемость БАС составляет 2 новых случая болезни на 100 000 населения в год.

Распространенность БАС составляет приблизительно 5−7 человек на 
100 000 населения.

Подергивания мышц (фасцикуляции)
Что происходит? Подергивания и ощущения сокращений мышц под кожей (фасцикуляции) часто являются первыми и самыми раздражающими из симптомов БАС. У некоторых людей они локализованы в отдельных мышцах, однако со временем могут распространяться.
Что можно сделать? По вопросам медикаментозного облегчения данных симптомов нужно обращаться к лечащему врачу. Во многих случаях подергивания со временем исчезают сами по себе.

Мышечная слабость и скованность в суставах

Что происходит? Когда количество сигналов от двигательных нейронов к мышцам снижается, последние используются все меньше и со временем теряют массу. Это приводит к ощущению слабости и может стать причиной нарушения равновесия и походки, что увеличивает риск падения.Что можно сделать? Снижение мышечной массы невозможно остановить физическими упражнениями, т.к. заболевание прогрессирует необратимо. Однако упражнения позволяют сохранить гибкости и подвижности суставов, что способствует поддержанию функции мышц, чувства равновесия и положения тела. Чтобы получить направление к физическому терапевту, который сможет составить подходящую программу упражнений, необходимо обратиться к лечащему врачу. Также помочь может диетолог, который проконсультирует, как правильно питаться для поддержания массы тела и дальнейшего замедления темпов снижения мышечной массы.
Мышечные судороги и спазмы

Что происходит? Из-за ухудшения проведения сигнала от двигательных нейронов развивается мышечное напряжение или спазмы. Это приводит к нарушению двигательной активности и координации движений, а также повышению риска падений. Внезапные мышечные спазмы могут быть крайне болезненны.
Что можно сделать? Чтобы устранить данный симптом, как правило, достаточно изменить положение тела во время отдыха в кровати или кресле. Частично проблему решают физические упражнения. Кроме того, лечащий врач может выписать лекарственные препараты для расслабления
Утомляемость

Что происходит? Снижение физической функциональности мышц требует больших энергетических затрат на поддержание ежедневной активности. К другим причинам утомляемости относят проблемы с дыханием, одышку, уменьшение поступления пищи и обезвоживание.

Что можно сделать? Составляйте план выполнения дел на день. Это поможет поддерживать баланс между активностью и адекватным отдыхом. Более подробные методики решения проблемы утомляемости может предложить физический терапевт. Важно также проконсультироваться с диетологом по поводу увеличения калорийности пищи и объемов потребляемой жидкости.

Боль
Что происходит? Непосредственно БАС не вызывает боль и дискомфорт. Но они могут быть следствием ряда других причин. Например, боль появляется в результате спазмов мышц, общей спастичности, напряжения мышц, сдавливания кожи или запора. Поэтому важно выяснить причину симптома.
Что можно сделать? Существуют рекомендации по принятию оптимальных положений тела, поддержке, профилактике локального сдавливания и лекарственной терапии. В случае продолжительной боли необходимо обратиться в лечебное учреждение. Врач может подобрать подходящее обезболивающее.
Проблемы с глотанием
Что происходит? При поражении мышц лица, ротовой полости и гортани происходит затруднение глотания. Нарушение нормального процесса приема пищи и глотания называется дисфагия. В результате человек получает меньше питательных веществ и жидкости, что может привести к снижению массы тела.
Что можно сделать? Необходимо обратиться к логопеду и диетологу, которые проведут оценку степени нарушения глотания и изменения массы тела, а также расскажут о возможных решениях проблемы. В том числе, чтобы повысить поступление с пищей белков и углеводов, нужно скорректировать диету. Существуют также альтернативные методы, которые могут служить поддержкой или полной заменой питания.
Слюна и мокрота
Что происходит? При нарушении глотания в ротовой полости скапливается избыточное количество слюны, что приводит к слюнотечению и связанному с ним ощущению дискомфорта. Консистенция секрета может быть как водянистой, так и густой. Повышенная вязкость связана с уменьшением количества жидкости, поступающей в организм. В этом случае слюна удаляется с большим трудном. Также из-за приема лекарств, обезвоживания, дыхания через рот или кандидоза слизистой оболочки может развиться сухость во рту.

Что можно сделать? Среди вариантов решения данной проблемы —корректировка питания, лекарственная терапия и использование аспирационных аппаратов для очистки полости рта (отсосов).
Кашель и чувство удушья
Что происходит? Эти явления могут возникнуть в результате попадания еды или слюны в дыхательные пути.
Что можно сделать? В настоящий момент есть действенные приемы, которые помогают бороться с данными проблемами. Об это расскажет лечащий врач
Проблемы с дыханием
Что происходит? При БАС рано или поздно поражаются дыхательные мышцы. По мере прогрессирования заболевания — особенно на последних стадиях —развиваются проблемы с дыханием. Когда это произойдет, больному понадобятся дыхательные приспособления и консультация специалиста.

Что можно сделать? Если человек испытывает одышку, слабость, нарушения сна, утренние головные боли или сонливость в течение дня, лечащий врач может направить его к пульмонологу. Методы коррекции проблемы могут включать дыхательные и физические упражнения, рекомендации по созданию удобного положения тела, техники эффективного кашля, лекарственную терапию и специальное оборудование для вентиляции легких.
Проблемы с речью и общением

Что происходит? По мере ослабления мышц лица и гортани, а также дальнейшего снижения вентиляции легких человеку становится все сложнее говорить. Такое затруднение речи называется дизартрия.
Что можно сделать? Оценить проблему и подобрать техники ее решения поможет лечащий врач. Также рекомендуем проконсультироваться с физиотерапевтом, который посоветует оборудование или вспомогательные средства в зависимости от того, на какие манипуляции способен человек с БАС. Средства для речи и общения (их еще называют «средствами альтернативной и вспомогательной коммуникации») включают как простые методики (жестикуляция, письмо, алфавитные таблицы и пр.), так и технически более сложные (с использованием компьютера)
Эмоциональная лабильность (псевдо-бульбарный эффект)
Что происходит? У некоторых людей, страдающих БАС, бывают приступы неконтролируемого смеха и/или плача, которые трудно сдержать. Данные реакции бывают не у всех болеющих, и они непроизвольны.
Что можно сделать? Для облегчения симптомов можно обратиться к лекарственной терапии. Подобные реакции могут вызывать некоторое беспокойство у окружающих, однако если они будут знать, что данные проявления являются частью симптоматики БАС, им будет легче с этим справиться.
Эмоциональные реакции
Что происходит? Часть больных БАС переживают целый спектр эмоциональных состояний, включая беспокойство, страх, гнев, печаль, депрессию и отрицание. Эти реакции нормальны.

Что можно сделать? Осознание своих эмоциональных состояний является первым шагом к решению проблем, связанных с переживаниями. Если данные состояния слишком ярко выражены и сохраняются достаточно долго, настоятельно рекомендуем обратиться за помощью к врачу. В отдельных случаях эффективна лекарственная терапия и/или психотерапия.
Нарушение высших психических функций
Что делать? Проблемы с памятью, обучением, подбором слов или снижением концентрации внимания известны как нарушение высших психических функций. По некоторым данным эти состояния встречаются у 35% пациентов с БАС, но протекают довольно незаметно. Лишь у единиц они крайне выражены. В этом случае говорят о лобно-височной деменции, которая сопровождается выраженным нарушением когнитивных функций.

Что можно сделать? Необходимо участие многопрофильной команды специалистов, в том числе психологов и психиатров.

Что не затрагивает БАС?
Как правило, при БАС не происходит заметных изменений в перечисленных ниже системах и органах чувств. Однако течение болезни у каждого человека индивидуальны. При наличии подозрений обязательно проконсультируйтесь со своим лечащим врачом.

Вкус, зрение, осязание, тактильные ощущения и слух

В большинстве случаев упомянутые органы чувств не страдают при БАС, тем не менее, у некоторых болеющих встречаются изменения вкуса, гиперчувствительность кожи или проблемы с терморегуляцией.

Нарушений функций кишечника и недержание

Нарушения функций кишечника и мочевого пузыря обычно не встречаются при БАС, однако нарушения двигательной активности способствуют созданию дополнительных сложностей в пользовании туалетом. На фоне изменений питания, обезвоживания, беспокойства, лекарственной терапии или снижения подвижности может появиться запор. Стойкий запор может смениться диареей. Любые изменения функций мочевого пузыря и кишечника следует проверить, поскольку они могут быть симптомами других заболеваний.

Сексуальная функция

БАС, как правило, не влияет на сексуальную функцию, однако у больного может измениться восприятие собственной сексуальности. Физические изменения могут наложить отпечаток на все этапы интимного процесса. Открытое обсуждение возникающих проблем с партнером и врачами поможет поддержанию интимных отношений.

Мышцы глаз

Движения глазных яблок у большинства людей с БАС сохранены. При поражении мышц шеи поможет использование соответствующей поддержки.

Сердечная мышца

БАС не затрагивает сердце напрямую.

Лечение БАС

На сегодняшний день не разработано способов победить само заболевание. Поэтому существующее лечение решает две задачи: продление жизни и улучшение ее качества. К первому направлению относятся применение препарата рилузол, дыхательная поддержка и обеспечение питания. Второе сфокусировано на минимизации избыточного слюнотечения, судорог и спастичности мышц, эмоциональной нестабильности, боли.
Терапия нарушений дыхания

Для болеющих с проблемами дыхания существует ряд методов терапии и лекарственных препаратов. За рекомендациями по этому поводу следует обратиться к пульмонологу.

Как правило, существует два варианта действий:

неинвазивная вентиляция легких (НИВЛ), при которой специальный аппарат нагнетает воздух в лицевую маску, которая помогаем больному дышать самостоятельно;

инвазивная вентиляция легких (трахеостомия, ИВЛ), при которой производится установка воздуховода через трахеостомическую канюлю.
Гастростомия

Питание через гастростому является самым предпочтительным методом для больных БАС. Это единственный способ кормить людей сколько угодно долго по времени, в нужном количестве и без дискомфорта для самого человека.

При проведении гастростомии в желудок через переднюю брюшную стенку вводят трубку для питания. Трубка компактная, толщиной с шариковую ручку и очень гибкая. Ее не видно под одеждой.

Есть два способа наложения гастростомической трубки: чрескожная эндоскопическая гастростомия (ЧЭГ) и рентгенологическая гастростомия (РГ). В нашей стране накоплен опыт установки гастростом методом ЧЭГ

Комплементарная терапия

Методы комплементарной терапии облегчают симптомы и снижают уровень стресса у некоторых людей с БАС. Но следует помнить, что данные методы не являются лечением заболевания.

Комплементарная терапия не входит в понятие традиционной медицины, однако способствует повышению эффективности стандартного лечения.

К методам комплементарной терапии при БАС относятся массаж, иглоукалывание, ароматерапия и рефлексотерапия.
Нутриционная поддержка (обеспечение полноценного питания)

По мере развития заболевания мышцы человека, отвечающие за жевание и глотание, становятся медлительными, вялыми и слабыми. В результате процесс приема пищи может сильно растягиваться, человек начинает поперхиваться. Если глотание затруднено, то для уменьшения собственного дискомфорта больной часто начинает сокращать рацион. В свою очередь недостаток воды и пищи приводит к обезвоживанию, потере веса, снижению иммунитета.

Специальное лечебное питание способно восполнить недостаток калорий. В России можно купить питание трех основных производителей — Nutricia, Nestle и Fresenius. При уменьшении количества потребляемой пищи в результате снижения аппетита или нарушений глотания очень желательно ежедневно добавлять в рацион такие продукты. При определенных видах БАС могут быть ограничения на ту или иную форму питания, поэтому необходимо проконсультироваться с врачом-неврологом.

Своевременное обеспечение доступа пищи в организм путем установки назогастрального зонда или гастростомы позволяет кормить и поить человека, который теряет способность самостоятельно глотать по мере развития заболевания.
Антиоксиданты

Антиоксиданты — это класс питательных веществ, которые помогают организму предотвращать повреждения клеток свободными радикалами.

Считается что люди, страдающие БАС, могут быть более восприимчивы к вредоносным эффектам свободных радикалов, и в настоящее время ведутся исследования, направленные на выявление полезного воздействия на организм добавок, богатых антиоксидантами.

Некоторые средства, содержащие антиоксиданты, которые уже прошли клинические испытания в целях выявления влияния на БАС, не доказали своей эффективности.

Альтернативное лечение

В настоящее время единственные средства, которые замедляют прогрессирование БАС, — это рилузол и эдаравон. Эффективность дорогостоящих препаратов невысокая, поэтому понятно, почему люди с БАС хотят попробовать другие способы терапии.

Что такое стволовые клетки?
Стволовые клетки — это клетки, которые еще не сформировались для того, чтобы выполнять конкретные функции. Они могут самообновляться и давать начало различным типам клеток таким, как, например, клетки крови, мышечные и нервные клетки.

Внимание СМИ и общий интерес к стволовым клеткам связаны с тем, что в будущем их, вероятно, можно будет использовать при восстановлении или для замены нормальных клеток, погибших в связи с каким-то заболеванием.

Стволовые клетки стали ценным инструментом для исследователей. Ученые интересуются ими в связи с возможностью получения мотонейронов в лабораторных условиях, что позволит изучить скрытые механизмы развития БАС.          


Неврологи ставропольской краевой клинической больницы принимают активное участие в диагностике пациентов с болезнью двигательного нейрона. Для таких пациентов в крае насчитыватся порядка 40. Специально для них создана в 2019 году «Школа БАС».

Воспаление вызывает дисфункцию коры головного мозга при рассеянном склерозе

Рассеянный склероз (РС) — это хроническое заболевание, поражающее головной и спинной мозг. При этом заболевании нервные клетки атакуются иммунной системой пациента.

Нередко заболевание переходит в прогрессирующую форму, характеризующуюся смещением патологии из белого вещества в серое, например в кору головного мозга. Эту фазу заболевания сложно лечить, и ее основные причины плохо изучены.

Теперь ученые из ТУМ в сотрудничестве с Университетом Людвига-Максимилиана в Мюнхене (LMU) и Женевским университетом показали, что на мышиной модели воспаление серого вещества приводит к снижению активности нервных клеток из-за к (потенциально обратимому) разрушению синапсов.

Ученые показали, что причиной являются воспалительные реакции, которые приводят к потере синапсов, снижая активность нейронов. Целенаправленное ингибирование этих иммунных клеток может смягчить такое синаптическое повреждение и обеспечить многообещающий терапевтический вариант для прогрессирующего рассеянного склероза.

Томас Мисгельд, профессор биологии нейронов в ТУМ, сказал: «Это открытие может позволить обуздать потерю синапсов с помощью определенных противовоспалительных мер».

При прогрессирующем рассеянном склерозе потеря синапсов является первичным симптомом повреждения коры головного мозга; таким образом, ученые подозревали, что синапсы являются ключом к повреждению нейронов, которое возникает на этой стадии заболевания.

Используя несколько методов визуализации, ученые определили, что такая широко распространенная потеря синапсов может быть воспроизведена на мышиной модели рассеянного склероза.Их наблюдения показали, что особый тип иммунных клеток разрушает синаптические шипы.

Кершенштайнер сказал: «Эти иммунные клетки преимущественно уничтожают шипы, которые содержат большое количество кальция. Мы предполагаем, что сама реакция воспаления вызывает приток кальция, который дестабилизирует шипы».

Мисгельд сказал: «Эти изменения на поздних стадиях рассеянного склероза напоминают те, которые также можно наблюдать на ранних стадиях нейродегенерации.

«Активированные иммунные клетки в первую очередь атакуют возбуждающие синапсы, которые отвечают за активацию других нервных клеток. Как следствие, снижается уровень активности в нейронных сетях. Нервные клетки эффективно заглушаются».

«Однако, к нашему большому удивлению, мы обнаружили, что в нашей модели этот процесс обратим».

Дорон Мерклер, невропатолог из Женевского университета, сказал: «Как только воспаление проходит, нормальное количество синапсов восстанавливается, и нейроны снова проявляют свои нормальные модели активности.Эти результаты контрастируют с результатами у пациентов с прогрессирующим рассеянным склерозом, у которых кора головного мозга необратимо повреждена. Предположительно, механизмы восстановления не могут повлиять на этих пациентов, поскольку воспаление носит хронический характер и остается неразрешенным. В нашей модели мы вызвали острую воспалительную реакцию, которая разрешилась в течение нескольких дней».

Номер журнала:
  1. М. Джафари и др. Опосредованному фагоцитами удалению синапсов при нейровоспалении коры способствует локальное накопление кальция.Doi: 10.1038/s41593-020-00780-7

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Воспаление перестраивает мозг | Nature Reviews Ревматология

Функциональное и структурное МРТ-исследование пациентов с ревматоидным артритом (РА), опубликованное в Nature Communications , может начать объяснение того, как хроническое системное воспаление изменяет функцию мозга. «Две области мозга, нижняя теменная долька и медиальная префронтальная кора, становятся более тесно связанными с несколькими мозговыми сетями у пациентов с более высоким уровнем воспаления», — говорит автор-корреспондент Эндрю Шрепф.

Фото: kirstypargeter/iStock/Getty Images Plus

Известно, что воспаление влияет на связь мозга, и пациенты с хроническими воспалительными состояниями подвержены усталости и гипералгезии. Тем не менее, предыдущие анализы связи между воспалением и функцией мозга основывались на моделях на животных или индукции острого воспаления путем инъекции липополисахарида добровольцам. «Естественно, мы хотели знать, что происходит с мозгом при хроническом воспалении», — объясняет Шрепф.Для этой цели пациенты с РА являются идеальными кандидатами, так как естественные колебания степени системного воспаления могут использоваться в качестве коррелятов без необходимости «искусственно» индуцировать острые воспалительные реакции иммуногенами.

Исследователи измерили скорость оседания эритроцитов и концентрацию С-реактивного белка в сыворотке как маркеры воспаления у 54 пациентов с РА. Затем этим пациентам была проведена функциональная МРТ и структурная нейровизуализация, в то время как они выполняли базовый когнитивный тест непрерывного сложения чисел.Исходные данные сравнивали с данными, полученными через 6 месяцев наблюдения.

Авторы визуализировали уменьшение серого вещества в нижней теменной доле с помощью морфометрии на основе вокселей, но данные не были статистически значимыми, и в медиальной префронтальной коре потеря не была обнаружена; может потребоваться более длительное наблюдение.

Используя корреляционный анализ на основе исходных данных для вывода о функциональных связях, исследователи обнаружили сильную связь с некоторыми хорошо охарактеризованными исходными сетями, включая сеть режима по умолчанию, сеть дорсального внимания, сеть заметности и медиальную зрительную сеть.

«Мы рассмотрели огромное количество возможных связей — каждую связь между каждой парой областей после разделения мозга на 264 области», — объясняет Шрепф.

Помимо связи воспаления с усилением связи с этими сетями, интересно, что исследователи также заметили странные корреляции паттернов с усталостью и интенсивностью боли, о которых сообщают пациенты. «Казалось, что мозг пациентов с более сильным воспалением использовал ресурсы из сети режима по умолчанию, — уточняет Шрепф, — который обычно считается «тихим» во время задач, подобных той, которую выполняли пациенты.Он считает, что это необычное требование вычислительной мощности мозга может быть необходимо этим пациентам для выполнения поставленной математической задачи, что намекает на основу для объяснения когнитивной дисфункции у пациентов с хроническими воспалительными заболеваниями.

«Мы планируем провести анализ нескольких других когорт пациентов с аутоиммунными заболеваниями и хронической болью, чтобы увидеть, как эти результаты сохраняются, — говорит Шрепф, — но чтобы действительно понять эти механизмы, нам нужно увидеть, меняются ли они при успешном лечении.

Информация об авторе

Принадлежности

  1. Nature Reviews Rheumatology

    Николас Дж. Бернард

Автор, ответственный за переписку

Переписка с Николас Дж. Бернард.

Об этой статье

Процитировать эту статью

Bernard, N.J. Воспаление перестраивает мозг. Nat Rev Rheumatol 14, 442 (2018). https://дои.org/10.1038/s41584-018-0047-z

Загрузить цитату

Поделиться этой статьей

Любой, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, сможет прочитать этот контент: доступны для этой статьи.

Предоставлено инициативой Springer Nature SharedIt по обмену контентом.

исследователей из Стэнфорда обнаружили признаки воспаления в мозгу людей, умерших от COVID-19 | Центр новостей

Самое всестороннее на сегодняшний день молекулярное исследование мозга людей, умерших от COVID-19, выявило безошибочные признаки воспаления и нарушения мозговых цепей.

Исследователи из Стэнфордской школы медицины и Саарского университета в Германии сообщают, что то, что они видели, очень похоже на то, что наблюдали в мозгу людей, умерших от нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.

Полученные данные могут помочь объяснить, почему многие пациенты с COVID-19 сообщают о неврологических проблемах. Эти жалобы усиливаются при более тяжелых случаях COVID-19. И они могут сохраняться как аспект «длительного COVID», длительного расстройства, которое иногда возникает после заражения SARS-CoV-2, вирусом, вызывающим COVID-19.Около трети людей, госпитализированных с COVID-19, сообщают о симптомах нечеткого мышления, забывчивости, трудности с концентрацией внимания и депрессии, сказал Тони Висс-Корей, доктор философии, профессор неврологии и неврологических наук в Стэнфорде.

Однако исследователи не смогли найти никаких признаков SARS-CoV-2 в ткани мозга, полученной от восьми человек, умерших от этой болезни. Образцы мозга 14 человек, умерших по другим причинам, использовались в качестве контроля для исследования.

«Мозг пациентов, умерших от тяжелой формы COVID-19, показал выраженные молекулярные маркеры воспаления, хотя у этих пациентов не было никаких зарегистрированных клинических признаков неврологических нарушений», — сказал Висс-Корей, который является доктором медицины.Х. Чен Профессор II.

Ученые расходятся во мнениях относительно того, присутствует ли SARS-CoV-2 в мозгу пациентов с COVID-19. «Мы использовали те же инструменты, что и они, а также другие, более точные, и действительно тщательно искали присутствие вируса», — сказал он. — И мы не смогли найти.

Статья с описанием исследования будет опубликована 21 июня в журнале Nature . Висс-Корей разделяет старшее авторство с Андреасом Келлером, доктором философии, заведующим кафедрой клинической биоинформатики Саарского университета.Ведущими авторами являются Эндрю Янг, доктор философии, научный сотрудник группы Висс-Корей, и Фабиан Керн, аспирант группы Келлера.

Гематоэнцефалический барьер

До недавнего времени считалось, что гематоэнцефалический барьер, который состоит из части клеток кровеносных сосудов, которые плотно сшиты вместе, и каплеобразных опор, образованных отростками клеток мозга, прижимающихся к сосудам, до недавнего времени считался чрезвычайно избирательным в обеспечении доступа. к клеткам и молекулам, образующимся вне головного мозга.

Но предыдущая работа группы Wyss-Coray и других показала, что переносимые кровью факторы вне мозга могут передавать сигналы через гематоэнцефалический барьер, вызывая воспалительные реакции внутри мозга. Это может объяснить, почему, как обнаружили Висс-Корей и его коллеги, факторы в крови молодых мышей могут омолаживать когнитивные способности старых мышей, тогда как кровь старых мышей может пагубно влиять на умственные способности их более молодых сверстников.

Наши результаты могут помочь объяснить спутанность сознания, усталость и другие неврологические и психиатрические симптомы длительного COVID.

Услышав сообщения о стойких неврологических симптомах у некоторых пациентов с COVID-19, Висс-Корей заинтересовался тем, как инфекция SARS-CoV-2 может вызывать такие проблемы, которые напоминают те, которые возникают из-за старения, а также при различных нейродегенеративных заболеваниях. Увидев также противоречивые сообщения о присутствии вируса в тканях мозга в других исследованиях, он хотел знать, действительно ли вирус проникает в мозг.

Мозговую ткань пациентов с COVID-19 трудно найти, сказал Висс-Корай.Невропатологи неохотно предпринимают шаги, необходимые для его удаления, из-за потенциального контакта с SARS-CoV-2 и из-за того, что правила часто запрещают такие процедуры для предотвращения передачи вируса. Но Келлер, который работал в лаборатории Wyss-Coray в качестве приглашенного профессора в Стэнфорде, смог получить доступ к образцам ткани головного мозга COVID-19 из вскрытий, проведенных в больнице, связанной с Саарландским университетом.

Используя подход, называемый секвенированием РНК отдельных клеток, ученые зарегистрировали уровни активации тысяч генов в каждой из 65 309 отдельных клеток, взятых из образцов ткани головного мозга пациентов с COVID-19 и контрольной группы.

В нейронах коры головного мозга признаки дистресса

Уровни активации сотен генов во всех основных типах клеток головного мозга отличались в мозге пациентов с COVID-19 по сравнению с мозгом контрольной группы. Многие из этих генов связаны с воспалительными процессами.

Также были признаки поражения нейронов в коре головного мозга, области мозга, которая играет ключевую роль в принятии решений, памяти и математических рассуждениях. Эти нейроны, в основном двух типов — возбуждающие и тормозные — образуют сложные логические цепи, которые выполняют эти высшие функции мозга.

В самых внешних слоях коры головного мозга пациентов, умерших от COVID-19, были обнаружены молекулярные изменения, свидетельствующие о подавлении передачи сигналов возбуждающими нейронами наряду с усилением передачи сигналов тормозными нейронами, которые действуют как тормоза на возбуждающие нейроны. Этот вид сигнального дисбаланса был связан с когнитивным дефицитом и нейродегенеративными состояниями, такими как болезнь Альцгеймера.

Дополнительным открытием было то, что периферические иммунные клетки, называемые Т-клетками, иммунные клетки, которые охотятся за патогенами, были значительно более распространены в тканях мозга умерших пациентов с COVID-19.В здоровом мозгу таких иммунных клеток немного.

«Вирусная инфекция, по-видимому, вызывает воспалительные реакции по всему телу, которые могут вызывать воспалительную передачу сигналов через гематоэнцефалический барьер, что, в свою очередь, может вызвать нейровоспаление в головном мозге», — сказал Висс-Корей.

«Вполне вероятно, что многие пациенты с COVID-19, особенно те, у кого есть неврологические проблемы или госпитализированные, имеют эти нейровоспалительные маркеры, которые мы видели у людей, которые умерли от этой болезни, которых мы наблюдали», — добавил он.Возможно, это удастся выяснить, проанализировав спинномозговую жидкость этих пациентов, содержимое которой в какой-то степени идентично содержанию живого мозга.

«Наши результаты могут помочь объяснить спутанность сознания, усталость и другие неврологические и психиатрические симптомы длительного COVID», — сказал он.

Висс-Корей — содиректор Центра биологии старения Пола Ф. Гленна в Стэнфорде, член Stanford Bio-X, Стэнфордского научно-исследовательского института здоровья матери и ребенка и Института неврологии Ву Цая в Стэнфорде, а также преподаватель сотрудник ЧЭМ-Х.

Другими соавторами исследования из Стэнфорда являются ученые с докторской степенью Патриция Лосада, доктор философии, Николас Шаум, доктор философии, Райан Вест, доктор философии, Наннан Лу, доктор философии, и Оливер Хан, доктор философии; специалист по фундаментальным исследованиям жизни Даниэла Бердник, доктор философии; специалисты по исследованиям в области наук о жизни Мааян Агам и Крути Калькуттавала; бывший научный сотрудник наук о жизни Дэвис Ли; бывший приглашенный студент-исследователь Кристина Маат; специалист по исследованиям в области наук о жизни Дивья Чаннаппа; Дэвид Гейт, доктор философии, преподаватель неврологии и неврологических наук; М.Винди МакНерни, доктор философии, клинический доцент кафедры психиатрии и поведенческих наук; и Имма Кобос, доктор медицинских наук, доцент кафедры патологии.

Помимо Келлера и Керна, в исследовании участвовали и другие исследователи из Саарского университета.

Работа финансировалась Nomis Foundation, Национальными институтами здравоохранения (гранты T32-AG0047126, 1RF1AG059694 и P30AG066515), Nan Fung Life Sciences, Институтом неврологии Ву Цай и Стэнфордским исследовательским центром болезни Альцгеймера.

Поражение коры головного мозга при рассеянном склерозе; роль иммунной системы | BMC Neurology

  • Noseworthy JH, Lucchinetti C, Rodriguez M, Weinshenker BG: Рассеянный склероз. N Engl J Med. 2000, 343: 938-952. 10.1056/NEJM200009283431307.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Рунге В.М., Прайс А.С., Киршнер Х.С., Аллен Дж.Х., Партейн К.Л., Джеймс А.Е.: Оценка рассеянного склероза с помощью магнитно-резонансной томографии.Рентгенография. 1986, 6: 203-212.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Нагара Х., Иноуэ Т., Кога Т., Китагути Т., Татейши Дж., Гото И.: Мозг, фиксированный формалином, полезен для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Журнал неврологических наук. 1987, 81: 67-77. 10.1016/0022-510Х(87)

    -5.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • McDonald WI, Compston A, Edan G, Goodkin D, Hartung HP, Lublin FD, McFarland HF, Paty DW, Polman CH, Reingold SC и др.: Рекомендуемые диагностические критерии рассеянного склероза: рекомендации Международной группы экспертов по Диагностика рассеянного склероза.Анналы неврологии. 2001, 50: 121-127. 10.1002/ana.1032.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Martin R, McFarland HF, McFarlin DE: Иммунологические аспекты демиелинизирующих заболеваний. Ежегодный обзор иммунологии. 1992, 10: 153-187. 10.1146/аннурев.ий.10.040192.001101.

    КАС Статья Google ученый

  • Behan PO, Behan WMH: SIr Robert Carswell: шотландский патологоанатом.Исторический аспект нейронаук. Под редакцией: Rose FC, Bynum WF. 1982, Нью-Йорк: Raven Press, 286-

    . Google ученый

  • Мюррей Т.Дж.: Рассеянный склероз: история болезни. 2005, Нью-Йорк: Demos Medical Publishing

    Google ученый

  • Brownell B, Hughes JT: Распределение бляшек в головном мозге при рассеянном склерозе. J Neurol Нейрохирург Психиатрия.1962, 25: 315-320. 10.1136/jnnp.25.4.315.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Frischer JM, Bramow S, Dal-Bianco A, Lucchinetti CF, Rauschka H, ​​Schmidbauer M, Laursen H, Sorensen PS, Lassmann H: связь между воспалением и нейродегенерацией при рассеянном склерозе головного мозга. Мозг. 2009, 132: 1175-1189. 10.1093/мозг/awp070.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Полони Г., Минагар А., Хааке Э.М., Зивадинов Р.: Последние разработки в области визуализации рассеянного склероза.Невролог. 2011, 17: 185-204. 10.1097/NRL.0b013e31821a2643.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Пападопулос Д., Дьюкс С., Патель Р., Николас Р., Вора А., Рейнольдс Р.: Существенная археокортикальная атрофия и потеря нейронов при рассеянном склерозе. Патология головного мозга. 2009, 19: 238-253. 10.1111/j.1750-3639.2008.00177.х.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Пирко И., Луккинетти С.Ф., Шрирам С., Баски Р.: Вовлечение серого вещества при рассеянном склерозе.Американская академия неврологии. 2007, 68: 634-642.

    Артикул Google ученый

  • Fisniku LK, Chard DT, Jackson JS, Anderson VM, Altmann DR, Miszkiel KA, Thompson AJ, Miller DH: Атрофия серого вещества связана с длительной нетрудоспособностью при рассеянном склерозе. Энн Нейрол. 2008, 64: 247-254. 10.1002/ана.21423.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Fisher E, Lee JC, Nakamura K, Rudick RA: Атрофия серого вещества при рассеянном склерозе: продольное исследование.Энн Нейрол. 2008, 64: 255-265. 10.1002/ана.21436.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Rudick RA, Lee JC, Nakamura K, Fisher E: Атрофия серого вещества коррелирует с прогрессированием инвалидности при рассеянном склерозе, измеренным с помощью MSFC, но не EDSS. J Neurol Sci. 2009, 282: 106-111. 10.1016/j.jns.2008.11.018.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Bo L, Geurts JJ, van der Valk P, Polman C, Barkhof F: Отсутствие корреляции между корковой демиелинизацией и патологическими изменениями белого вещества при рассеянном склерозе.Арх Нейрол. 2007, 64: 76-80. 10.1001/арх.64.1.76.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Kutzelnigg A, Lucchinetti CF, Stadelmann C, Bruck W, Rauschka H, ​​Bergmann M, Schmidbauer M, Parisi JE, Lassmann H: Кортикальная демиелинизация и диффузное поражение белого вещества при рассеянном склерозе. Мозг. 2005, 128: 2705-2712. 10.1093/мозг/awh641.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Kidd D, Barkhof F, McConnell R, Algra PR, Allen IV, Revesz T: Корковые поражения при рассеянном склерозе.Мозг. 1999, 122 (часть 1): 17–26.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Bo L, Vedeler CA, Nyland HI, Trapp BD, Mork SJ: Субпиальная демиелинизация в коре головного мозга у пациентов с рассеянным склерозом. J Neuropathol Exp Neurol. 2003, 62: 723-732.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Петерсон Дж.В., Бо Л., Морк С., Чанг А., Трапп Б.Д.: Перерезанные нейриты, апоптотические нейроны и уменьшение воспаления при поражении кортикального рассеянного склероза.Энн Нейрол. 2001, 50: 389-400. 10.1002/ана.1123.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Калабрезе М., Филиппи М., Галло П.: Кортикальные поражения при рассеянном склерозе. Нат Рев Нейрол. 2010, 6: 438-444. 10.1038/нрнейрол.2010.93.

    Артикул пабмед Google ученый

  • van Horssen J, Brink BP, de Vries HE, van der Valk P, Bo L: Гематоэнцефалический барьер при поражении кортикального рассеянного склероза.J Neuropathol Exp Neurol. 2007, 66: 321-328. 10.1097/nen.0b013e318040b2de.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Hauser SL, Waubant E, Arnold DL, Vollmer T, Antel J, Fox RJ, Bar-Or A, Panzara M, Sarkar N, Agarwal S, et al: Истощение В-клеток с помощью ритуксимаба при рецидивирующем-ремиттирующем множественном склероз. N Engl J Med. 2008, 358: 676-688. 10.1056/NEJMoa0706383.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Bo L, Vedeler CA, Nyland H, Trapp BD, Mork SJ: Внутрикортикальные поражения рассеянным склерозом не связаны с увеличением количества лимфоцитов в инфильтрации.Рассеянный склероз. 2003, 9: 323-331. 10.1191/1352458503ms917oa.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Rus H, Pardo CA, Hu L, Darrah E, Cudrici C, Niculescu T, Niculescu F, Mullen KM, Allie R, Wulff H и др.: Потенциалзависимый калиевый канал Kv1.3 сильно экспрессируется на воспалительные инфильтраты при рассеянном склерозе головного мозга. ПНАС. 2005, 102: 11094-11099. 10.1073/пнас.0501770102.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Junker A, Ivanidze J, Malotka J, Eiglmeier I, Lassmann H, Wekerle H, Meinl E, Hohlfeld R, Dornmair K: Рассеянный склероз: экспрессия Т-клеточных рецепторов в различных областях мозга.Мозг. 2007, 130: 2789-2799. 10.1093/мозг/awm214.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Lovato L, Willis SN, Rodig SJ, Caron T, Almendinger SE, Howell OW, Reynolds R, O’Connor KC, Hafler DA: Родственные клоны В-клеток заселяют мозговые оболочки и паренхиму пациентов с рассеянным склерозом. Мозг. 2011

    Google ученый

  • Bo L, Vedeler CA, Nyland H, Trapp BD, Mork SJ: Внутрикортикальные поражения рассеянным склерозом не связаны с повышенной лимфоцитарной инфильтрацией.Мульт Склер. 2003, 9: 323-331. 10.1191/1352458503ms917oa.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Bunyan RF, Popescu BF, Carter JL, Caselli RJ, Parisi JE, Lucchinetti CF: Детский рассеянный склероз с прогрессирующей деменцией и патологической корковой демиелинизацией. Арх Нейрол. 2011, 68: 525-528. 10.1001/архнейрол.2011.50.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Vercellino M, Masera S, Lorenzatti M, Condello C, Merola A, Mattioda A, Tribolo A, Capello E, Mancardi GL, Mutani R и др.: Демиелинизация, воспаление и нейродегенерация при рассеянном склерозе глубокого серого вещества.J Neuropathol Exp Neurol. 2009, 68: 489-502. 10.1097/НЭН.0b013e3181a19a5a.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Vercellino M, Masera S, Lorenzatti M, Condello C, Merola A, Mattioda A, Tribolo A, Capello E, Mancardi GL, Mutani R и др.: Демиелинизация, воспаление и нейродегенерация при рассеянном склерозе глубокого серого вещества. Журнал невропатологии и экспериментальной неврологии. 2009, 68: 489-502. 10.1097/НЭН.0b013e3181a19a5a.

    Артикул Google ученый

  • Torkildsen O, Stansberg C, Angelskar SM, Kooi EJ, Geurts JJ, van der Valk P, Myhr KM, Steen VM, Bo L: Активация генов, связанных с иммуноглобулином, в отделах коры головного мозга у пациентов с рассеянным склерозом. Мозговой патол. 2010, 20: 720-729.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Popescu BF, Bunyan RF, Parisi JE, Ransohoff RM, Lucchinetti CF: случай рассеянного склероза с воспалительной кортикальной демиелинизацией.Неврология. 2011, 76: 1705-1710. 10.1212/WNL.0b013e31821a44f1.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Merkler D, Boske R, Schmelting B, Czeh B, Fuchs E, Bruck W, Stadelmann C: Дифференциальная активация макрофагов/микроглии при поражениях EAE в неокортикальной области у мартышек. Мозговой патол. 2006, 16: 117-123. 10.1111/j.1750-3639.2006.00004.x.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Storch MK, Bauer J, Linington C, Olsson T, Weissert R, Lassmann H: Корковая демиелинизация может быть смоделирована в конкретных крысиных моделях аутоиммунного энцефаломиелита и связана с гаплотипом главного комплекса гистосовместимости (MHC).J Neuropathol Exp Neurol. 2006, 65: 1137-1142. 10.1097/01.jnen.0000248547.13176.9d.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Pomeroy IM, Matthews PM, Frank JA, Jordan EK, Esiri MM: Демиелинизированные новокортикальные поражения при аутоиммунном энцефаломиелите мартышек имитируют таковые при рассеянном склерозе. Мозг. 2005, 128: 2713-2721. 10.1093/мозг/awh626.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Merkler D, Ernsting T, Kerschensteiner M, Bruck W, Stadelmann C: Новая фокальная модель EAE кортикальной демиелинизации: поражения, подобные рассеянному склерозу, с быстрым исчезновением воспаления и обширной ремиелинизацией.Мозг. 2006, 129: 1972-1983. 10.1093/мозг/шило135.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Young CL, Adamson TC, Vaughan JH, Fox RI: Иммуногистологическая характеристика лимфоцитов синовиальной оболочки при ревматоидном артрите. Ревмирующий артрит. 1984, 27: 32-39. 10.1002/арт.1780270106.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Schroder AE, Greiner A, Seyfert C, Berek C: Дифференцировка В-клеток в нелимфоидной ткани синовиальной оболочки пациентов с ревматоидным артритом.Proc Natl Acad Sci USA. 1996, 93: 221-225. 10.1073/пнас.93.1.221.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Weyland CM, Kurtin PJ, Goronzy JJ: Эктопический лимфоидный органогенез. Ам Джей Патол. 2001, 159: 787-792. 10.1016/S0002-9440(10)61751-8.

    Артикул Google ученый

  • Hjelmstrom P: Лимфоидный неогенез: образование de novo лимфоидной ткани при хроническом воспалении посредством экспрессии самонаводящихся хемокинов.Дж. Лейкок Биол. 2001, 69: 331-339.

    КАС пабмед Google ученый

  • Алоизи Ф., Пужоль-Боррелл Р.: Лимфоидный неогенез при хронических воспалительных заболеваниях. Нат Рев Иммунол. 2006, 6: 205-217. 10.1038/nri1786.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Уиллис С.Н., Маллоцци С.С., Родиг С., Кронк К., МакАрдел С.Л., Карон Т., Пинкус Г., Ловато Л., Шампейн К.Л., Андерсон Д.Е. отклик.Дж Иммунол. 2009, 182:

    Google ученый

  • Coppola D, Nebozhyn M, Khalil F, Dai H, Yeatman T, Loboda A, Mule JJ: Уникальные эктопические структуры, подобные лимфатическим узлам, присутствующие в первичной колоректальной карциноме человека, идентифицированы с помощью профилирования массива иммунных генов. Ам Джей Патол. 2011, 179: 37-45. 10.1016/j.ajpath.2011.03.007.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Coronella JA, Spier C, Welch M, Trevor KT, Stopeck AT, Villar H, Hersh EM: Антиген-управляемая олигоклональная экспансия проникающих в опухоль B-клеток при инфильтрирующей протоковой карциноме молочной железы.Дж Иммунол. 2002, 169: 1829-1836.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Dieu-Nosjean MC, Antoine M, Danel C, Heudes D, Wislez M, Poulot V, Rabbe N, Laurans L, Tartour E, de Chaisemartin L, et al: Долгосрочная выживаемость пациентов с немаленькими -клеточный рак легкого с внутриопухолевыми лимфоидными структурами. Дж. Клин Онкол. 2008, 26: 4410-4417. 10.1200/JCO.2007.15.0284.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Марбург O: Острая множественная склерозная болезнь.Jahrbüchern für Psychiatrie und Neurologie. 1906, 27: 211-312.

    Google ученый

  • Hallervorden J: Анатомия и патогенез множественной склероза. Munchener Medizinische Wochenschrift. 1955, 97: 509-518.

    КАС пабмед Google ученый

  • Margulis MS: Uber die pathologische Anatomie und Pathonese der Multiplens Sklerose. Deutsche Zeischrift f Nervenheilkunde.1933, 131: 125-143. 10.1007/BF01762686.

    Артикул Google ученый

  • Lassmann H, Kitz K, Wisniewski HM: Гистогенез демиелинизирующих поражений в спинном мозге морских свинок с хроническим рецидивирующим экспериментальным аллергическим энцефаломиелитом. J Neurol Sci. 1981, 50: 109-121. 10.1016/0022-510Х(81)

    -0.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Raine CS, Snyder DH, Valsamis MP, Stone SH: Хронический экспериментальный аллергический энцефаломиелит у инбредных морских свинок.Ультраструктурное исследование. Лаборатория Инвест. 1974, 31: 369-380.

    КАС пабмед Google ученый

  • Prineas JW: Рассеянный склероз: наличие лимфатических капилляров и лимфоидной ткани в головном и спинном мозге. Наука. 1979, 203: 1123-1125. 10.1126/научн.424741.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Guseo A, Jellinger K: Значение периваскулярных инфильтратов при рассеянном склерозе.Дж Нейрол. 1975, 211: 51-60. 10.1007/BF00312463.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Serafini B, Rosicarelli B, Magliozzi R, Stigliano E, Aloisi F: Обнаружение эктопических B-клеточных фолликулов с центрами зародыша в мозговых оболочках пациентов со вторично-прогрессирующим рассеянным склерозом. Мозговой патол. 2004, 14: 164-174. 10.1111/j.1750-3639.2004.tb00049.x.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Magliozzi R, Howell OW, Reeves C, Roncaroli F, Nicholas R, Serafini B, Aloisi F, Reynolds R: Градиент потери нейронов и воспаления мозговых оболочек при рассеянном склерозе.Энн Нейрол. 2010, 68: 477-493. 10.1002/ана.22230.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Magliozzi R, Howell O, Vora A, Serafini B, Nicholas R, Puopolo M, Reynolds R, Aloisi F: Менингеальные В-клеточные фолликулы при вторично-прогрессирующем рассеянном склерозе связаны с ранним началом заболевания и тяжелой патологией коры. Мозг. 2007, 130: 1089-1104.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Howell OW, Reeves CA, Nicholas R, Carassiti D, Radotra B, Gentleman SM, Serafini B, Aloisi F, Roncaroli F, Magliozzi R, Reynolds R: Менингеальное воспаление широко распространено и связано с корковой патологией при рассеянном склерозе.Мозг. 2011

    Google ученый

  • Kooi EJ, Geurts JJ, van Horssen J, Bo L, van der Valk P: Менингеальное воспаление не связано с кортикальной демиелинизацией при хроническом рассеянном склерозе. J Neuropathol Exp Neurol. 2009, 68: 1021-1028. 10.1097/NEN.0b013e3181b4bf8f.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Серафини Б., Севера М., Колумба-Кабесас С., Росикарелли Б., Верони С., Кьяппетта Г., Маглиоцци Р., Рейнольдс Р., Кочча Э.М., Алоизи Ф.: латентная инфекция вируса Эпштейна-Барр и экспрессия BAFF в В-клетках в рассеянный склероз головного мозга: последствия персистенции вируса и интратекальной активации В-клеток.J Neuropathol Exp Neurol. 2010, 69: 677-693. 10.1097/NEN.0b013e3181e332ec.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Serafini B, Rosicarelli B, Franciotta D, Magliozzi R, Reynolds R, Cinque P, Andreoni L, Trivedi P, Salvetti M, Faggioni A, Aloisi F: Нарушенная регуляция вирусной инфекции Эпштейна-Барра при рассеянном склерозе головного мозга. J Эксперт Мед. 2007, 204: 2899-2912. 10.1084/ем.20071030.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Willis SN, Stadelmann C, Rodig SJ, Caron T, Gattenloehner S, Mallozzi SS, Roughan JE, Almendinger SE, Blewett MM, Bruck W, et al: Вирусная инфекция Эпштейна-Барр не является характерным признаком рассеянного склероза мозг.Мозг. 2009, 132: 3318-3328. 10.1093/мозг/awp200.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Саргсян С.А., Оуэнс Г.П., Гилден Д.Х., Беннетт Д.Л.: Отсутствие вируса Эпштейна-Барр в головном мозге и спинномозговой жидкости у пациентов с рассеянным склерозом. Неврология. 2010.

    Google ученый

  • Peferoen LA, Lamers F, Lodder LN, Gerritsen WH, Huitinga I, Melief J, Giovannoni G, Meier U, Hintzen RQ, Verjans GM и др.: вирус Эпштейна-Барра не является характерным признаком в центральной нервной системе при установленном рассеянном склерозе.Мозг. 2009

    Google ученый

  • Obermeier B, Mentele R, Malotka J, Kellermann J, Kumpfel T, Wekerle H, Lottspeich F, Hohlfeld R, Dornmair K: Сопоставление транскриптомов олигоклональных иммуноглобулинов и протеомов спинномозговой жидкости при рассеянном склерозе. Нат Мед. 2008, 14: 688-693. 10.1038/нм1714.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Obermeier B, Lovato L, Mentele R, Bruck W, Forne I, Imhof A, Lottspeich F, Turk KW, Willis SN, Wekerle H, et al: Родственные клоны В-клеток, которые населяют ЦСЖ и ЦНС пациентов с рассеянный склероз продуцируют иммуноглобулин ЦСЖ.J Нейроиммунол. 2011, 233: 245-248. 10.1016/ж.жнейроим.2011.01.010.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • van Zwam M, Huizinga R, Melief MJ, Wierenga-Wolf AF, van M, Voerman JS, Biber KP, Boddeke HW, Hopken UE, Meisel C, et al: Антигены мозга в функционально различных популяциях антигенпрезентирующих клеток в шейных лимфатических узлах при РС и ЭАЭ. J Mol Med (Берл). 2009, 87: 273-286.

    КАС Статья Google ученый

  • Derfuss T, Parikh K, Velhin S, Braun M, Mathey E, Krumbholz M, Kumpfel T, Moldenhauer A, Rader C, Sonderegger P, et al: Контактин-2/TAG-1-направленный аутоиммунитет выявлен у больных рассеянным склерозом и опосредует патологию серого вещества у животных.ПНАС. 2009, 106: 8302-8307. 10.1073/пнас.0

    6106.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Huizinga R, Gerritsen W, Heijmans N, Amor S: Потеря аксонов и патология серого вещества как прямой результат аутоиммунитета. Нейробиология болезни. 2008, 32: 461-470. 10.1016/j.nbd.2008.08.009.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Centonze D, Muzio L, Rossi S, Furlan R, Bernardi G, Martino G: связь между воспалением, передачей и нейродегенерацией при рассеянном склерозе.Гибель клеток и дифференцировка. 2010, 17: 1083-1091. 10.1038/cdd.2009.179.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Границы | Диета с высоким содержанием жиров вызывает нейровоспаление и митохондриальные нарушения в коре головного мозга и синаптической фракции мышей

    Введение

    Потребление диеты с высоким содержанием жиров (HFD) вызывает связанные с ожирением метаболические нарушения, характеризующиеся вялотекущим воспалением (Mollica et al., 2011).Воспаление — это реакция на стресс, направленная на адаптацию и восстановление после травм (Hernandez-Aguilera et al., 2013). Когда воспалительное состояние затягивается, оно может нарушать функции клеток, приводя к изменению метаболизма и связанным с ним патологическим состояниям (Hernandez-Aguilera et al., 2013). Митохондрии, первичная клеточная система генерации энергии, производят ключевые факторы во время воспаления и окисления и представляют собой основной источник активных форм кислорода (АФК). Следовательно, митохондриальная дисфункция связана с воспалением и другими энергозависимыми нарушениями, при которых образование АФК превышает физиологическую антиоксидантную защитную активность, вызывая клеточное окислительное повреждение (Chan, 2006).В головном мозге нейровоспаление является важным фактором риска нейродегенеративных расстройств, характеризующихся снижением обучаемости и когнитивных функций, что зависит от измененной связи нейронов и атипичной синаптической пластичности (Kumar, 2018). Многочисленные данные указывают на то, что HFD может активировать сигнальные пути с вредными эффектами в нескольких областях мозга, таких как гиппокамп и кора головного мозга (Dutheil et al., 2016; Chen et al., 2019). Некодирующие РНК приобретают все большее значение в регуляции метаболических заболеваний на уровне РНК, связывая влияние питания, нейровоспаление и нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) (Hanin et al., 2018; Хавив и др., 2018 г.; Мейдан и др., 2018). BDNF — нейротрофин, играющий ключевую роль в физиологии и патологии головного мозга (Lima Giacobbo et al., 2019). В частности, известно, что нейровоспаление, вызванное HFD, влияет на пути, связанные с BDNF, в нескольких областях мозга (Mi et al., 2017; Zhao et al., 2019). Мозгу требуется большое количество энергии для многочисленных процессов, включая производство нейротрансмиттеров и синаптическую активность. Таким образом, мозг использует около 20 % общего количества АТФ в организме, хотя он весит всего 2 % всего тела (Jain et al., 2010). Поскольку потребность митохондрий в энергии выше в мозге по сравнению с другими тканями, тонкие изменения в производстве митохондриальной энергии оказывают сильное влияние на мозг (Joshi and Mochly-Rosen, 2018). В частности, нарушение нейротрансмиссии и когнитивная недостаточность, связанные с нейродегенеративными заболеваниями, могут быть связаны с дисфункцией синаптических митохондрий, которые не удовлетворяют высокие потребности в энергии, необходимые для синапсов (Reddy and Beal, 2008). На пресинаптических окончаниях митохондрии продуцируют большую часть АТФ, необходимой для экзоцитоза и обратного захвата нейротрансмиттера в синаптические везикулы, в то время как на постсинаптическом уровне большое количество энергии требуется в основном для возбудимости плазматической мембраны и функционирования рецепторов и ионных каналов (Lores-Arnaiz et al. др., 2016). Для изучения биоэнергетики и митохондриальных функций в синаптических областях очень полезным инструментом является синаптосомальная фракция мозга млекопитающих. Здесь мы оцениваем митохондриальную функцию и эффективность, окислительный стресс, воспаление и путь BDNF как в коре головного мозга, так и в соответствующей синаптосомной фракции мышей с ожирением, вызванных HFD.

    Материалы и методы

    Материалы

    Используемые химикаты аналитической чистоты были приобретены у Sigma (St.Луис, Миссури, США).

    Животное и диета

    самца мышей C57Bl/6J (Charles River Laboratories, Calco, Lecco, Italy) помещали в клетку в помещении с регулируемой температурой и подвергали ежедневному 12-часовому циклу свет-12-часовой темноты со свободным доступом к воде и пище. Использовали молодняк (в среднем 27 ± 0,8 г ). Группа ( n = 7) была умерщвлена ​​в начале исследования для установления исходных показателей. Остальные мыши были разделены на две экспериментальные группы (по n = 7): первая группа получала стандартный рацион (контрольный рацион, КД; 10.6% жира Дж/Дж; Муцедола 4RF21; Settimo Milanese, Милан, Италия) на 18 недель; вторая группа получала HFD (50% жира J/J; Teklad# 93075) в течение 18 недель. В последнюю неделю лечения у живых животных измеряли дыхательные коэффициенты (RQ) с помощью непрямого калориметра с открытым контуром. В конце экспериментального периода животных анестезировали введением хлоралгидрата (40 мг/100 г массы тела) и умерщвляли декапитацией. Кровь брали из нижней полой вены и получали сыворотку путем центрифугирования при 1000× g в течение 10 мин и хранили при -80°С для последующих биохимических анализов.Кора головного мозга была удалена и подразделена; образцы, не использованные сразу для получения синаптосом и митохондрий, замораживали и хранили при -80°C для последующих определений.

    Измерение потребления кислорода, производства углекислого газа и дыхательного коэффициента

    После периода адаптации к экспериментальной среде с помощью системы мониторинга (Panlab s.r.l., Корнелья, Барселона, Испания), который состоит из четырехкамерного непрямого калориметра открытого цикла, предназначенного для непрерывного и одновременного мониторинга. VO 2 и VCO 2 измеряли каждые 15 мин (по 3 мин) в каждой камере, всего 6 ч. Средние значения VO 2 , VCO 2 и RQ были рассчитаны с помощью программного обеспечения «Metabolism H» (Dominguez et al., 2009).

    Состав тела и энергетический баланс

    Во время лечения ежедневно контролировали массу тела и потребление пищи для получения данных о прибавке массы тела и общем потреблении энергии.Оценка энергетического баланса проводилась в течение 18 недель кормления путем сравнительной оценки туши (Mollica et al., 2017). Полную плотность энергии для CD или HFD (15,8 или 21,9 кДж/г соответственно) и плотность энергии фекалий и туш определяли с помощью калориметрической бомбы (адиабатическая калориметрия Парра; Parr Instrument Company, Moline, IL, USA). Потребление метаболизируемой энергии (ME) определяли путем вычитания энергии, измеренной в фекалиях и моче, из общего потребления энергии, которое определялось из ежедневного потребления пищи и общей плотности энергии.Оценку содержания энергии, жира и белка в тушах животных проводили согласно опубликованному протоколу (Mollica et al., 2017). Энергоэффективность рассчитывали как процент прироста энергии тела на прием ME, а расход энергии определяли как разницу между потреблением ME и приростом энергии тела. Прирост энергии тела рассчитывали как разницу между содержанием энергии в организме в конце лечения и содержанием энергии у мышей, умерщвленных в начале эксперимента (базовые измерения).

    Параметры сыворотки

    Уровни триглицеридов и холестерина в сыворотке измеряли колориметрическим ферментативным методом с использованием коммерческих наборов (SGM Italia, Рим, Италия, и Randox Laboratories Limited, Крамлин, Великобритания). Уровни глюкозы определяли глюкометром (Contour next, Ascensia, Швейцария). Сывороточные уровни интерлейкина (IL)-1β, фактора некроза опухоли-α (TNF-α; BioVendor, Брно, Чехия), инсулина (Mercodia AB, Уппсала, Швеция), адипонектина и лептина (B-Bridge International, Mountain View, Калифорния, США) измеряли с использованием имеющихся в продаже наборов.В качестве индекса инсулинорезистентности (IR) оценку модели HOmeostasis (HOMA)-IR рассчитывали по формуле [HOMA = глюкоза натощак (ммоль/л -1 ) × инсулин натощак (мкЕд/мл -1 )/22,5 ].

    Параметры мозга и синаптосом

    Для определения перекисного окисления липидов в гомогенате коры головного мозга и синаптосомной фракции измеряли уровень малонового диальдегида (МДА) методом тиобарбитуровой кислоты (ТБАР). МДА реагирует с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) с образованием розового хромогена, который обнаруживается при длине волны 532 нм.Значения МДА выражали в микромолях на миллиграмм белка (Lu et al., 2009). Уровни TNF-α и IL-1β в гомогенате коры головного мозга и в синаптосомной фракции определяли, как сообщалось ранее (Cavaliere et al., 2018). Концентрацию восстановленного GSH и окисленного глутатиона (GSSG) в гомогенате коры головного мозга и в синаптосомной фракции измеряли с помощью анализа рециркуляции редуктазы дитионитробензойной кислоты-GSSG; отношение GSH к GSSG использовалось в качестве маркера окислительного стресса (Viggiano et al., 2016).

    Получение митохондрий и синаптосом из коры головного мозга

    Синаптосомы были приготовлены с использованием стандартной процедуры (Rao and Steward, 1991) с получением хорошо охарактеризованной синаптосомной фракции (Eyman et al., 2007, 2013; Ferrara et al., 2009; Cefaliello et al., 2014; Penna et al. , 2019). Вкратце, кору головного мозга быстро вырезали и гомогенизировали в гомогенизаторе Даунса с девятью объемами холодной изотонической среды (ХС), содержащей 0,32 М сахарозы и 10 мМ Трис-Cl, рН 7.4. Для приготовления субклеточных фракций после центрифугирования гомогената (2200 g , 1 мин, 4°С) осадок ресуспендировали в том же объеме ТМ и центрифугировали в тех же условиях, чтобы получить осадок, содержащий ядра, клеточные дебрис и большие синаптосомы (P1). Смешанные фракции супернатантов центрифугировали при более высокой скорости (23 000 g , 4 мин, 4°C) с получением осадка, который ресуспендировали в ТМ и центрифугировали в тех же условиях, чтобы получить второй осадок, содержащий свободные митохондрии, синаптосомы и фрагменты миелина. (P2), который был ресуспендирован в HM.Дифференциальное центрифугирование аликвот P2 использовали для получения изолированных синаптосом и митохондрий. Дальнейшая очистка синаптосом была достигнута путем фракционирования аликвоты фракции P2 в прерывистом градиенте фиколла. Один миллилитр фракции Р2, доведенный до конечной концентрации белка 3,5 мг/мл, наслаивали на прерывистый градиент 5% и 13% фиколла, растворенного в HM (по 2 мл каждого), и центрифугировали при 45000 g , для 45 мин, 4°С. Очищенную синаптосомную фракцию извлекали на границе раздела двух слоев фиколла, разбавляли девятью объемами НМ и осаждали центрифугированием (23000 g , 20 мин, 4°С).Осадок гомогенизировали в ТМ и концентрацию белка определяли с помощью колориметрического анализа по Бредфорду (Biorad) с использованием бычьего сывороточного альбумина (БСА) в качестве стандарта. Для получения митохондриальной фракции фракцию Р2 ресуспендировали в среде, содержащей 80 мМ LiCl, 50 мМ HEPES, 5 мМ Трис-ПО 4 , 1 мМ ЭГТА и 0,1% (вес/объем) БСА, не содержащего жирных кислот, рН 7,0. и центрифугировали при 500 g , 10 мин, 4°С. Супернатант центрифугировали при 10000 g в течение 10 мин при 4°С, осадок однократно промывали и ресуспендировали в среде, содержащей 80 мМ LiCl, 50 мМ HEPES, 5 мМ Трис-ПО 4 , 1 мМ EGTA и 0 .1% (масса/объем) БСА, не содержащего жирных кислот, рН 7,0. Содержание белка в митохондриальной фракции определяли с помощью колориметрического анализа Бредфорда (Biorad) с использованием BSA в качестве стандарта. Качество выделенных митохондрий проверяли, проверяя, что загрязнение митохондрий другими мембранами, содержащими АТФазу, составляет менее 10 %, а добавление цитохрома с (3 нмоль/мг белка) усиливает дыхание только в состоянии 3 примерно на 10 % (Cavaliere et al. др., 2016).

    Измерения митохондриальной окислительной способности и степени связывания

    Потребление кислорода изолированными митохондриями измеряли с помощью респирометра высокого разрешения Hansatech oxygraph (Yellow Spring Instruments, Yellow Springs, OH, USA) при температуре 30°C.Изолированные митохондрии инкубировали в среде (pH 7,0), содержащей 80 мМ KCl, 50 мМ HEPES, 5 мМ KH 2 PO 4 , 1 мМ EGTA и 0,1% (масса/объем) не содержащего жирные кислоты БСА для окисления. их эндогенные субстраты в течение нескольких минут. Затем добавляли субстраты в следующих концентрациях: 10 мМ сукцината плюс 3,75 мМ ротенона; 10 мМ пируват плюс 2,5 мМ малат. Потребление кислорода в состоянии 4 было получено в отсутствие АДФ, а потребление кислорода в состоянии 3 было измерено в присутствии 0,3 мМ АДФ.Коэффициент контроля дыхания (RCR) рассчитывали как отношение между состояниями 3 и 4 по Estabrook (1967). Степень связи определяли в головном мозге с помощью уравнения Cairns et al. (1998):

    степень связи=1−(Jo)sh/(Jo)unc

    , где (Jo)sh представляет собой скорость потребления кислорода (OCR) в присутствии олигомицина, ингибирующего АТФ-синтазу, а (Jo)unc представляет собой несвязанную скорость потребления кислорода, индуцированную карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразоном (FCCP), которая рассеивается. трансмихондральный протонный градиент.(Jo)sh и (Jo)unc измеряли, как указано выше, с использованием сукцината (10 ммоль/л) и ротенона (3,75 мкмоль/л) в присутствии олигомицина (2 мкг/мл) или FCCP (1 мкмоль/л) соответственно. . Удельную активность аконитазы и супероксиддисмутазы (СОД) измеряли спектрофотометрически, как сообщалось ранее (Flohè and Otting, 1984; Cavaliere et al., 2016).

    Анализатор клеток Seahorse XFp Стресс-тест клеточного митогенеза

    Измерения потребления кислорода (OCR) и скорости внеклеточного подкисления (ECAR) в синаптосомальной фракции коры головного мозга мышей выполняли с помощью Seahorse XFp (Seahorse Biosciences, North Billerica, MA, USA) с использованием набора Cell Mito Stress Test kit (Seahorse Bioscience, 101706- 100).Картриджи XFp (Seahorse Bioscience) гидратировали путем инкубации с 200 мкл калибранта (Seahorse Bioscience) на лунку при 37°C в течение ночи. Перед загрузкой картриджа в анализатор XFp в картриджи добавляли 20 мкл 30 мкМ олигомицина, 22 мкл 40 мкМ FCCP, 24 мкл 20 мкМ ротенона/антимицина А (конечные концентрации олигомицина, FCCP и ротенона, вводимые во время анализ составлял 3 мкМ, 4 мкМ и 2,0 мкМ соответственно). Картридж загружали в анализатор XFp для калибровки. В каждую лунку планшета Seahorse XFp (Seahorse Bioscience, North Bilerica, MA, USA), предварительно покрытую поли-D-лизином, мы высевали 10 мкг синаптосомального белка в конечном объеме 100 мкл ионной среды (20 мМ HEPES, 10 мМ D-глюкоза, 1.2 мМ Na 2 HPO 4 , 1 мМ MgCl 2 , 5 мМ NaHCO 3 , 5 мМ KCl, 140 мМ NaCl, pH 7,4 при 4°C). Планшет центрифугировали при 2000 g в течение 1 ч при 4°C в бакетном роторе (Thermo Scientific 75003624) в центрифуге Thermo Fisher Scientific 3000R. Перед анализом митостресса клеток среду заменяли 180 мкл инкубационной среды (3,5 мМ KCl, 120 мМ NaCl, 1,3 мМ CaCl 2 , 0,4 мМ KH 2 PO 4 , 1,2 мМ Na 7 SO 4 , 2 мМ MgSO 4 , 4 мг/мл БСА, 15 мМ D-глюкозы, 5 мМ пирувата, 2.5 мМ малата, рН 7,4 при 37°С). Базовый OCR определяли в присутствии инкубационной среды. Утечку протонов определяли после ингибирования митохондриальной продукции АТФ олигомицином, как ингибитором АТФазы F0 F1. Кроме того, измерение продукции АТФ в исходном состоянии было получено по уменьшению дыхания путем ингибирования АТФ-синтазы олигомицином. После этого митохондриальную цепь переноса электронов максимально стимулировали добавлением разобщителя FCCP.Наконец, внемитохондриальное дыхание оценивали после добавления антимицина А и ротеноновых ингибиторов комплексов III и I соответственно. Эффективность связывания представляет собой долю кислорода, потребляемого для запуска синтеза АТФ, по сравнению с той, которая вызывает утечку протонов, и рассчитывалась как доля базального митохондриального OCR, используемого для синтеза АТФ (АТФ-связанный OCR/базальный OCR). Запасная емкость — это способность клетки реагировать на энергетическую потребность, и ее рассчитывали как разницу между максимальным дыханием и базальным дыханием.

    Вестерн-блоттинг

    Кору головного мозга и синаптосомную фракцию гомогенизировали в лизирующем буфере (20 мМ MOPS, pH 7,4, 2 мМ EGTA, pH 8, 5 мМ EDTA, pH 8, 30 мМ NaF, 60 мМ β-глицерофосфат, 1 мМ ортованадат натрия, 1 % Triton X). -100, 1 мМ DTT) с коктейлем ингибиторов протеазы (Sigma-Aldrich). Вестерн-блот-анализ проводили, как описано ранее (Chun et al., 2004). Вкратце, белки (20 или 40 мкг/дорожка) разделяли на 12% SDS-PAGE и переносили на нитроцеллюлозные мембраны.Блоты инкубировали с поликлональными антителами к BDNF (Santa Cruz Biotechnology, 1:200), анти-фосфо-CREB и анти-CREB, мышиными и кроличьими моноклональными антителами соответственно, кроличьими моноклональными антителами к TrkB (80E3) (Cell Signaling Technology; 1:1000) и кроличье антитело к GAPDH (Sigma-Aldrich; 1:8000) в течение ночи при 4°C, а затем вторичное антитело против мышиного или кроличьего IgG (Sigma-Aldrich; 1:1000–2000) в течение 1 ч при комнатной температуре. Сигналы визуализировали с помощью системы ECL (Pierce).Та же самая мембрана использовалась для тестирования всех зарегистрированных маркеров, а уровень экспрессии GAPDH использовался для нормализации данных.

    Статистический анализ

    Все данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего. Различия между группами сравнивали по непарному t -критерию. Различия считали статистически значимыми при p < 0,05. Все анализы проводились с использованием GraphPad Prism (GraphPad Software, Сан-Диего, Калифорния, США).

    Заявление об этике

    Это исследование проводилось в строгом соответствии с Институциональными рекомендациями и соответствовало итальянскому стандарту D.Л. нет. 116 от 27 января 1992 г. Министерства делла Салюте и соответствующие руководящие принципы Директивы Совета Европейского сообщества от 24 ноября 1986 г. (86/609/ECC). Все описанные здесь процедуры для животных были одобрены Институциональным комитетом по уходу и использованию животных (CSV) Неаполитанского университета имени Федерико II.

    Результаты

    Потребление кислорода, производство углекислого газа и дыхательный коэффициент

    Потребление

    O 2 (мл/мин/кг 0,75 массы тела) у мышей HDF существенно не отличалось от контрольных животных (15.82 ± 0,55 против 17,06 ± 0,46), в то время как продукция CO 2 (мл/мин/кг 0,75 мт; 12,22 ± 0,58 против 15,69 ± 0,48; p < 0,05) и RQ (0,72 против 0,05) 0,92 ± 0,01; p < 0,05) были значительно снижены по сравнению с контрольными мышами. Индекс RQ отражает соотношение окисления углеводов и жирных кислот, поэтому пониженный индекс RQ у животных, получавших HFD, свидетельствует о том, что эти животные использовали жирные кислоты в качестве предпочтительного источника топлива по сравнению с контрольными животными.

    Состав тела и энергетический баланс

    Потребление

    HFD привело к значительному увеличению массы тела, процентного содержания липидов в организме, прироста липидов и энергии тела по сравнению с контрольной диетой.У мышей HFD наблюдалось снижение содержания воды в организме и процентного содержания белка в организме по сравнению с контрольными мышами, в то время как прибавка белка не менялась между группами. Кроме того, животные HFD демонстрировали более высокое потребление ME, расход энергии и энергоэффективность по сравнению с контрольными мышами (таблица 1). Эти данные согласуются с нашими предыдущими результатами (Mollica et al., 2017).

    Таблица 1 . Состав тела и энергетический баланс у контрольных мышей и мышей с высоким содержанием жиров (HFD).

    Метаболиты сыворотки и параметры воспаления

    У мышей

    HFD наблюдались повышенные уровни триглицеридов и холестерина в сыворотке по сравнению с контрольными животными (рис. 1A, B), что согласуется с нашими предыдущими результатами (Mollica et al., 2017). Концентрация лептина значительно увеличилась у мышей HFD по сравнению с контрольной группой, в то время как концентрация адипонектина снизилась у животных HFD по сравнению с контрольной группой (рис. 1C, D). Уровни сыворотки TNF-α и IL-1β значительно увеличились в группе HFD по сравнению с контрольной группой (рис. 1E, F). По сравнению с контрольной группой у мышей HFD наблюдалось заметное повышение уровня глюкозы и инсулина, а также HOMA-IR (рис. 1G-I).

    Рисунок 1 . Влияние диеты с высоким содержанием жиров (HFD) на метаболические параметры сыворотки и провоспалительные маркеры.Триглицериды (A) , холестерин (B) , лептин (C) , адипонектин (D) , фактор некроза опухоли α (TNF-α, E ), интерлейкин 1β (IL-1β, F ), глюкоза (G) , инсулин (H) уровни в сыворотке и модель гомеостаза для оценки резистентности к инсулину (HOMA-IR, I) . Данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего от n = 7 животных/группу. Треугольник: контрольная диета (CD), кружок: диета с высоким содержанием жиров (HFD).Различия оценивали с помощью непарного t -теста.

    Воспаление и окислительный стресс в коре головного мозга

    В коре головного мозга группы HFD содержание TNF-α, IL-1β и MDA было значительно выше, чем у контрольных мышей (рис. 2A–C). Содержание GSH значительно снизилось у животных с HFD по сравнению с контролем (рис. 2D), в то время как в содержании GSSG между группами не наблюдалось различий (рис. 2E). Соответственно, у мышей HFD наблюдалось более низкое соотношение GSH/GSSG по сравнению с контрольной группой (рис. 2F), что указывает на то, что HFD влияет на окислительное состояние коры головного мозга.

    Рисунок 2 . Влияние HFD на окислительно-восстановительный статус и провоспалительные параметры в ткани коры головного мозга. Тканевые уровни TNF-α (A) , IL-1β (B) , малонового диальдегида (MDA, C ), глутатиона (GSH, D ), окисленного глутатиона (GSSG, E ) и GSH /GSSG соотношение (F) . Данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего от n = 7 животных/группу. Треугольник: контрольная диета (CD), кружок: диета с высоким содержанием жиров (HFD).Различия оценивали с помощью непарного t -теста.

    Воспаление и окислительный стресс в синаптосомах коры головного мозга

    В синаптосомах из группы HFD воспалительное состояние было более выраженным, чем в гомогенате коры головного мозга. Действительно, содержание TNF-α, IL-1β и MDA было примерно на 140%, 240% и 220% выше, чем у контрольных мышей (рис. 3A–C). Содержание GSH значительно снизилось у животных с HFD по сравнению с контролем (рис. 3D), в то время как в содержании GSSG между группами не наблюдалось различий (рис. 3E).Более того, у мышей HFD наблюдалось более низкое соотношение GSH/GSSG по сравнению с контрольной группой (рис. 3F).

    Рисунок 3 . Влияние HFD на окислительно-восстановительный статус и провоспалительные параметры в синаптосомальной фракции. Синаптосомальные уровни TNF-α (A) , IL-1β (B) , MDA (C) , GSH (D) , GSSG (E) и отношение GSH/GSSG (F) Сообщается о . Данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего от n = 7 животных/группу. Треугольник: контрольная диета (CD), кружок: диета с высоким содержанием жиров (HFD).Различия оценивали с помощью непарного t -теста.

    Функция митохондрий, эффективность и окислительный стресс в коре головного мозга

    Митохондриальное состояние 3 дыхания, оцененное с использованием сукцината или пирувата в качестве субстратов, значительно уменьшилось у мышей HFD по сравнению с контролем, в то время как между группами не было обнаружено различий в состоянии 4 (рис. 4А, В). Дыхание в состоянии 4 олигомицина показало тенденцию к снижению у мышей HFD, а максимальное дыхание, стимулированное FCCP, было значительно снижено у мышей HFD по сравнению с контролем (рис. 4C).Следовательно, энергетическая эффективность митохондрий мозга, оцениваемая как степень сцепления, была увеличена у мышей HFD (рис. 4D). Активность SOD и аконитазы была значительно ниже у HFD, чем у контрольных мышей (рис. 4E, F).

    Рисунок 4 . Влияние HFD на параметры митохондриального дыхания в коре головного мозга. Скорость митохондриального дыхания, измеренная в присутствии сукцината (A) , пирувата (B) в качестве субстратов, потребление кислорода в присутствии олигомицина или несвязанного карбонилцианидом 4-(трифторметокси)фенилгидразона (FCCP, C ), сообщается о степени связывания (D) , активности супероксиддисмутазы (SOD, E ) и аконитазы (F) .Данные представлены в виде средних значений ± стандартная ошибка среднего от n = 6 или 7 животных/группу. Треугольник: контрольная диета (CD), кружок: диета с высоким содержанием жиров (HFD). Различия оценивали с помощью непарного t -теста.

    Митохондриальная функция в синаптосомной фракции

    Митохондриальную функцию синаптосомной фракции исследовали с использованием набора для митострессового стресса клеток Seahorse XFp (Seahorse Bioscience, North Billerica, MA, USA). Его проводили в режиме реального времени на базальном уровне и после последовательного добавления ингибиторов митохондриального дыхания: олигомицина, FCCP и комбинации антимицина А и ротенона.Олигомицин, ингибитор АТФ-синтазы, использовался для различения потребления кислорода, которое клетки используют для синтеза АТФ (АТФ-связанное дыхание), и потребления кислорода, которое используется для преодоления утечки протонов через митохондриальную мембрану. Обработка FCCP разрушает протонный градиент и нарушает потенциал митохондриальной мембраны, что позволяет измерить максимальное несвязанное дыхание (максимальное дыхание). Комбинированное лечение ротеноном, ингибитором комплекса I, и антимицином А, ингибитором комплекса III, использовалось для остановки митохондриального дыхания, что позволяет дифференцировать вклад митохондриального (базального дыхания) и немитохондриального дыхания в общее дыхание.Разница между максимальным и базальным дыханием составляет резервную емкость.

    Результаты стресс-теста Cell Mito на синаптосомных фракциях показали снижение базального дыхания у мышей HFD по сравнению с контрольной группой (рис. 5А). Эти результаты согласуются со сниженной максимальной скоростью дыхания и выработкой АТФ у животных с HFD по сравнению с контролем (рис. 5B, C). Запасная дыхательная способность, то есть способность клеток реагировать на потребность в энергии путем образования АТФ посредством окислительного фосфорилирования (OXPHOS), не отличалась между группами (рис. 5D).Утечка протонов значительно уменьшилась, и, как следствие, эффективность связывания увеличилась у мышей HFD по сравнению с контролем (рис. 5E, F).

    Рисунок 5 . Влияние HFD на параметры митохондриального дыхания в синаптосомной фракции. Базальное дыхание (A) , максимальное дыхание (B) , производство АТФ (C) , процент запасной дыхательной емкости (D) , утечка протонов (E) и эффективность связывания (F) являются сообщил.Данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего от n = 7 животных/группу. Треугольник: контрольная диета (CD), кружок: диета с высоким содержанием жиров (HFD). Различия оценивали с помощью непарного t -теста.

    Влияние HFD на путь BDNF в коре головного мозга и синаптосомальной фракции

    Модуляцию пути BDNF с помощью HFD оценивали с помощью вестерн-блоттинга. Мы продемонстрировали, что как в коре головного мозга, так и в синаптосомальной фракции мышей HFD уровень экспрессии BDNF был значительно снижен по сравнению с животными CD.Примечательно, что снижение было более выраженным в синаптосомной фракции, чем в гомогенате (80% против 50%; рис. 6А, В). Кроме того, мы также наблюдали, что HFD снижал уровень фосфорилирования CREB как в гомогенате, так и в синаптосомах, хотя эффект был значительным только в синаптосомной фракции (рис. 6A-C). Никакой разницы в уровне экспрессии TrkB между группами HFD и CD не наблюдалось (рис. 6A-D).

    Рисунок 6 . Влияние HFD на путь BDNF в гомогенате коры головного мозга и синаптосомной фракции.Уровни экспрессии BDNF (B) , pCREB/CREB (C) и TrkB (D) были нормализованы по уровню экспрессии GADPH в гомогенате коры головного мозга (OM) и синаптосомах (SYN) из контрольной диеты (CD ) и диета с высоким содержанием жиров (HFD). Панель (А) показывает репрезентативные иммунореактивные сигналы. Данные представлены в виде средних значений ± стандартная ошибка среднего для n = 4 животных/группу. * p < 0,05, ** p < 0,01 и **** p < 0,0001 по сравнению с контрольными мышами.CD, контрольная диета; HFD, диета с высоким содержанием жиров.

    Обсуждение

    Основной вывод этого исследования заключается в том, что потребление HFD у мышей оказывает пагубное влияние на биоэнергетику коры головного мозга, изменяя митохондриальную функцию, эффективность и окислительный стресс. Примечательно, что эти изменения наблюдались и в митохондриях синаптосомных фракций. Примечательно, что дисфункции пресинаптических митохондрий могут быть одним из основных механизмов, способствующих снижению когнитивных функций при нейродегенеративных заболеваниях (Devine, Kittler, 2018).Как известно, HFD увеличивает потребление ME, метаболическую эффективность, увеличение веса и уровень липидов в организме, что приводит к метаболическим изменениям, таким как дислипидемия, связанная с вялотекущим воспалением. Влияние на массу тела и липиды можно объяснить снижением расхода энергии и повышением энергоэффективности. Нарушение способности использовать жир в качестве метаболического топлива у животных с HFD предполагает, что большая часть более высокого потребления энергии откладывается в виде жира, что подтверждает предыдущие сообщения (Mollica et al., 2017; Кавальере и др., 2018). Кроме того, при HFD несоответствие между поглощением и использованием жирных кислот приводит к накоплению токсичных видов липидов, что приводит к перепроизводству ROS, IR и воспалению. Наши данные, показывающие дисрегуляцию уровней лептина и адипонектина в сыворотке у животных с HFD, подтверждают связь между этими адипокинами, метаболическими нарушениями, связанными с ожирением, и воспалением. В частности, снижение уровня адипонектина в группе HFD связано с повышенным уровнем TNF-α в сыворотке и окислительным стрессом (Chakraborti, 2015).Интересно, что мы наблюдали повышенные уровни TNF-α и окислительный стресс также в коре головного мозга мышей HFD, подтверждая, что нейровоспаление, наблюдаемое в животной модели ожирения, вызванного диетой, может быть связано с увеличением секреции TNF-α. Примечательно, что воспаление и окислительный стресс еще более выражены в синаптосомальной фракции коры головного мозга. Синаптосомы представляют собой везикулы, образующиеся in vitro во время гомогенизации нервной ткани, которые содержат все компоненты синаптических областей in vivo (Eyman et al., 2007; Криспино и др., 2009, 2014). Следовательно, синаптосомная фракция является хорошей моделью для изучения модуляции, происходящей на синаптическом уровне. Пластичность нейронов отражает способность синапсов изменяться по количеству и силе в ответ на физиологические и патологические стимулы. Как следствие, анализ динамики синаптической области областей мозга открыл новую перспективу в исследовании молекулярных механизмов, лежащих в основе физиологических и патологических реакций нервной системы.Наши данные, указывающие на то, что воспаление и окислительный стресс в синаптической области даже выше, чем в гомогенате коры головного мозга, особенно актуальны; действительно, поскольку нарушение синаптической пластичности было связано с нейродегенерацией (Merlo et al., 2016), воспаление, вызванное HFD, может быть указано как возможный фактор риска развития этих заболеваний. Интересно, что недавние данные показали, что ацетилхолин играет противовоспалительную роль в ингибировании активности NF-kB и подавляет выработку TNF-α и других провоспалительных цитокинов (Chavan et al., 2017). Мы также продемонстрировали, что измененное воспалительное состояние животных с HFD может быть связано с дисфункцией митохондрий. В центральной нервной системе митохондрии играют решающую роль в контроле энергетического гомеостаза, что необходимо для когнитивных функций. В частности, митохондрии, специфически расположенные в синапсах, играют ключевую роль в обеспечении энергией для поддержки синаптических функций и пластичности, поэтому их дефекты могут приводить к синаптической недостаточности, ответственной за нейродегенеративные заболевания (Reddy and Beal, 2008).Поэтому мы проанализировали влияние HFD на митохондрии, выделенные из коры головного мозга и из синаптосом коры головного мозга. Наши данные показали, что HFD вызывает изменения в коре головного мозга и синаптических митохондриях. Митохондрии коры головного мозга мышей HFD демонстрировали сниженную дыхательную способность. Действительно, дыхание в состоянии 3 значительно снижалось как в присутствии NADH-связанного (пируват), так и FADH-связанного (сукцинат) субстрата. Снижение дыхания в сукцинатном состоянии 3 может быть связано с дефектами активности реакций окисления субстрата (комплекс II, комплекс III, комплекс IV и дикарбоксилатный переносчик) и/или активности реакций фосфорилирования (ANT, АТФ-синтаза и фосфат перевозчик).В присутствии сукцината плюс FCCP мы также наблюдали снижение потребления кислорода у мышей HFD. Эти результаты позволяют предположить, что вызванное HFD нарушение функций митохондрий не связано с реакциями фосфорилирования, а зависит от измененных реакций окисления субстрата. Действительно, когда дыхание измеряется в присутствии сукцината плюс FCCP, реакции фосфорилирования не контролируют дыхание. Более того, мыши HFD показали повышенную степень сопряжения и, как следствие, повышенную митохондриальную эффективность.Митохондрии генерируют АТФ путем окисления питательных веществ, а энергия, генерируемая транспортом электронов, используется для фосфорилирования АДФ до АТФ. Транспорт электронов и синтез АТФ тесно связаны, но часть энергии, генерируемой транспортом электронов, не связана с синтезом АТФ. Это митохондриальное разобщение рассеивает часть протонного градиента через внутреннюю мембрану без образования АТФ (Nedergaard et al., 2005; Tseng et al., 2010). Повышение энергоэффективности митохондрий означает, что для получения того же количества АТФ необходимо сжигать меньше субстрата.Как следствие, избыток несгоревшего субстрата способствует отложению липидов. Частичная блокировка потока электронов в дыхательной цепи из-за нарушения дыхательной цепи и снижение митохондриального разобщения способствуют усилению окислительного стресса (MDA, активность аконитазы), наблюдаемому у мышей HFD. Фактически, разобщение является основным механизмом регулирования мембранного потенциала для контроля эмиссии митохондриальных АФК. Мягко разобщаясь, митохондрии могут избежать избыточного поступления электронов/восстановления эквивалентов в дыхательные комплексы и минимизировать вероятность взаимодействия электронов с кислородом (Скулачев, 1998).Кроме того, у животных с HFD также наблюдалось снижение активности фермента SOD, первой линии защиты от окислительного стресса (Lu et al., 2009), что способствовало усилению окислительного стресса у этих животных. Соответственно, HFD вызывает дисбаланс соотношения GSH/GSSG, явный признак измененного окислительно-восстановительного состояния в клетках. HFD также вызывает нарушение синаптических митохондриальных функций. Действительно, у мышей HFD мы наблюдали снижение базального и максимального дыхания и снижение продукции АТФ. Более того, эти животные также показали повышенную эффективность связывания, связанную с уменьшением утечки протонов.Эти особенности могут быть причиной повышенного окислительного стресса и воспалительного состояния, которые наблюдались в синаптических областях мышей HFD. Поскольку известно, что нейровоспаление влияет на передачу сигналов BDNF в головном мозге (Lima Giacobbo et al., 2019), мы исследуем уровни экспрессии BDNF и CREB в коре головного мозга и во фракции синаптосом из той же области. BDNF — нейротрофин, играющий важную роль в пластичности центральной нервной системы, а также участвующий в патогенезе неврологических заболеваний (Autry, Monteggia, 2012).В частности, BDNF оказывает краткосрочное действие на синаптическую пластичность, влияя на посттрансляционную модификацию белков, уже имеющихся в синапсе, а также долгосрочные эффекты, включая модуляцию синаптической системы синтеза белка (Leal et al., 2014). . Наши результаты указывают на значительное снижение экспрессии BDNF как в гомогенате HFD, так и во фракциях синаптосом. Таким образом, можно предположить, что у животных с HFD снижение синаптосомного уровня BDNF приводит к снижению синтеза синаптических белков, влияя, в свою очередь, на активность митохондрий.Действительно, недавние данные показали, что синтез аксонального белка имеет решающее значение для локального поддержания митохондрий, и его изменение может приводить к невропатологиям (Cioni et al., 2019). Также было показано, что митохондрии, расположенные на синаптическом уровне, питают локальный синтез белка, необходимый для синаптической пластичности (Rangaraju et al., 2019). Таким образом, эти двусторонние перекрестные помехи между локальной трансляцией и функцией митохондрий в синапсе могут представлять собой инновационный механизм, регулирующий пластичность нейронов (Rossoll and Bassell, 2019).Модуляция BDNF, которую мы наблюдали у животных с HFD, сопровождалась снижением фосфорилирования его восходящего фактора CREB в синаптосомной фракции, подтверждая, что HFD оказывает соответствующее влияние на пути молекулярной пластичности, расположенные на синаптическом уровне. Более того, BDNF в головном мозге является одним из ключевых белков в регуляции потребления пищи и контроля массы тела (Lapchak and Hefti, 1992), играя решающую роль в регулировании питания и энергетического баланса (Noble et al., 2011; Rios, 2013). .BDNF обратно коррелирует с оценкой уровня глюкозы в плазме натощак и моделью гомеостаза индекса резистентности к инсулину (HOMA-IR), который является косвенным показателем IR (Eyileten et al., 2017). В соответствии с этими выводами наши результаты, касающиеся изменения потребления пищи, энергетического баланса, массы тела и индекса НОМА в группе HFD, коррелируют со сниженными уровнями BDNF, которые мы наблюдали в той же группе животных. Мы провели наши эксперименты выборочно на самцах животных, у которых не было связанных с эстральным периодом гормональных изменений, влияющих на физиологию мозга.Тем не менее, будет интересно распространить этот анализ на самок животных, чтобы исследовать возможную гендерную разницу в реакции мозга на HFD.

    Заключение

    Наши данные предоставили доказательства связи между HFD и слабовыраженным системным воспалением, а также воспалением и окислительным стрессом в коре головного мозга. Эффект еще более выражен в синаптических областях, что указывает на сильное влияние диеты на пластичность нейронов. Окислительный стресс зависит от перепроизводства свободных радикалов, что частично связано с нарушением функций митохондрий.Действительно, HFD вызывает в митохондриях мозга снижение легкого разобщения, которое играет роль в поддержании потенциала митохондриальной мембраны ниже критического порога для продукции АФК. Таким образом, наши данные показывают, что улучшение функций митохондрий можно использовать в качестве стратегии противодействия нейровоспалению и окислительному стрессу мозга.

    Заявление о доступности данных

    Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

    Заявление об этике

    Исследование на животных было рассмотрено и одобрено Институциональным комитетом по уходу и использованию животных (CSV) Университета Федерико II в Неаполе.

    Вклад авторов

    MPM и MC задумали и разработали эксперименты, проанализировали данные и написали рукопись. GC, GT, EP, FC, CP, AL, CA и AC выполнили эксперименты, собрали данные и выполнили анализ данных. GMR, RM, MM, GM и CZ внесли свой вклад в обсуждение и редактирование рукописи. MC был гарантом этой работы и, как таковой, имел полный доступ ко всем данным в исследовании и берет на себя ответственность за целостность данных и точность анализа данных.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Мы благодарим доктора Роберту Скогнамильо, доктора Аврору Бракале, доктора Фабиану Альфиери и доктора Орнеллу Смит за техническую помощь.

    Ссылки

    Кэрнс, С.Б., Вальтер, Дж., Харкен, А.Х., и Банерджи, А. (1998). Термодинамическая эффективность митохондриального окислительного фосфорилирования отражает роль физиологических органов. утра. Дж. Физиол. 274, Р1376–Р1383. doi: 10.1152/ajpregu.1998.274.5.r1376

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Кавальер Г., Тринчезе Г., Бергамо П., Де Филиппо К., Маттаче Расо Г., Гифуни Г. и др. (2016). Полиненасыщенные жирные кислоты ослабляют вызванное питанием ожирение и резистентность к инсулину, модулируя митохондриальное дыхательное разобщение в скелетных мышцах крыс. PLoS One 11:e0149033. doi: 10.1371/journal.pone.0149033

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Кавальер, Г., Viggiano, E., Trinchese, G., De Filippo, C., Messina, A., Monda, V., et al. (2018). Длительное кормление диетой с высоким содержанием жиров вызывает гипоталамический окислительный стресс и воспаление, а также пролонгированную гипоталамическую активацию AMPK в модели крыс. Фронт. Физиол. 9:818. doi: 10.3389/fphys.2018.00818

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Cefaliello, C., Eyman, M., Melck, D., De Stefano, R., Ferrara, E., Crispino, M., et al. (2014). Синаптосомы головного мозга содержат более одной цитоплазматической системы синтеза белка. J. Neurosci. Рез. 92, 1573–1580. doi: 10.1002/jnr.23435

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Чаван, С. С., Павлов, В. А., и Трейси, К. Дж. (2017). Механизмы и терапевтическое значение нейроиммунной коммуникации. Иммунитет 46, 927–942. doi: 10.1016/j.immuni.2017.06.008

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Чен, Т.Дж., Чен, С.С., Ван, Д.К., и Хунг, Х.С. (2019). Диета с высоким содержанием жиров снижает индуцированную новизной экспрессию белка, ассоциированного с цитоскелетом, регулируемого активностью. Дж. Сотовый. Физиол. doi: 10.1002/jcp.29021

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Чун, Дж. Т., Криспино, М., и Токко, Г. (2004). Двойной ответ протеинкиназы Fyn на нервную травму: ранняя индукция в нейронах и отсроченная индукция в реактивных астроцитах. Эксп. Нейрол. 185, 109–119. doi: 10.1016/j.expneurol.2003.09.019

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Сиони, Дж. М., Лин, Дж.Q., Holtermann, A.V., Koppers, M., Jakobs, M.A.H., Azizi, A., et al. (2019). Поздние эндосомы действуют как платформы для трансляции мРНК и поддерживают митохондрии в аксонах. Ячейка 176, 56.e15–72.e15. doi: 10.1016/j.cell.2018.11.030

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Криспино, М., Чефалиелло, К., Каплан, Б., и Джудитта, А. (2009). Синтез белка в нервных окончаниях и глио-нейронной единице. Результаты Пробл. Ячейка отличается. 48, 243–267.дои: 10.1007/400_2009_9

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Криспино, М., Чун, Дж. Т., Чефалиелло, К., Перроне Капано, К., и Джудитта, А. (2014). Локальная экспрессия генов в нервных окончаниях. Дев. Нейробиол. 74, 279–291. doi: 10.1002/dneu.22109

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Домингес, Дж. Ф., Го, Л., Карраско Молнар, М. А., Баллестер Эскобедо, А., Данфи, Т., Лунд, Т. Д., и соавт. (2009).Новая технология непрямой калориметрии для анализа метаболизма у отдельных новорожденных детенышей грызунов. PLoS One 4:e6790. doi: 10.1371/journal.pone.0006790

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Дютейл С., Ота К. Т., Вохлеб Э. С., Расмуссен К. и Думан Р. С. (2016). Диета с высоким содержанием жиров вызывает тревогу и ангедонию: влияние на гомеостаз мозга и воспаление. Нейропсихофармакология 41, 1874–1887. doi: 10.1038/npp.2015.357

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Эстабрук, Р.В. (1967). Митохондриальный контроль дыхания и полярографическое измерение соотношения АДФ:О. Методы Фермент. 10, 41–47. дои: 10.1016/0076-6879(67)10010-4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Эйилетен, К., Каплон-Цеслицка, А., Мировска-Гузель, Д., Малек, Л., и Постула, М. (2017). Антидиабетический эффект нейротрофического фактора головного мозга и его связь с воспалением при сахарном диабете 2 типа. J. Диабет Res. 2017:2823671. дои: 10.1155/2017/2823671

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Эйман М., Чефалиелло К., Феррара Э., Де Стефано Р., Криспино М. и Джудитта А. (2007). Синаптосомальный синтез белка избирательно модулируется обучением. Мозг Res. 1132, 148–157. doi: 10.1016/j.brainres.2006.11.025

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Эйман М., Чефалиелло К., Мандиле П., Пископо С., Криспино М. и Джудитта А.(2013). Тренировка старых крыс избирательно модулирует синтез синаптосомального белка. J. Neurosci. Рез. 91, 20–29. doi: 10.1002/jnr.23133

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Феррара Э., Чефалиелло К., Эйман М., Де Стефано Р., Джудитта А. и Криспино М. (2009). Синаптические мРНК модулируются путем обучения. J. Neurosci. Рез. 87, 1960–1968 гг. doi: 10.1002/jnr.22037

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ханин Г., Yayon, N., Tzur, Y., Haviv, R., Bennett, E.R., Udi, S., et al. (2018). миРНК-132 индуцирует стеатоз печени и гиперлипидемию за счет синергической многоцелевой супрессии. Гут 67, 1124–1134. doi: 10.1136/gutjnl-2016-312869

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хавив, Р., Оз, Э., и Сорек, Х. (2018). Реагирующая на стресс miR-132-3p демонстрирует эволюционно законсервированные пути взаимодействия. Сотовый. Мол. Нейробиол. 38, 141–153. дои: 10.1007/с10571-017-0515-з

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Эрнандес-Агилера, А., Рулль, А., Родригес-Гальего, Э., Риера-Борруль, М., Лучано-Матео, Ф., Кэмпс, Дж., и др. (2013). Митохондриальная дисфункция: основной механизм неинфекционных заболеваний, связанных с воспалением, и терапевтические возможности. Медиаторы воспаления. 2013:135698. дои: 10.1155/2013/135698

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Джоши, А.У. и Мочли-Розен, Д. (2018). Смертные двигатели: митохондриальная биоэнергетика и дисфункция при нейродегенеративных заболеваниях. Фармакол. Рез. 138, 2–15. doi: 10.1016/j.phrs.2018.08.010

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лапчак П.А. и Хефти Ф. (1992). Лечение BDNF и NGF у крыс с повреждениями: влияние на холинергическую функцию и увеличение веса. Нейроотчет 3, 405–408. дои: 10.1097/00001756-199205000-00007

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Леаль, Г., Comprido, D., and Duarte, CB (2014). BDNF-индуцированный локальный синтез белка и синаптическая пластичность. Нейрофармакология 76, 639–656. doi: 10.1016/j.neuropharm.2013.04.005

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лима Джакоббо, Б., Дурдуин, Дж., Кляйн, Х.К., Диркс, Р.А.Дж.О., Бромберг, Э., и де Врис, Э.Ф.Дж. (2019). Нейротрофический фактор головного мозга при заболеваниях головного мозга: внимание на нейровоспаление. Мол. Нейробиол. 56, 3295–3312.doi: 10.1007/s12035-018-1283-6

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лорес-Арнаис, С., Ломбарди, П., Карадаян, А. Г., Оргамбиде, Ф., Чичерхия, Д., и Бустаманте, Дж. (2016). Митохондриальная биоэнергетика коры головного мозга в синаптосомах и несинаптических митохондриях при старении. Нейрохим. Рез. 41, 353–363. doi: 10.1007/s11064-015-1817-5

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лу Х., Чжан Д. М., Chen, H.L., Lin, Y.X., Hang, C.H., Yin, H.X., et al. (2009). N-ацетилцистеин подавляет окислительный стресс у экспериментальных крыс с субарахноидальным кровоизлиянием. Дж. Клин. Неврологи. 16, 684–688. doi: 10.1016/j.jocn.2008.04.021

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Мейдан, К., Бекенштейн, У., и Сорек, Х. (2018). Молекулярные регуляторные пути связывают сепсис с метаболическим синдромом: некодирующие элементы РНК, лежащие в основе взаимодействия сепсис/метаболизм. Фронт. Мол. Неврологи. 11:189. doi: 10.3389/fnmol.2018.00189

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Mi, Y., Qi, G., Fan, R., Qiao, Q., Sun, Y., Gao, Y., et al. (2017). EGCG улучшает когнитивные дефекты, вызванные высоким содержанием жиров и фруктозы, регулируя сигнальные пути IRS/AKT и ERK/CREB/BDNF в ЦНС. FASEB J. 31, 4998–5011. doi: 10.1096/fj.201700400rr

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Моллика, М.П., Лионетти Л., Путти Р., Кавальер Г., Гаита М. и Барлетта А. (2011). От хронического переедания до повреждения печени: роль стресса и воспаления эндоплазматического ретикулума. Нутр. Метаб. Кардиовас. Дис. 21, 222–230. doi: 10.1016/j.numecd.2010.10.012

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Моллика, М.П., ​​Маттаче Расо, Г., Кавальер, Г., Тринчезе, Г., Де Филиппо, К., Ацето, С., и др. (2017). Бутират регулирует функцию, эффективность и динамику митохондрий печени у мышей с резистентным к инсулину ожирением. Диабет 66, 1405–1418. дои: 10.2337/db16-0924

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Noble, E.E., Billington, C.J., Kotz, C.M., and Wang, C. (2011). Легкая сторона BDNF. утра. Дж. Физиол. Регул. интегр. Комп. Физиол. 300, R1053–R1069. doi: 10.1152/ajpregu.00776.2010

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Пенна Э., Черселло А., Шамбери А., Руссо Р., Чернилогар Ф. М., Pedone, E.M., et al. (2019). Участие цистатина B в физиологии синапсов мозга грызунов и церебральных органоидов человека. Фронт. Мол. Неврологи. 12:195. doi: 10.3389/fnmol.2019.00195

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Рангараджу В., Лаутербах М. и Шуман Э. М. (2019). Пространственно стабильные митохондриальные компартменты подпитывают локальную трансляцию во время пластичности. Ячейка 176, 73.e15–84.e15. doi: 10.1016/j.cell.2018.12.013

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Рао, А.и Стюард, О. (1991). Доказательства того, что белковые компоненты специализаций постсинаптической мембраны синтезируются локально: анализ белков, синтезируемых в синаптосомах. J. Neurosci. 11, 2881–2895. doi: 10.1523/jneurosci.11-09-02881.1991

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Редди, П. Х., и Бил, М. Ф. (2008). Амилоидβ, митохондриальная дисфункция и синаптическое повреждение: последствия снижения когнитивных функций при старении и болезни Альцгеймера. Тенденции Мол. Мед. 14, 45–53. doi: 10.1016/j.molmed.2007.12.002

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Россолл, В., и Бассел, Г.Дж. (2019). Перекрестные помехи локальной трансляции и митохондрий: повышение пластичности аксонов и дендритов. Нейрон 101, 204–206. doi: 10.1016/j.neuron.2018.12.027

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Виджано, Э., Моллика, М.П., ​​Лионетти, Л., Кавальер, Г., Trinchese, G., De Filippo, C., et al. (2016). Влияние диеты с высоким содержанием жиров, обогащенной свиным жиром или рыбьим жиром, на гипоталамическую амп-активируемую протеинкиназу и медиаторы воспаления. Фронт. Клетка. Неврологи. 10:150. doi: 10.3389/fncel.2016.00150

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Чжао, З., Яо, М., Вэй, Л., и Ге, С. (2019). Ожирение, вызванное диетой с высоким содержанием жиров, регулирует путь Sirt1/PGC-1α/FNDC5/BDNF, что усугубляет вызванную изофлураном послеоперационную когнитивную дисфункцию у старых мышей. Нутр. Неврологи. 22, 1–12. дои: 10.1080/1028415X.2019.1581460

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Мозг имеет особую память о прошлых инфекциях Новости и исследования

    В то время как головной и спинной мозг имеют свой собственный отряд специализированных иммунных клеток, периферическая иммунная система вооружена большим батальоном белков, клеток и целых органов, такие как селезенка, которые отгоняют захватчиков. За последнее десятилетие исследователи значительно продвинулись в понимании того, как периферическая иммунная система влияет на нейронную активность: как иммунные сигналы, исходящие извне центральной нервной системы, могут влиять на когнитивные процессы, социальное поведение, нейродегенерацию и многое другое.На самом деле они узнали, что периферические иммунные клетки регулярно патрулируют центральную нервную систему и поддерживают ее функции. В недавнем исследовании учёные впервые показали, что так же, как мозг запоминает людей, места, запахи и т. д., он также хранит то, что они называют «следами памяти» о прошлых инфекциях организма. Реактивации тех же клеток мозга, которые кодируют эту информацию, достаточно, чтобы быстро вызвать периферическую иммунную систему для защиты подверженных риску тканей.

    В некотором смысле это не совсем неожиданно.Ясно, что периферическая иммунная система способна сохранять информацию о прошлых инфекциях, чтобы бороться с будущими — иначе вакцины не сработали бы. Но Ася Роллс, нейроиммунолог из Израильского технологического института Технион и главный автор статьи, говорит, что исследование расширяет концепцию классической иммунологической памяти. Сначала она была поражена тем, что мозг может хранить следы иммунной активности и использовать их для запуска столь точного ответа. «Я была поражена, — говорит она.

    Команда

    Роллса сосредоточилась на области мозга, называемой островковой корой, которая ощущает внутреннее состояние тела с помощью висцеральных сигналов, таких как температура, боль, голод и, по мнению исследователей, возможно, иммунная активность. Они изучили штаммы мышей с типом воспаления кишечника, известным как колит, и использовали флуоресцентные маркеры, чтобы сделать снимки групп клеток мозга в островковой коре, которые стали активными во время инфекции.

    После того, как инфекция и иммунный ответ рассеялись, исследователи ввели мышам лекарство, которое искусственно реактивировало те же самые группы клеток мозга.Они были ошеломлены тем, что увидели: при реактивации островковая кора направила иммунную систему на создание целенаправленного ответа в кишечнике на месте первоначального воспаления, хотя к тому времени не было инфекции, повреждения ткани или патогена. — инициированное местное воспаление, которое необходимо обнаружить. Мозг сохранил какую-то память об инфекции и был готов возобновить борьбу.

    «Этот результат поразил нас, потому что мы действительно не ожидали этого», — говорит первый автор статьи Тамар Корен из Техниона.«Это был, я думаю, наш момент ага».

    Повторение экспериментов на мышах с инфекциями брюшной полости дало аналогичные результаты. Однако оставалось неясным, как островковая кора взаимодействует с органами, чтобы стимулировать иммунный ответ.

    Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи использовали флуоресцентный индикатор, чтобы наметить нервные связи, которые позволяют мозгу обмениваться сообщениями с кишечником и брюшной полостью. Однако Корен подозревает, что этот путь — всего лишь одна из линий связи.Она говорит, что островковая кора также может посылать сигналы слизистым оболочкам тела или регулировать уровень гормонов, чтобы реактивировать иммунологический ответ.

    Хотя, скорее всего, задействованы дополнительные области мозга, островковая кора была правильным местом для начала, говорит Кевин Трейси, президент Института медицинских исследований им. Файнштейна и нейрохирург, не участвовавший в исследовании. Трейси показал в 1990-х годах, что определенный нерв, связанный со стволом мозга, может общаться с периферическими иммунными клетками и подавлять иммунный ответ до того, как он повредит организм.Это явление, теперь известное как воспалительный рефлекс, было первым доказательством того, что нервные цепи могут контролировать периферическую иммунную систему. И теперь он используется для лечения аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит.

    Исследование предоставляет «неопровержимые» доказательства того, что центральная нервная система может контролировать периферическую иммунную систему, говорит Трейси. «Это невероятно важный вклад в области нейробиологии и иммунологии».

    Точно так же, как исследователи проследили сенсорную и моторную обработку в определенных областях мозга, Трейси подозревает, что существует подобная неврологическая «карта» иммунологической информации.Это исследование, по его словам, является первым прямым свидетельством существования этой карты. «Будет очень интересно посмотреть, что будет дальше», — добавляет он.

    Лаборатория Роллс начала разработку клинических испытаний для лечения хронического воспаления кишечника на основе результатов ее команды. Многие кишечные расстройства, такие как воспалительные заболевания кишечника, провоцируются стрессом или сильными эмоциями. Исследователи считают, что это приводит к тому, что нейроны в островковой коре дают осечку, повторно активируя иммунологическую память и запуская ошибочный иммунный ответ.Им удалось успешно облегчить колит у мышей, просто уменьшив активацию в островковой коре, и они подозревают, что помещение пациентов в функциональную магнитно-резонансную томографию и обучение их сознательному снижению активности в этой области может уменьшить воспаление кишечника с меньшей зависимостью от медикамент. Роллс объясняет, что позволить мозгу реагировать вместо этого было бы наиболее сбалансированным и персонализированным ответом, о котором могла бы мечтать ее команда.

    .

    Похожие записи

    При гормональном сбое можно ли похудеть: как похудеть при гормональном сбое

    Содержание Как похудеть после гормональных таблетокЧто такое гормональные таблеткиПочему прием гормонов ведет к избыточному весу (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); […]

    Гипотензивные средства при гиперкалиемии: Гипотензивные средства при гиперкалиемии — Давление и всё о нём

    Содержание Препараты, применяемые для лечения гипертонической болезни | Илларионова Т.С., Стуров Н.В., Чельцов В.В.Основные принципы антигипертензивной терапииКлассификация Агонисты имидазолиновых I1–рецепторов […]

    Прикорм таблица детей до года: Прикорм ребенка — таблица прикорма детей до года на грудном вскармливании и искусственном

    Содержание Прикорм ребенка — таблица прикорма детей до года на грудном вскармливании и искусственномКогда можно и нужно вводить прикорм грудничку?Почему […]

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.