Переливание крови спасло мышей от последствий инсульта
Загрузка галереи
Американские биологи нашли новый способ защитить мозг мышей от инсульта: для этого они сразу после того, как наносили повреждение, меняли части крови животных на кровь здорового сородича. Даже в тех случаях, когда замена затрагивала лишь десятую часть всей крови мыши, это позволило снизить площадь повреждения мозга. Также исследователи выяснили, какое вещество вероятнее всего отвечает за развитие повреждений: это фермент для расщепления межклеточного вещества, который выделяют иммунные клетки. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Переливание крови — не только средство от острой кровопотери. В течение последних десятилетий биологи пытаются найти у него и другие целебные свойства. Например, известно, что переливание крови от молодых животных старым может сгладить течение их возрастных болезней. Однако до сих пор неясно, в чем здесь дело: значит ли это, что в молодой крови содержатся какие-то особенно полезные вещества, или же она просто нейтрализует «вредные» вещества из старой крови.
В пользу второго аргумента говорит результат недавнего исследования, авторы которого не меняли старую кровь мышей на молодую, а просто разбавили ее физиологическим раствором. Этого оказалось достаточно, чтобы мышечные волокна у животных стали толще, а клетки в мозге начали делиться быстрее. Теперь группа исследователей под руководством Джеймса Симпкинса (James Simpkins) из Университета Западной Виргинии предприняла аналогичную попытку: ученые предположили, что последствия инсульта у мышей тоже можно свести к минимуму, если вовремя удалить «вредные» вещества из организма с помощью переливания крови.
Чтобы вызвать у мышей инсульт, исследователи на полтора часа пережимали у них одну из артерий головного мозга. Затем у двух из трех групп животных часть крови заменили на кровь здорового донора: у одной группы — 250 микролитров, у другой — 500 микролитров. Объем крови у мыши среднего размера — около 2,4 миллилитра, то есть у экспериментальных животных заменили менее, чем одну десятую и одну пятую часть всей крови соответственно.
Оказалось, что, чем больше «здоровой» крови поступило в организм, тем слабее последствия ишемии: площадь пораженной зоны мозга сократилась по меньшей мере в два раза, а также стал «прочнее» гематоэнцефалический барьер (животным вводили в кровь голубую краску, чтобы отследить «утечки» в тканях мозга). Через трое суток авторы работы повторили измерения: площадь пораженной ткани у мышей, которым заменяли кровь, не выросла, а значит, процедура не откладывает, а предотвращает последствия инсульта.
Сверху - повреждение в мозге мышей, снизу - "утечка" краски сквозь гематоэнцефалический барьер. Слева направо: контроль, замена десятой части крови, замена пятой части крови.
Ren et al. / Nat Comms, 2020
При этом лечебный эффект возникал только после замены крови, то есть когда часть крови забирали и вводили новую. По отдельности эти процедуры оказались бесполезны: в группах, у которых только забирали или которым только переливали донорскую кровь, шесть из девяти мышей умерли, не пережив первых суток после инсульта.
Кроме того, исследователи заметили, что количество иммунных клеток в крови у мышей, перенесших инсульт, выше, чем у здоровых животных. В соответствии с этим, после переливания крови оно снижалось и у мышей с инсультом. И даже внутри самой ткани мозга после переливания крови становилось в два раза меньше нейтрофилов, которые первыми появляются на месте повреждения.
Исходя из этого, авторы работы предположили, что за последствия инсульта может отвечать какой-нибудь белок, который производят нейтрофилы. Подозрения пали на металлопротеиназу ММР-9 — фермент, который позволяет расщеплять межклеточное вещество. И действительно, когда в кровь для переливания, взятую у здорового донора, добавили ММР-9, этого одного оказалось достаточно, чтобы площадь поврежденной ткани в разных частях мозга достигла тех же или даже больших величин, что и у мышей, которым кровь не переливали.
Загрузка галереи
Авторы работы отмечают, что, поскольку экспериментальные животные получали менее пятой части всего объема крови, было бы странно списывать целебный эффект переливания на разбавление. Кроме того, различия в степени повреждения мозга и количестве иммунных клеток в эксперименте получились гораздо более существенными, чем на 20 процентов. Это означает, что какое-то вещество из крови здорового животного запускает каскад реакций, которые тормозят воспаление. Или же наоборот, какое-то вещество из крови больного животного усиливает воспаление, а падение его концентрации останавливает этот каскад.
На роль такого вещества исследователи предлагают металлопротеиназу-9 (подобно своим предшественникам, которые искали отдельные вещества, отвечающие за действие молодой крови на старый организм). И это предложение открывает пространство для новых работ: переливание цельной крови вряд ли будут использовать для людей при инсульте, а вот разработать блокаторы отдельного вещества — гораздо более реалистичная задача.
Ранее мы уже писали о том, что переливание крови от молодых доноров помогло задержать развитие болезни Альцгеймера, а причиной этого и многих других эффектов может оказаться способность стволовых клеток мозга «пить из крови» в обход гематоэнцефалического барьера.
Полина Лосева
Эти изменения сохранялись до 15-летнего возраста
Нидерландские ученые исследовали воздействие антидепрессантов во время беременности на развитие головного мозга детей и выяснили, что у детей, чьи матери принимали селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС), было меньше серого вещества головного мозга, чем у детей, чьи матери этого не делали. Как сообщается в JAMA Psychiatry, наиболее сильно пострадал кортиколимбический контур, и эти изменения сохранялись до 15-летнего возраста. Считается, что от 7 до 20 процентов женщин испытывают симптомы депрессии и тревоги (в некоторых регионах доля таких женщин достигает 25 процентов). Какое-то количество этих женщин принимает антидепрессанты (в основном СИОЗС): например, в США около 10 процентов беременных женщин получают такое лечение, а в Северной Европе — 1-2 процента. Хотя назначение СИОЗС беременным женщинам считается безопасным, их воздействие уже связывали с негативными исходами, включая нарушения развития нервной системы у детей. Однако методологически сложно отделить влияние на такой исход депрессии матери или эффект от самих антидепрессантов. Серотонин влияет на когнитивные способности, внимание и эмоциональную регуляцию Исследования на животных показали, что серотонин также регулирует пролиферацию, дифференцировку и миграцию нейронов и синаптогенез. Исходя из этого можно предположить, что пренатальное воздействие СИОЗС на головной мозг плода может привести к его органическим нарушениям и, как следствие, нарушениям нервно-психического развития. Однако такая связь практически не изучалась на людях. Хеннинг Тимайер (Henning Tiemeier) с коллегами из Роттердамского университета Эразма исследовали 3198 пар мать-ребенок, которые они разделили на пять групп: использование СИОЗС во время беременности, использование СИОЗС только до беременности, симптомы депрессии во время беременности без применения СИОЗС, симптомы послеродовой депрессии и контрольная группа. Всем детям провели магнитно-резонансную томографию (МРТ) для визуализации головного мозга в возрасте от 7 до 15 лет. Средний возраст матерей составил 31,1 года. По сравнению с контрольной группой участницы, принимавшие СИОЗС во время беременности, имели более низкий доход семьи, потребляли меньше алкоголя, чаще курили табак и употребляли бензодиазепины. Участницы, которые страдали от депрессии во время беременности, были моложе и имели меньшее количество лет образования. Воздействие СИОЗС во время беременности матери было статистически связано с меньшим объемом серого вещества головного мозга у ребенка (р = 0,006) по сравнению с контрольной группой, особенно в кортиколимбической системе, и такой эффект наблюдался до 15-летнего возраста. Аналогичным образом, воздействие СИОЗС во время беременности ассоциировалось с уменьшением объема белого вещества головного мозга (p < 0,001) и миндалевидного тела (р < 0,001) в возрасте от 9 до 12 лет, но эти различия ослабевали с возрастом. Также пренатальное воздействие СИОЗС неизменно ассоциировалось с уменьшением объема лобной, поясной и височной коры больших полушарий. В частности, это коснулось верхней лобной коры, медиальной орбитофронтальной коры, парагиппокампальной извилины, ростральной передней поясной коры, задней поясной извилины и веретенообразной извилины. Не наблюдалось никакой связи между послеродовой депрессией или применением СИОЗС до беременности с первичными исходами для головного мозга. Депрессия во время беременности оказалась связана с более резким увеличением объема белого вещества головного мозга. Однако вторичный анализ показал, что она связана с уменьшением объема в ростральной передней поясной извилине (р = 0,006), а послеродовая депрессия — с уменьшением объема веретенообразной извилины (р = 0,002). В дальнейшем ученым предстоит выяснить, как все эти органические изменения головного мозга могут быть связаны с нарушением нервно-психического развития ребенка. Однако авторы отмечают, что врачам следует внимательнее отнестись к назначению СИОЗС во время беременности. Несмотря на то, что серотониновая теория депрессии терпит крах, СИОЗС все равно помогают при ней. О том, как это происходит, можно прочитать в нашем материале «Серотонин останьтесь».