Эпилепсия, при которой пациенты страдают от неожиданных припадков, поражает примерно 1% населения. Эти припадки часто включают повторяющиеся и чрезмерные импульсы нейронов, и причина этого до сих пор плохо изучена.
Теперь исследователи из Университета Тохоку отслеживали активность астроцитов с помощью флуоресцентных датчиков кальция и обнаружили, что активность астроцитов начинается примерно за 20 секунд до начала эпилептической гиперактивности нейронов. Это говорит о том, что астроциты играют значительную роль в возникновении эпилептических припадков, способствуя гиперактивации нейронной цепи.
Эти результаты были подробно описаны в журнале Glia от 9 апреля 2024 года.
Астроциты — это ненейрональные глиальные клетки, занимающие почти половину мозга. Было показано, что они контролируют местную ионную и метаботропную среду. Однако, поскольку они не проявляют электрической активности , которую можно легко контролировать, их роль в функционировании мозга в значительной степени игнорировалась. Белки-сенсоры флуоресценции меняют эту ситуацию, раскрывая больше о завораживающей активности астроцитов.
«Астроциты, по-видимому, играют определяющую роль в контроле состояния активности нейронов и синаптической пластичности как в физиологических, так и в патофизиологических ситуациях», — говорит профессор Ко Мацуи из лаборатории суперсетевой физиологии мозга в Университете Тохоку, который руководил исследованием. «Поэтому астроциты можно рассматривать как новую терапевтическую мишень для лечения эпилепсии».
Известно, что когда ткань головного мозга вступает в контакт с такими металлами, как медь, это вызывает воспаление, которое приводит к острым симптоматическим судорогам, которые возникают у мышей несколько раз в день. Мацуи и его команда наблюдали за этими событиями и обнаружили, что активность астроцитов может быть триггером гиперактивности нейронов. Астроциты также можно активировать стимуляцией постоянным током малой амплитуды.
Исследователи заметили, что такая стимуляция вызывала резкое увеличение уровня кальция в астроцитах, за которым следовал эпизод эпилептической гиперактивности нейронов. При блокировании метаболической активности астроцитов применением фторцитрата величина эпилептической гиперактивности нейронов значительно снижалась. Все это указывает на тот факт, что астроциты обладают потенциалом контролировать активность нейронов.
Ведущий исследователь исследования Шун Араки подчеркивает, что при соответствующем руководстве функции астроцитов можно использовать для лечения ряда неврологических заболеваний. Это включает не только эпилепсию, но и потенциальное усиление когнитивных способностей, выходящее за пределы естественных ограничений.
