Глобальная совместная исследовательская группа, состоящая из 131 исследователя из 105 лабораторий семи стран, опубликовала статью в eLife. Исследование выявило, что дисфункция энергетического метаболизма мозга, приводящая к изменению pH и уровня лактата, является общим признаком многочисленных моделей нервно-психических и нейродегенеративных расстройств на животных, таких как умственная отсталость, расстройства аутистического спектра, шизофрения, биполярное расстройство, депрессивные расстройства и болезнь Альцгеймера.

Находясь на переднем крае нейробиологических исследований, исследовательская группа проливает свет на изменение энергетического метаболизма как ключевого фактора различных нервно-психических и нейродегенеративных расстройств. Хотя это и считается спорным, повышенный уровень лактата и, как следствие, снижение pH теперь также предлагается в качестве потенциального основного компонента этих заболеваний.

В отличие от предыдущих предположений, связывающих эти изменения с внешними факторами, такими как прием лекарств, предыдущие результаты исследовательской группы предполагают, что они могут быть неотъемлемой частью расстройств. Этот вывод был сделан на основе пяти животных моделей шизофрении/нарушений развития, биполярного расстройства и аутизма, которые освобождены от подобных мешающих факторов.

Однако исследования pH мозга и уровня лактата на животных моделях других нервно-психических и неврологических расстройств были ограничены. До сих пор было неясно, являются ли такие изменения в мозге обычным явлением. Кроме того, связь между изменениями рН мозга и уровнями лактата и конкретными поведенческими отклонениями четко не установлена.

Это исследование, охватывающее 109 штаммов/состояний мышей, крыс и цыплят, включая модели на животных, связанные с нейропсихиатрическими состояниями, показывает, что изменения рН мозга и уровня лактата являются общей чертой широкого спектра животных моделей заболеваний, включая шизофрению. нарушения развития, биполярное расстройство, аутизм, а также модели депрессии, эпилепсии и болезни Альцгеймера. Важные выводы этого исследования включают в себя:

1. Общий феномен для всех расстройств: около 30% из 109 типов животных моделей показали значительные изменения рН мозга и уровня лактата, что подчеркивает широкое распространение изменений энергетического метаболизма в мозге при различных нервно-психических состояниях.
2. Факторы окружающей среды как причина: модели, имитирующие депрессию в результате психологического стресса , а также модели, индуцированные развитием диабета или колита, которые имеют высокий риск сопутствующей депрессии, показали снижение pH мозга и повышение уровня лактата. Этим изменениям могут способствовать различные приобретенные факторы окружающей среды .
3. Связь с когнитивными нарушениями: комплексный анализ, объединяющий данные поведенческих тестов, выявил преобладающую связь между повышенным уровнем лактата в мозге и нарушением рабочей памяти, что проливает свет на один из аспектов когнитивной дисфункции.
4. Подтверждение в независимой когорте: эти связи, особенно между более высоким уровнем лактата в мозге и плохой работой рабочей памяти, были подтверждены в независимой когорте животных моделей, подтверждая первоначальные результаты.
5. Сложность аутистического спектра: в моделях аутизма были отмечены различные реакции, при этом некоторые демонстрировали повышенный уровень pH и пониженный уровень лактата, что позволяет предположить наличие субпопуляций в пределах аутистического спектра с различными метаболическими паттернами.

«Это первое и крупнейшее систематическое исследование, оценивающее pH мозга и уровни лактата на различных животных моделях нейропсихиатрических и нейродегенеративных расстройств. Наши результаты могут заложить основу для новых подходов к разработке трансдиагностической характеристики различных расстройств, связанных с когнитивными нарушениями», — говорится в заявлении. Доктор Хидео Хагихара, ведущий автор исследования.

Профессор Цуёси Миякава, соавтор, объясняет: «Это исследование может стать ступенькой на пути к определению общих терапевтических целей при различных нервно-психических расстройствах. Будущие исследования будут сосредоточены на выявлении стратегий лечения, которые эффективны на различных моделях животных с изменениями pH мозга.

«Это может внести существенный вклад в разработку индивидуальных методов лечения для подгрупп пациентов, характеризующихся специфическими изменениями в энергетическом метаболизме мозга».

В этой статье, озаглавленной «Крупномасштабное исследование на животных моделях, раскрывающее измененный рН мозга и уровень лактата как трансдиагностический эндофенотип нейропсихических расстройств, включающих когнитивные нарушения », механистическое понимание снижения pH и повышения уровня лактата остается неуловимым. Однако известно, что выработка лактата увеличивается в ответ на гиперактивность нейронов для удовлетворения потребности в энергии, и авторы, похоже, полагают, что это может быть основной причиной.