Нарушение утилизации глюкозы в головном мозге как триггерный механизм при нейродегенеративных заболеваниях.

Номер гранта:15-34-20871
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: (мол_а_вед)(мол_а_вед) конкурс на лучшие научные проекты, выполняемые ведущими молодежными коллективами
Год выполнения:2015г.
Руководитель: Мальков АнтонЕвгеньевич
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Многочисленные исследования показали, что хроническая недостаточная утилизация мозгом глюкозы возникает при таких широко распространенных состояниях как шейный остеохондроз, бессонница, депрессии, инсульты, черепно-мозговые травмы, диабет и др. (Cortelli et al., 2006). Современные достижения в области диагностических методов сделали возможным широкое использование позитронно-эмиссинной томографии. С помощью этого метода было показано, что гипометаболизм является характерной чертой многих нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, эпилепсия, возрастные нарушения памяти, малые мозговые дисфункции (ММД), болезнь Паркинсона, Атаксия Фрейдича, рассеянный склероз, вызванные анестезией нарушения памяти, Болезнь Хантингтона и многие другие (Goffin K et al., 2008; Pan JW et al., 2000; Otahal J. et al., 2014). Относительно некоторых из перечисленных заболеваний, в частности болезни Альцгеймера и эпилепсии, есть данные, указывающие на то, что метаболический стресс лежит в основе этих патологий (Pan JW et al., 2008). В данном проекте мы планируем продемонстрировать возможность запуска процессов нейродегенерации в условиях экспериментального хронического энергодефицита в мозге животных, и решить вопрос о причинно-следственных связях между метаболическими нарушениями и развитием патологии. Исследование метаболических механизмов нарушения нейронной активности, позволит сформировать рациональную основу для разработки современных методов коррекции и лечения нейродегенеративных заболеваний. Проект предполагает многоуровневый подход, включающий поведенческие, электрофизиологические (на срезах мозга и in vivo), биохимические и гистологические исследования. Мы ожидаем продемонстрировать, что корректировка энергетического метаболизма мозга является мощным инструментом для предотвращения нейрональной дисфункции и развития нейродегенеративных заболеваний.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

Несмотря на тот факт, что метаболические нарушения были обнаружены при многих нейродегенеративных заболеваниях, подобные исследования до сих пор не нашли практического применения. Одной из причин является недостаток знаний о связи метаболических изменений и активности нейрональных сетей. Так как большинство нейрональных процессов, прежде всего связанных с электрофизиологической активностью, являются энергозависимыми, нарушение энергетического метаболизма должно приводить к изменению нейрональной активности. Современные исследования на лабораторных животных выявили связь между энергетическим метаболизмом и нейрональной возбудимостью. Однако гипервозбудимость, связаная с энергодефицитом, исследована слабо, особенно в отношении БА. Болезнь Альцгеймера и эпилепсия часто являются сопутствующими заболеваниями, особенно при выявлении мутаций в генах, отвечающих за метаболизм APP/бета-амилоида. Исследования последних лет показали общность механизмов развития болезни Альцгеймера и эпилепсии. Было показано, что ранними симптомами этих заболеваний являются нарушение энергетического метаболизма и появление сетевой гипервозбудимости. Скопления токсичного белка бета-амилоида, являющиеся неотъемлемым атрибутом болезни Альцгеймера (БА), провоцируют синаптическую дегенерацию и аномальную синхронизацию в нейрональной сети. Так как нейрональная гипервозбудимость способствует амплификации синаптического высвобождения бета-амилоида, эпилептические приступы создают порочный круг, способствуя ускорению клеточной гибели (и последующего когнитивного снижения) на уровне головного мозга пациентов с болезнью Альцгеймера. Около 40 % пациентов с болезнью Альцгеймера имеют четко выраженный эпилептический фенотип. Последние исследования обнаружили высокую частоту эпилептических судорог у трансгенных мышей с амилоидной патологией. Таким образом, множество фактов указывает на существование связи между нарушением энергетического метаболизма и ранним патогенезом в болезни Альцгеймера и эпилепсии. Настоящее исследование может существенно продвинуть представления о причинах и механизмах развития такого распространенного и социально значимого заболевания как эпилепсия, и стать основой для инновационной разработки лечения судорожных расстройств. Предлагаемый подход в перспективе может не только предотвратить переход заболевания в хроническую стадию, но и повысить качество жизни людей, страдающих от эпилепсии долгие годы. Предполагается, что такой подход будет гораздо эффективнее используемых в клинике в настоящее время, поскольку будет направлен на устранение причины, а не симптомов заболевания. Таким образом, исследования способов нормализации активности мозга при эпилепсии путем воздействия на энергетический метаболизм востребованы существующими в нейрофизиологии проблемами и соответствуют мировому уровню.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 18.09.2021.
Помог ли вам материал?
2    0