Раскрыты ранее неизвестные последствия черепно-мозговых травм

В то время, как головной мозг может оказаться нетронутым, новые данные, опубликованные в журнале Nature показывают, что защитные покрытия мозга могут взять на себя всю тяжесть удара, сообщает mindbrain.ru.

Используя недавно разработанную мышиную модель, старший автор Дориан МакГаверн, доктор философии и научный сотрудник Национального института неврологических расстройств и инсульта (англ. National Institute of Neurological Disorders and Stroke; NINDS) при Национальных институтах здравоохранения США (англ. National Institutes of Health), обнаружил, что определенные клетки образуют иммунный ответ на черпно-мозговый травмы и пытаются предотвратить негативные последствия. Дополнительные данные свидетельствуют о том, что аналогичный иммунный ответ может возникнуть у больных с легкой черепно-мозговой травмой.

В этом исследовании ученые также обнаружили, что некоторые молекулы, применяемые непосредственно к мышиному черепу, могут обойти защитные барьеры головного мозга и проникнуть в него. Полученные результаты говорят о том, что в травматологической мышиной модели, одна из тех молекул может уменьшить последствия черепно-мозговой травмы.

Несмотря на то, что сотрясения являются довольно частыми последствиями при черепно-мозговой травме, ученые не очень много знают о их влиянии. В рамках этого исследования, Лоуренс Латур, доктор философии и ученый из Национального института неврологических расстройств и инсульта и Центра неврологии и регенеративной медицины (англ. Center for Neuroscience and Regenerative Medicine), изучил 142-х пациентов, которые недавно получили сотрясение мозга, но их начальное сканирование не выявило физических повреждений тканей головного мозга. После введения обычно используемого красителя во время МРТ, Латур и его коллеги обнаружили, что он просочился в наружный слой твердой оболочки головного мозга у 49 процентов исследуемых пациентов.

Чтобы определить, что происходит после этого легкого типа травмы, исследователи в лаборатории доктора МакГаверна разработали новую мышиную модель травмы головного мозга.

«У мышей произошло кровоизлияние прямо под черепную кость на месте травмы, подобно тому, что мы наблюдали почти у половины наших пациентов, получивших легкую черепно-мозговую травму. Мы использовали данную модель, чтобы проанализировать менингеальные симптомы и насколько глубоко с течением времени они проникают в мозг», — сказал доктор МакГаверн.

Также, МакГаверн и его коллеги обнаружили, что нетронутые кости черепа были достаточно пористыми, что позволило небольшим молекулам проникнуть в мозг. Они показали, что мелкие молекулы достигли головного мозга быстрее, нежели крупные.

«Удивительно было увидеть, что все защитные барьеры мозга (включая гематоэнцефалический) не смогли им противостоять. Мы обнаружили то, что может через них пройти», поделился МакГаверн.

Исследователи обнаружили, что применение глутатиона (антиоксидант, находящийся в наших клетках) непосредственно на поверхности черепа после черепно-мозговой травмы сократило объем клеточной смерти на 67 процентов. Когда исследователи применили глутатион спустя три часа после травмы, гибель клеток сократилась на 51 процент.

«Превосходно, что у нас появилось время на работу — потенциально до трех часов. Эта сенсация может оказаться клинически важной», — добавил доктор МакГаверн.

Глутатион уменьшает уровень молекул активных форм кислорода (АФК), которые повреждают клетки. В этом исследовании, высокие уровни АФК наблюдались на месте травмы сразу после возникновения повреждений мозга. Массивный поток АФК настаивает последовательность событий, которые приводят к гибели клеток головного мозга, но глутатион смог предотвратить многие из этих эффектов.

Кроме того, с помощью мощной микроскопической техники, исследователи увидели то, что происходило непосредственно под поверхностью черепа в течение пяти минут после получения травмы. Они зафиксировали ранее никогда не известные подробности того, как мозг реагирует на травматические повреждения и как мобилизует, дабы защитить себя.

Первоначально, они наблюдали за гибелью клеток в оболочках головного мозга и в пограничной глиальной мембране (очень тонкий барьер на поверхности мозга, который является последней линией обороны для опасных молекул). Гибель клеток в основной ткани мозга произошла спустя 9–12 часов после травмы.

«Изначально смерть таится на границе, а затем проникает в ткани головного мозга. Цель терапии после черепно-мозговой травмы — защитить ткани головного мозга», — сказал МакГаверн.

Почти сразу же после травмы, в пограничной глиальной мембране могут образоваться отверстия, обеспечивая путь потенциально опасным молекулам для проникновения в мозг. Исследователи наблюдали за микроглими (иммунные клетки в головном мозге, первыми оказывающие защитную реакцию от опасных веществ), которые быстро продвигались к поверхности мозга, закупоривая отверстия.

Выводы из лаборатории доктора МакГаверна указывают, что микроглии делают это двумя способами:

По его словам: «Если астроциты, клетки, которые составляют пограничную глиальную мембрану, все еще там, микроглии приходят, дабы «заткнуть» барьер и пробелы между отдельными астроцитами. Если астроциты умирают, что приводит к большим отверстиям в глиальной мембране, микроглии меняют свою форму, образовывая толстую, подобно медузе структуру и пытаются заткнуть эту брешь. Ранее, никто не знал об этих реакции в живом мозге, которые помогают обеспечить барьер и предотвратить попадание токсичных веществ в него».

Исследования показали, что иммунные реакции в мозге зачастую могут приводить к серьезным повреждениям. Примечательно, что выводы данного исследовании показывают, что воспалительная реакция в результате легкой черепно-мозговой травмы на самом деле «выгодна» для врачей в течение первых 9–12 часов после травмы.

Легкие черепно-мозговые травмы являются растущей проблемой в общественном здравоохранении. Согласно докладу из Центры по контролю и профилактике заболеваний США (англ. Centers for Disease Control and Prevention; CDC), в 2009 году по крайней мере 2,4 млн. человек получили черепно-мозговые травмы, 75 процентов из которых были легкими. Это исследование дает представление об ущербе, причиненном в результате черепно-мозговых травм и разрабатывает потенциальные терапевтические цели от их разрушительного воздействия.