Цивилизация
Через несколько часов после смерти некоторые гены в мозге не просто сохраняют активность, а работают интенсивнее, чем при жизни, выяснили исследователи из Иллинойского университета в Чикаго. Об этом они рассказали в статье в журнале Scientific Reports.
Доктор Джеффри Лоэб и его коллеги обратили внимание, что картина экспрессии генов в свежих тканях человеческого мозга не совпадает с данными о посмертной экспрессии генов и у здоровых людей, и у людей с аутизмом, болезнью Альцгеймера и другими расстройствами. Тогда они решили зафиксировать все изменения, которые происходят в человеческом мозге с момента смерти и на протяжении 24 часов.
Будучи директором UI NeuroRepository, банка тканей мозга, полученных после смерти людей или во время операций, Лоэб смог получить доступ к свежим образцам и пронаблюдать изменения, происходящие по мере отмирания тканей.
Около 80% проанализированных генов оставались относительно стабильными в течение 24 часов — их экспрессия не сильно изменилась. К ним относятся так называемые гены «домашнего хозяйства», необходимые для поддержания важнейших жизненных функций организма — удвоения ДНК, обмена веществ, транскрипции генов и т. п. Другая группа генов, необходимых для памяти, мышления, участвующих в судорожной активности, прекратила активность и распалась в течение нескольких часов после смерти. Однако эти гены важны для изучения психических и неврологических заболеваний.
Третьей группой оказались «зомби-гены», активность которых после смерти, наоборот, возросла и достигла пика спустя 12 часов.
Они оказались специфичны для нейроглии — вспомогательных клеток нервной ткани. В мозге глиальных клеток примерно столько же, сколько нейронов. Они выполняют опорную, трофическую, секреторную, разграничительную, защитную функции, функцию обучения нейронов, играют важную роль в процессах памяти.
Оказалось, глиальные клетки отращивают длинные придатки в течение многих часов после смерти.
«То, что после смерти глиальные клетки растут, не удивительно, — говорит Лоэб. — Учитывая, что их работа — очищать мозг после поражений, таких как кислородное голодание или инсульт».
Эксперименты с человеческим мозгом имеют решающее значение для понимания и разработки методов лечения неврологических и психических расстройств, подчеркивают исследователи. Результаты экспериментов на животных плохо переносятся на людей. Однако большинство исследований человеческого мозга проводится спустя более чем 12 часов после смерти.
Ткани мозга умерших людей используются для поиска методов лечения аутизма, шизофрении, болезни Альцгеймера и прочих неврологических и психических расстройств. Однако исследования, как правило, не учитывают посмертную экспрессию генов или клеточную активность, отмечают авторы работы.
«Большинство исследований предполагают, что все процессы в мозге останавливаются, когда сердце перестает биться, но это не так, — поясняет Лоэб. — Наши результаты понадобятся для интерпретации исследований тканей человеческого мозга. Мы просто не измеряли эти изменения до сих пор.»
Результаты не означают, что нужно отказываться от исследований тканей человеческого мозга, подчеркивают авторы работы. Однако нужно принимать во внимание генетические и клеточные изменения и как можно сильнее сокращать интервал между смертью и исследованием образца мозга.
«Хорошая новость в том, что теперь мы знаем, какие гены и типы клеток стабильны, какие деградируют, а какие становятся активнее с течением времени, — говорит Лоэб. — Это позволит корректнее интерпретировать результаты».
Ранее канадские специалисты из Института психического здоровья Университета Дугласа рассказали об особенностях мозга самоубийц. Исследователи сравнили ткани мозга мужчин, покончивших с собой и имевших диагностированную депрессию, с образцами, полученными от психически здоровых людей. Оказалось, у первых значительно снижено количество астроцитов — клеток, имеющих множество функций в мозге, от участия в росте нервной ткани и защиты нейронов от вредных веществ до регуляции нейронной активности.
Авторы работы допускают, что такие изменения могут привести к нарушению работы мозга и появлению депрессивных симптомов, однако пока неясно, с какими именно функциями астроцитов это связано и как увеличить количество этих клеток. Впрочем, ученые настроены оптимистично: в отличие от нейронов, астроциты в большом количестве формируются даже у взрослых людей. Поэтому, если выяснить причину уменьшения их числа и найти способ это исправить, удастся помочь множеству людей с хронической депрессией.