Дослідження на мишах показує, як побічні вправи захищають нейрони від травм

Лактат, відхідний продукт, що утворюється в мозку та м’язах після інтенсивних фізичних вправ, може захищати нейрони від пошкодження внаслідок гострої травми, такої як інсульт або травма спинного мозку, згідно з новим дослідженням мишей швейцарської та саудівської команди вчених.

Коли людина страждає від інсульту або травми спинного мозку, нервові клітини відчувають екситотоксичність або надмірну стимуляцію. Цей надзвичайно шкідливий процес також пов'язаний з прогресуючими нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера, заявили автори.

Під час екситотоксичності рецептори NMDA переходять в надмірне напруження і переповнюють цільовий нейрон шквалом електричних сигналів. Рецептори NMDA взаємодіють з нейромедіатором глутаматом і є основною мішенню в наукових дослідженнях та медицині, оскільки вони причетні до ряду порушень, включаючи епілепсію, шизофренію, хворобу Паркінсона та Альцгеймера.

Цей шквал електричних сигналів призводить до накопичення іонів кальцію всередині нейрона, що запускає токсичні біохімічні шляхи, які в підсумку можуть його пошкодити або вбити. Таким чином, надзвичайно важливо, щоб людину з інсультом або пошкодженням спинного мозку лікували якомога швидше, щоб уникнути надмірної загибелі нейронів.

Дослідники заявили, що хоча попередні дослідження припустили, що лактат, відхідний продукт метаболізму глюкози, здатний захищати нейрони від екситотоксичності, як саме це відбувається, залишається загадкою дотепер.

У новому дослідженні команда з Політехнічної школи федерального університету Лозани (EPFL) та Університету науки і техніки короля Абдулли досліджувала вплив глутамату на культивовані нейрони, взяті з мозку мишей. Вони застосували нову, неінвазивну техніку візуалізації, яка називається цифрова голографічна мікроскопія.

Потім вчені перевірили вплив глутамату на нейрони миші з лактатом та без нього. Результати були значними: Глутамат вбив 65 відсотків нейронів, але з лактатом ця кількість впала до 32 відсотків.

Потім дослідники вирішили точно визначити, як лактат захищає нейрони. Використовуючи різні блокатори рецепторів на нейронах миші, вони визначили, що лактат ініціює продукцію АТФ, молекули енергії клітини.

У свою чергу, АТФ зв’язує та активує інший тип рецепторів у нейроні, який включає складний каскад захисних механізмів. Як результат, нейрон може протистояти шквалу сигналів від NMDA-рецептора.

Висновки суттєво покращують наше розуміння нейропротекції, зазначають автори, що може призвести до вдосконалення фармакологічних методів лікування, щоб уникнути непоправної шкоди, спричиненої інсультом, травмою спинного мозку та іншими травмами.

Дослідження опубліковано в журналі Наукові звіти.

Джерело: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne