Фермент, защищающий нейронные отростки от деградации, помогает мозгу восстановить функции.

Инсульт случается, когда из-за проблем с кровообращением тканям мозга начинает остро не хватать кислорода. При этом гибнет масса нейронов, и большая часть терапевтических методов нацелена на то, чтобы предотвратить их гибель. Но, с другой стороны, многие клетки остаются в живых, только теряют аксоны – очень длинные клеточные отростки, которые образуют белое вещество. По аксонам нейроны передают электрохимический импульс другим клеткам, и если с аксонами что-то случается, информационные потоки в мозге нарушаются.

Схематическое изображение нейрона; длинный отросток справа – аксон. (Фото: Peter Cruickshank / Flickr.com) 

Последствия инсульта можно было бы значительно смягчить, помогая клеткам восстановить их передающие отростки. Исследователи из Питтсбургского университета пишут в журнале PNAS, что для восстановления аксонов можно действовать на белок UCHL1, который синтезируется почти исключительно в нейронах, а также в клетках семенников и яичников. UCHL1 – фермент молекулярной мусороуборочной системы.

Когда клетка хочет избавиться от каких-то белков, которые вышли из строя или просто стали не нужны, она прикрепляет к ним особую метку – небольшой белок под названием убиквитин. Но если самого убиквитина в клетке мало, то получается, что ей нечем метить свой мусор, и этот мусор начинает накапливаться и накапливаться – мусороуборочная система его не видит. Считается, что одна из функций UCHL1 состоит в том, чтобы поддерживать уровень мусорной метки на должном уровне. Известно, что мутации в гене, кодирующем UCHL1, встречаются у больных с синдромами Паркинсона и Альцгеймера, у которых, как известно, в нейронах накапливаются ненужные патогенные белки.

Ранее Стивен Грэм (Steven H. Graham) и его коллеги заметили, что фермент UCHL1 отключает один из простагландинов – особая липидная молекула, которую выделяют нервные клетки, пережившие инсульт. В новых экспериментах исследователи создали мутантных мышей, у которых UCHL1 был нечувствителен к этому инсультному простагландину. Затем мутантным мышам и обычным устроили инсульт, чтобы сравнить, как они будут восстанавливаться после него.

Оказалось, что если UCHL1 в инсультном мозге работал, как обычно, аксоны у нервных клеток были более целыми – оттого, что благодаря UCHL1 у клеток нормально функционировали мусороуборочные системы и они могли своевременно выводить из своих отростков всякий опасный мусор. Так что и нейроны, и нервная ткань в целом сохраняли свои функции – больные животные с работающим UCHL1 быстрее восстанавливались, быстрее учились ходить, держать равновесие и т. д. Возможно, стоило бы разработать какие-нибудь лекарства, которые поддерживали бы этот фермент в рабочем состоянии, тем самым помогая реабилитироваться после инсульта.

По материалам MedicalXpress.