…но перестают защищать, если чувствуют воспаление от черепно-мозговой травмы или инсульта.

У травм мозга бывают последствия, которые проявляются далеко не сразу, а через несколько дней, месяцев, а то и лет. И последствия эти могут быть довольно серьёзными, вплоть до эпилепсии. Разумеется, дело вовсе не в тех повреждениях, которые образовались сразу после травмы, — тогда и эпилепсия возникла бы сразу, а не через какое-то время. Просто некоторые зоны мозга чувствуют, что в мозге что-то случилось, и клетки в этих зонах постепенно начинают работать иначе — и в итоге всё заканчивается патологией.

Таламус в человеческом мозге. (Иллюстрация: RAZVAN V. MARINESCU / Wikipedia) 

При инсульте или черепно-мозговой травме в мозге быстро умирают клетки, оказавшиеся «в центре событий». Их гибель запускает воспалительную реакцию: начинают работать вспомогательные клетки, чья задача — убрать территорию, убрать клеточный и молекулярный мусор. Собственно, воспалительная реакция — это попытка справиться с повреждениями. Но у воспаления есть и другая сторона: те клетки и молекулы, которые выполняют воспалительную реакцию, отчасти вредят здоровым тканям. Ткани, которые отстоят от очага воспаления довольно далеко, могут поймать из крови соответствующие сигналы и начать вести себя соответствующим образом — как если бы им что-то угрожало.

В статье в Science Translational Medicine сотрудники Гладстоновского института неврологических заболеваний, Амстердамского университета и других научных центров пишут, что воспалительные сигналы от места травмы могут добираться до таламуса — глубинного отдела головного мозга, который служит информационным хабом для сенсорных сигналов. Он принимает их почти от всех органов чувств и распределяет по другим нейронным центрам; кроме того, таламус играет важную роль в управлении вниманием, в регуляции сна и бодрствования и в других процессах, имеющих отношение к сознанию. Как везде в мозге, в таламусе есть нейроны и вспомогательные клетки, или клетки нейроглии. Среди клеток нейроглии есть так называемые астроциты, которые физически поддерживают нейроны, помогают им питаться, помогают им избавляться от продуктов обмена — и они же, то есть астроциты таламуса, хорошо чувствуют воспаление, которое началось где-то в другом месте.

Эксперименты показали, что если у здоровых мышей без всяких травм мозга искусственным образом простимулировать таламические астроциты, у таких мышей может случиться эпилепсия. Дело в том, что клетки-няньки астроциты могут напрямую вмешиваться в работу нейронов: например, при участии астроцитов в мозге формируются гамма-волны, необходимые для обучения. Астроциты могут управлять уровнем некоторых нейромедиаторов, в частности, от них зависит количество ГАМК (GABA), или гамма-аминомасляной кислоты. Когда астроциты чувствуют воспалительные сигналы из места травмы, у них уменьшается количество белка GAT3, который нужен им для того, чтобы управлять уровнем ГАМК. Без него астроциты не могут удерживать количество ГАМК у соседних нейронов на нужном уровне, и ГАМК у них становится слишком много. Из-за этого нейроны становятся сверхвозбудимыми, слишком чувствительными к чему угодно — а именно совместная активность сверхвозбудимых нейронов и даёт начало эпилептическим припадкам.

Меняя количество белка GAT3 в астроцитах таламуса, можно сделать мозг более или менее предрасположенным к эпилепсии. И даже если у мышей будет мозговая травма, их можно полностью защитить от эпилептических последствий, повысив количество GAT3 в астроцитах. Если же проанализировать уровень GAT3 в человеческом таламусе, то можно увидеть, что у тех, у кого был инсульт или черепно-мозговая травма, этого белка будет мало. Однако, если говорить о людях, то тут нужны дополнительные исследования — авторы работы изучили не очень много образцов человеческого мозга, кроме того, образцы брали у уже умерших. Нужно убедиться, что в живом человеческом мозге, в живых человеческих астроцитах работает такой же механизм, который управляет уровнем нейромедиаторов и который так же чувствителен к отдалённому воспалению. Если же найти способ подавлять реакцию на воспаление в астроцитах таламуса, то так можно будет предотвращать разнообразные неврологические последствия черепно-мозговых травм, инсультов и инфекций.