«Теряют 10% мозга»: лекарство от болезни Альцгеймера будут искать у бурозубок

Ученые поняли, почему бурозубки зимой теряют до 10% массы собственного мозга. Найденный в их организме белок в будущем поможет в поисках лекарства для пациентов с болезнью Альцгеймера, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Нейропластичность — удивительная способность организмов перестраивать структуру, функциональность мозга и связи в нем в ответ на изменения окружающей среды, приобретение новых навыков и даже на травматические повреждения. Это адаптивное качество помогает выживать в изменяющихся параметрах среды и поддерживать оптимальную работу мозга даже в экстремальных условиях.

Еще в 1949 году польский зоолог Август Денель обнаружил странный феномен — сезонное изменение размеров мозга и черепа у обыкновенных бурозубок (землероек) — распространенного млекопитающего северной Европы. Подобная пластичность наблюдается у многих мелких млекопитающих с высокими темпами метаболизма, не впадающих в зимнюю спячку. На фоне похолодания и недостатка пищи у животных начинают сокращаться наиболее энергозатратные органы, такие, как мозг, а с приходом весны из размеры вновь увеличиваются. Зимнее сокращение мозга известно у таких животных, как европейский крот, горностай, ласка, и семейство бурозубочьих.

Несмотря на то, что бурозубки хорошо изучены и являются модельным животным для исследования феномена Денеля, механизм сокращения мозга до последнего времени не был изучен.

Зоологи из Института поведения животных Макса Планка (Германия) применили методы МРТ с высоким разрешением, чтобы исследовать мозг землероек, пойманных летом и зимой. «Таким способом мы смогли проследить, как мозг отдельных особей меняется по мере его сокращения от лета к зиме», — пояснил автор работы Доминик фон Эльверфельдт.

Ученые использовали микроскоп, чтобы определить число клеток мозга на разных стадиях.

«Наши бурозубки теряют 9% мозга, но его клетки не умирают», — пояснила соавтор Сесилия Балдони. По словам ученых, сокращение мозга происходит за счет того, что клетки теряют воду. При этом выяснилось, что за выведение воды отвечает известный белок аквапорин 4, образующий водопроводящие каналы в клеточных мембранах. «Мы также находим этот белок в больших количествах в мозге умерших людей, — пояснил Джон Ниланд, специалист по заболевания человеческого мозга. — Это восхитительно, что бурозубки теряют почти 10% мозга. Обычно мы видим пациентов с болезнью Альцгеймера, страдающих схожим сокращением мозга, и снижение функций у этих пациентов колоссально».

Неокортекс, или новая кора мозга, а также мозжечок, при сезонных колебаниях у бурозубок сохраняют баланс воды, говорят ученые. «Эти области отвечают за когнитивные способности и контроль движений», — пояснила Балдони.

По словам ученых, их открытие способно в будущем помочь с новыми лекарствами людям с рядом нейродегенеративных заболеваний, таких как рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз, при которых также происходит уменьшение массы мозга из-за потери клетками воды. Однако у людей этот процесс протекает лишь в одном направлении.

«Однако теперь мы узнали, что у бурозубок — животных, у которых наблюдается эффект, похожий на человеческий симптом заболевания мозга, есть биологические инструменты, которые не только останавливают этот процесс, но поворачивают его вспять», — пояснила Ниланд.