Новости

14 Февраля, 2020 11:38

Стало понятно, что происходит в мозге беременных при нехватке кислорода

Каждая десятая беременность осложнена недостаточным снабжением организма матери и плода кислородом. Группа российских биохимиков обнаружила, что при нехватке кислорода у беременных крыс нарушается обмен аминокислот в мозге. С работой можно ознакомиться в журнале Cells. Исследования поддержаны Российским научным фондом (РНФ).
Картинка: кандидат биологических наук Анастасия Граф с крысой в барокамере. Источник: Анастасия Граф
Картинка: результаты эксперимента. Источник: Виктория Буник
Картинка: профессор Людмила Баратова и кандидат химических наук Александр Ксенофонтов рядом с аминокислотным анализатором. Источник: Александр Ксенофонтов
3 / 4

Наш мозг – один из самых сложных природных объектов, в котором некоторые вещества, например, аминокислоты, то есть составные части белков, и их производные, служат для передачи и регуляции сложнейших сигналов. Даже небольшие изменения в уровне этих веществ в мозге могут оказывать влияние на весь организм. Например, при возникновении опасности должны срабатывать определенные защитные механизмы, однако, недостаток молекул, «включающих» эти системы, может привести к неадекватной реакции и даже гибели организма.

Каждая десятая беременность осложнена недостаточным снабжением организма матери и плода кислородом. Сопутствующие патологии развития эмбриона активно изучаются, но мало что известно про влияние этого фактора на организм матери. Чтобы понять, какие системы в это вовлечены и каким образом можно снизить чувствительность женщины к недостатку кислорода, группа российских биохимиков разработала подходы, позволяющие измерить содержание в мозге аминокислот и описать их участие в разных клеточных процессах.

Известно, что изменения уровней и нарушения превращений аминокислот в мозге приводят к разным неврологическим расстройствам, поскольку они и их производные служат для передачи сигналов между клетками мозга. Ученые предположили, что кислородное голодание окажет влияние на содержание в мозге этих молекул.

Чтобы измерить уровень аминокислот в клетках мозга, ученые исследовали 17 беременных и 25 небеременных крыс, как обычных, так и переживших сильную нехватку кислорода. Подопытных животных помещали в специальную камеру, где концентрацию кислорода понижали с обычной 21%-й до 5%-й. Устойчивость крыс к нехватке кислорода определяли по времени, в течение которого они могли находиться в таких условиях, не теряя сознание. Затем исследователи собирали содержащиеся в клетках мозга молекулы и разделяли их. Для этого использовали разницу в свойствах молекул при прохождении через заполненную микрошариками емкость, промываемую специальными растворами. Разделив аминокислоты, ученые «красили» их специальными красителями и определяли их концентрацию в исследуемом растворе, сравнивая с растворами известных концентраций.

Оказалось, что, когда доступ к кислороду снижается, у небеременных крыс уровень 7 из 15 аминокислот в мозге повышается. Однако в мозге беременных крыс их содержание остается на прежнем уровне. Поэтому такие крысы смогли недолго продержаться в камере с низкой концентрацией кислорода.

«В предыдущих исследованиях мы показали, что содержание и превращение аминокислот в мозге крыс тесно связаны с их содержанием в крови. Поэтому, чтобы перейти от исследования мозга животных к медицине, можно изучать соответствующие биохимические параметры в крови людей. Такие проекты помогут развитию персонифицированной медицины и будут иметь значение для широкого спектра патологических воздействий», – рассказала руководитель проекта по гранту РНФ Виктория Буник, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ имени М. В. Ломоносова и профессор Медицинского университета имени И. М. Сеченова.

13 Февраля, 2020
Разгадана загадка взаимодействия частиц, открывающих уникальные возможности для полностью оптической обработки информации
Команда ученых из Лаборатории гибридной фотоники Сколковского института науки и технологий (Скол...
11 Февраля, 2020
Модификация повысила выносливость и коррозионную стойкость пористого титанового сплава для костной пластики
Российские ученые приступили к завершающему этапу испытаний никелида титана, модифицированного в газ...