Изучение процессов, развивающихся в клетках мозга при старении, крайне важно для понимания механизмов, лежащих в основе развития деменций и нейродегенеративных процессов. Ранее эффект старения на клетки головного мозга исследовали на лабораторных животных и оставался ряд вопросов о том, могут ли полученные данные быть экстраполированы на человека. Опубликованное исследование было выполнено на коре головного мозга людей разного возраста. В работе было установлено, что при старении атрофируются отростки астроцитов, уменьшается число щелевых контактов между ними, снижается относительное количество белков в цитоплазме и при этом разнонаправленно изменяется содержание важных белков астроцитарного цитоскелета — глиального фибриллярного кислого белка (GFAP) и эзрина. Такие изменения приводят к снижению плотности астроцитарных листочков вокруг синапсов, что может быть причиной ухудшения синаптической пластичности. Кроме того, впервые было показано, что с возрастом нарушается работа дыхательной цепи митохондрий астроцитов, в то время как митохондрии и электрофизиологические свойства нейронов не изменяются.
Мы разработали подход, основанный на микроспектроскопии резонансного комбинационного рассеяния, позволяющий проводить высокочувствительные и селективные исследования компонентов дыхательной цепи митохондрий в идентифицированных астроцитах и нейронах. Данный метод помог нам охарактеризовать редокс-состояние цитохромов С, В и А-типов в дыхательной цепи интактных астроцитов и на основании полученных данных сделать выводы о возрастных изменениях активности электронного транспорта на участке комплекс III-цитохром С-комплекс IV. Полученные данные свидетельствуют о нарушениях метаболизма астроцитов, происходящих с возрастом.
— рассказала Надежда Александровна Браже, ведущий научный сотрудник биологического факультета.
Важной особенностью нашего исследования является то, что мы обнаружили клеточную специфичность процессов старения, связанную с возрастными изменениями, происходящими в астроцитах, а не нейронах. Если ранее предполагалось, что нарушения в работе мозга связаны с патологиями нейронов, то в настоящее время появляется все больше данных о том, что клетки глии и, в частности, астроциты могут быть первопричиной нейродегенеративных процессов, в том числе, возрастных деменций.
— прокомментировал опубликованную статью профессор биологического факультета, главный научный сотрудник ИБХ РАН, член-корреспондент РАН Алексей Васильевич Семьянов.
Выполненное исследование является важным для понимания роли астроцитов в нормальном функционировании мозга, а также при его патологиях, что в дальнейшем может быть использовано для разработки новых терапевтических подходов для их лечения.
