Инхибиторната невронна дисфункция възниква като модулиран механизъм на свръхвъзбудимост

Инхибиторната невронна дисфункция възниква като модулиран механизъм на свръхвъзбудимост

Малка група мозъчни клетки, свързани във верига, са отговорни за отключването на гърчове в целия мозък при рядка форма на епилепсия, която се влияе от нивата на кръвната захар, предполага проучване, ръководено от изследователи от UT Southwestern. Откритието, публикувано в Science Translational Medicine, може да доведе до нови лечения за други метаболитни нарушения в мозъка, казаха авторите.

„Има широки последици за други заболявания, тъй като тази верига участва в деменция, шизофрения, сън и когнитивни способности“, каза ръководителят на изследването Хуан Паскуал, д-р, доктор по медицина, професор по неврология, педиатрия, физиология и Центъра за човешки растеж и развитие на Юджийн Макдермот. „Нашата лаборатория сега се движи към изучаване на тези последици.“

Д-р Паскуал, който ръководи Програмата за редки мозъчни нарушения, каза, че той и колегите му в лабораторията на Паскуал в Мозъчния институт Peter O'Donnell Jr. на UTSW отдавна се интересуват от заболяване, известно като синдром на дефицит на GLUT1, поради неговите необичайни характеристики. Това заболяване, диагностицирано само при няколкостотин души по света, се причинява от вроден дефицит на протеин, наречен глюкозен транспортер тип 1, който пренася кръвната захар в клетките, за да се използва като гориво.

От първите месеци от живота си, хората със синдром на дефицит на GLUT1 могат да страдат от няколкостотин пристъпа „отсъствие“ всеки ден, някои от които се характеризират с няколко секунди невнимание. Пациенти с разстройството от цяла Северна Америка и останалия свят търсят медицинска помощ в UT Southwestern.

Нивата на кръвната захар могат значително да повлияят на броя на атаките при пациентите, а терапевтичните диети, които повишават нивата на глюкозата или ги поддържат постоянни, могат значително да намалят количеството. Защо тези припадъци се влияят от нивата на глюкозата не е ясно.

За да отговорят на този въпрос, д-р Паскуал и колегите му изследваха анатомичния произход на тези гърчове при хора. Комбинация от електроенцефалография (EEG), функционален магнитен резонанс (fMRI) и позитронно-емисионна томография (PET) показа, че гърчовете произхождат от относително малка област на мозъка в таламуса и соматосензорния кортекс.

Електронна книга по неврология

Компилация от най-добрите интервюта, статии и новини от последната година. Изтеглете безплатно копие

Когато нивата на кръвната захар спаднат, необичайната електрическа активност във веригата, образувана от тези области, се разпространява в целия мозък. Странно, но пациентите остават в съзнание и могат да извършват когнитивни тестове, докато се появяват припадъците, въпреки че ЕЕГ показва надпреварваща се припадъчна активност в целия мозък.

Използвайки миши модел на синдром на дефицит на GLUT1, изследователите показаха, че метаболитните странични продукти на глюкозата - включително невротрансмитери и други химикали, необходими за нормалната мозъчна функция - остават до голяма степен на нормални нива в мозъците на животните. Въпреки това, електрическата активност стана нерегулирана в мозъчните клетки, отговорни за инхибирането или забавянето на нервната активност, карайки ги да се задействат много по-рядко от обикновено, позволявайки неконтролирано задействане на други свързани възбуждащи клетки. Когато изследователите дадоха на тези животни лекарство против гърчове, наречено перампанел, техните гърчове намаляха значително.

Д-р Паскуал предположи, че тези открития могат да предложат ново лечение за този необичаен тип епилепсия, както и да опровергаят дългогодишната идея, че нормалната функция на клетките в таламичните и кортикалните вериги е необходима за съзнанието.

Тези резултати опровергават десетилетия спекулации за ролята на мозъка в съзнанието. Това обаче не беше съвсем неочаквано, тъй като съзнанието е свойство на хората, а не на мозъка.

Хуан Паскуал, професор по неврология, педиатрия, физиология, Югозападен медицински център на UT

Други изследователи от UTSW, които са допринесли за проучването, включват Karthik Rajasekaran, Qian Ma, Levi B. Good, Gauri Kathote, Vikram Jakkamsetti, Peiying Liu, Adrian Avila, Sharon Primeaux, Isaac Marin-Valencia, Deepa Sirsi и Hanzhang Lu.

Д-р Паскуал е заслужил професор по неврология на Ед и Сю Роуз и професор по педиатрични неврологични разстройства на Фондация „Имало едно време“.

източник:

UT Югозападен медицински център

Справка:

Rajasekaran, K., et al. (2022) Метаболитна модулация на синаптична недостатъчност и таламокортикална хиперсинхронизация със запазено съзнание при дефицит на Glut1. Научна транслационна медицина. doi.org/10.1126/scitranslmed.abn2956.

.