Восстановление циркадных ритмов улучшило восстановление мозга после инсульта в исследовании на мышах

Исследование, опубликованное в Journal of Clinical Investigation, проводилось учёными Университета медицины Рочестера под руководством нейробиолога Майкен Недергаард. Работа строится на более чем десятилетии исследований глимфатической системы — сети очистки мозга от отходов, которую открыла лаборатория Недергаард в 2012 году.

Как работает система очистки мозга

Глимфатическая система перемещает спинномозговую жидкость через мозг, помогая удалять продукты жизнедеятельности и другие отходы. Исследования показали, что активность этой системы особенно сильна во время сна и играет важную роль в поддержании здоровья мозга. Нейробиолог Лорен Хаблиц позже продемонстрировала, что активность глимфатической системы зависит не только от сна, но и от циркадных ритмов — внутренних 24-часовых часов организма. В исследовании 2020 года Хаблиц, Недергаард и коллеги установили прямую связь между циркадной биологией и системой очистки мозга.

Инсульт как нарушение времени

Инсульты следуют чётким суточным закономерностям: они чаще происходят утром и часто более тяжелы в конце периода сна. После инсульта у многих пациентов нарушаются циклы сна и бодрствования, что связано с худшим восстановлением, депрессией и снижением качества жизни. Это наблюдение привело исследователей к вопросу: если нарушение времени — часть проблемы после инсульта, может ли укрепление биологических часов улучшить восстановление?

Проблема накопления воспалительных сигналов

После инсульта функция глимфатической системы нарушается, что может снизить способность мозга очищаться от вредных молекул, накапливающихся во время восстановления. Хаблиц и её коллеги предполагают, что часть проблемы может заключаться в неэффективной очистке воспалительных сигналов. Когда система, отвечающая за удаление молекул-сигналов, работает неправильно, они накапливаются и могут способствовать дальнейшему повреждению и замедлению восстановления.

Методы укрепления циркадных ритмов

Для проверки гипотезы исследователи изучили несколько вмешательств, влияющих на внутренние часы организма: контролируемое световое воздействие, мелатонин, препарат KL001, нацеленный на биологические часы, и ограничение времени приёма пищи. Сначала команда показала, что каждое из этих вмешательств улучшало глимфатическую функцию у здоровых животных. Затем исследователи выбрали наиболее перспективные стратегии — KL001 и ограничение времени приёма пищи — и протестировали их на мышиных моделях инсульта.

Результаты при позднем начале лечения

Лечение начиналось только через три дня после инсульта — значительно позже узкого временного окна, используемого для препаратов, растворяющих тромбы, и других острых методов лечения инсульта. Несмотря на эту задержку, мыши, получившие любое из двух вмешательств, показали лучшее восстановление двигательных функций, меньший объём поражения, улучшенный поток глимфатической жидкости и более низкие уровни воспалительных цитокинов в мозге. Все цитокины изменялись в одном направлении, что предполагает, что вмешательства могут помогать мозгу более эффективно очищаться от воспалительных сигналов в целом, а не воздействовать на один конкретный воспалительный путь.

Практический потенциал ограничения времени приёма пищи

Одним из наиболее перспективных подходов оказалось ограничение времени приёма пищи — поведенческое вмешательство, которое уже исследуется при ожирении, диабете, сердечно-сосудистых заболеваниях и других состояниях. Это может сделать результаты особенно актуальными для реабилитации после инсульта, так как такой подход может быть проще применять вне специализированных медицинских учреждений, включая домашние условия.

Ограничения и перспективы

Исследователи подчёркивают, что результаты пока ограничены моделями на животных. Потребуются дополнительные исследования для определения того, как циркадные ритмы, глимфатическая функция и воспаление влияют друг на друга после инсульта. Будущая работа также проверит, улучшает ли повышенный поток глимфатической жидкости восстановление напрямую и смогут ли циркадные вмешательства в конечном итоге быть протестированы в клинических испытаниях на людях.

Это данные исследования, а не медицинский совет.