Как повышение температуры и избыток соли способствуют развитию рассеянного склероза

Во всем мире около 3 миллионов человек страдают от рассеянного склероза (РС), неизлечимого аутоиммунного заболевания, при котором иммунная система разрушает миелиновую оболочку нервных окончаний в головном и спинном мозге.

Поврежденный миелин нарушает поступление сигналов нервной системы к мозгу, вызывая такие симптомы, как нарушение зрения, затруднение ходьбы, головокружение и мышечную слабость.

Причины возникновения рассеянного склероза до сих пор не известны. На данный момент существуют лечебные методы, которые замедляют прогрессирование заболевания, в том числе препарат Копаксон, разработанный в Научном институте Вейцмана в Израиле, но полностью вылечить РС пока невозможно.

Ученые из лаборатории профессора Роя Бека-Баркаи в Школе физики Тель-Авивского университета, в сотрудничестве с коллегами из Техниона и Института Вейцмана (включая профессора Рут Арнон, одного из создателей препарата Копаксон), решили выяснить, насколько небольшие структурные изменения в мембранах влияют на функцию миелинового слоя.

Исследование проводилось под руководством аспиранта Роны Шахарабани в сотрудничестве с профессором Йешаяху Талмоном и аспирантом Маором Рам-Оном из Техниона.

В предыдущем исследовании, проведенном в 2016 году, ученые обнаружили, что функция миелиновой оболочки как изолирующего слоя зависит от того, как организованы эти мембраны.

В идеале здоровые миелиновые мембраны накладываются друг на друга, как слои слоеного теста. Но иногда миелиновые мембраны имеют аномальную трубчатую форму, и эта неправильная структура нарушает изолирующую функцию и потенциально приводит к таким заболеваниям, как РС.

«Обнаружив, что структурные изменения в мембранах могут влиять на развитие заболевания, мы попытались изучить все факторы, которые могут привести к этим изменениям», — пояснил Бек.

Жара и соль могут спровоцировать рассеянный склероз

Как физики, исследователи уже знали, что температура тела и концентрация соли в организме человека могут влиять на молекулярную структуру мембран. Ученые нашли дополнительные подсказки в поддержку этой теории.

Первой подсказкой стали исследования, показывающие возможную связь между питанием с высоким содержанием соли и прогрессированием заболевания, а также широко принятые рекомендации для пациентов с РС по поддержанию сбалансированной диеты.

Еще один ключ был найден в работе немецкого доктора Вильгельма Утхоффа. Еще в 1890 году он заметил, что у пациентов с РС возникают проблемы со зрением после горячего душа или активных физических упражнений. Поэтому Утхофф использовал горячие ванны в качестве инструмента для диагностики заболевания у пациентов.

Чтобы проверить свои гипотезы, ученые использовали электронную микроскопию и дифракцию рентгеновских лучей, чтобы исследовать, как такие изменения, как температура и концентрация соли в клеточной среде повлияют на структуру миелиновых мембран, выделенных из мозга свиней и овец.

Исследователи обнаружили, что высокая концентрация соли или высокая температура (42 градуса по Цельсию или 107,6 по Фаренгейту) в клеточной среде действительно заставляли мембраны переходить от обычной правильной структуры к деформированной трубчатой ​​структуре.

Результаты исследования были опубликованы в журнале «Известия Национальной академии наук».

Хотя эксперименты проводились на мембранах в пробирке, их результаты могут отражать клеточные изменения, которые происходят в живом организме, сказал Бек.

«Это направления, которые исследователи ранее не изучали. Хотя причина этой болезни до сих пор не до конца ясна, новое открытие приближает нас к более глубокому пониманию ее механизмов. Подобные нашим открытиям способствуют пониманию клеточных механизмов, которые влияют на развитие таких заболеваний, как РС, и могут послужить основой для поиска новых лекарств и методов лечения», — сказал он.