Интервью: Рустем Хазипов о мозге плода, Казани и Марселе

На следующей неделе в лаборатории нейробиологии Казанского федерального университета начнёт свою работу нейрошкола для студентов и аспирантов, в которой самое активное участие примет и наше издание. А в преддверии школы мы публикуем интервью с руководителем лаборатории, профессором Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Рустемом Хазиповым.

073d7fb4c6402fdfc52a4095d105577e

Рустем, у вас две лабораториив Марселе и в КазаниИх тематики одинаковыеИли они чем-то отличаются? Можете рассказать об этом поподробнее?

Тематика у нас одна, сейчас мы даже формально находимся под крышей «Интернациональной Ассоциированной лаборатории», которая существует в двух местах. Однако, несмотря на это, мы постарались сформировать в лабораториях дополняющие друг друга технологические ресурсы. То есть, в Марселе у нас есть методики, которые позволяют визуализировать активность коры головного мозга с помощью потенциал-чувствительных методов. Здесь, в Казани, мы постарались усилить электрофизиологические методы за счет приобретения усилителей с большим количеством каналов, что является на сегодняшний день одним из самых прорывных нейротехнологических направлений.

Но это мы говорим о методаха если говорить об отдалённых целяхпроблемахкоторые вы ставите перед лабораторией?

Если сформулировать тематику наших работ одним предложением, то это будет «описание физиологии и патофизиологии нервной системы человека на самых ранних этапах развития».

Когда я говорю «на самых ранних», это означает то, что у человека происходит еще пренатально. Дело в том, что постнатальная физиология нервной системы людей достаточно хорошо изучается при помощи электрофизиологических, имаджининговых, поведенческих методов, а вот заглянуть, что происходит в мозге плода в утробе, сложно. Конечно, здесь применяются некоторые подходы, например, на уровне поведения: наблюдение посредством УЗИ. Однако, это дает достаточно простые поведенческие манифестации, самые первые моторные проявления. Это довольно информативная вещь, преподносит много информации о том, как работает нервная система на этих ранних этапах развития, эмбриональных. Но подобное поведение плода очень мало зависит от коры, здесь все, в основном, работает на уровне спинного мозга и подкорковых структур. Существуют также методики МЭГ (магнитная электроэнцефалография), но пока что применение МЭГ для исследования активности мозга плода весьма ограничено.

Если говорить о серьёзном исследовании пренатальной работы коры головного мозга детей, то существует две парадигмы изучения этих ранних этапов. Первая — это модель недоношенных детей. Сейчас выживают дети, которые рождаются на сроках 20-25 недель. Их помещают в специальные кюветы и выхаживают. Вот, например, во Франции я как раз работал в хорошей акушерской и гинекологической клинике Порт-Рояль в Париже. Это было то место, где работал также и очень известный нейропедиатр Александр Минковский, сын великого психиатра Евгения Минковского. Минковский стоял у истоков создания академии медицинских наук во Франции и, пожалуй, один из первых создал методику и подходы к ведению глубоко недоношенных детей. И все, что мы  сейчас имеем: эти кюветы, методики дохаживания —  это во многом было сделано им. Особый вклад его группы — это разработка методики регистрации ЭЭГ у недоношенных детей, ими же впервые была описана активность мозга недоношенных.

Считается, что активность мозга у недоношенных детей соответствует тому, что происходит в утробе, и этому есть ряд доказательств. Однако, этот метод очень непрост в работе — ведь у недоношенных детей крайне тонкая кожа. Тем не менее, именно ЭЭГ является, по сути, единственным способом для оценки здоровье ребенка. Потому что, как я уже сказал, активность мозга очень слабо проявляется в поведенческих реакциях. Ребенок может абсолютно нормально двигать руками-ногами, кушать, но при этом мозг, точнее, его кора может быть мертвой.

Второй подход, которым в основном пользуемся здесь — это модель новорожденных крысят. Его мы разработали в нашей лаборатории лет 15 назад, до этого мы работали на срезах мозга. Если сравнивать крысу и человека по развитию их нервной системы, то в первые 10 дней после рождения крыса проходит те же этапы развития, которые человек проходит за вторую половину беременности. То есть, как видите, это очень удобная модель.

Жалкомы не в Австралии…

Почему?

Нуу детенышей кенгуру развитие постнатальное еще раньше начинается.

Это точно…

Но вернемся к крысятамПолучаетсяза первые десять дней их жизни мы на их мозге можем посмотреть вторую половину развития человека вутробе?

Именно так! И эта вторая половина и есть тот период, в котором происходит «закладка мозга». Самый важный этап беременности, в котором происходит синаптогенез — формирование основных синаптических контактов. Этот период еще называют brain spurt. Это самый активный период, когда нейроны уже поделились, дифференцировались и особенно интенсивно развиваются. Всю вторую половину  беременности они растут, и собирается коннектом. Отметим: к рождению у человека сенсорная система развита прекрасно. Крысята, например, в этом плане отличаются: они слепые, глухие, глазки закрыты, уши затянуты кожей.

Вернемся к лабораториямТак это всё-таки две раздельные лаборатории или они слиты в однуКак вообще появилась лаборатория в Казани?

Скажем так, по факту мы начали работать даже чуть раньше, чем получили гранты. У нас были проекты совместных аспирантур. А потом уже финансирование в виде мегагранта дало всплеск, и мы смогли здесь, в КФУ, создать эту структуру — лабораторию нейробиологии. Было уже заключено соглашение между Академией наук Франции и Казанским университетом. И уже в конце позапрошлого года мы создали эту формальную структуру, объединяющую две лаборатории. Это важно, потому что во Франции с бюрократией все серьезно; очень важно, чтобы все было формализовано, правильно, чтобы не было проблем с финансированием со стороны французской академии. У нас этот проект рассчитан на четыре года, а затем возможно продление еще на четыре.

Можно ли говорить уже о каких-либо первых научных результатах и публикациях?

В тот момент, когда началась эпопея с лабораторией, как ни странно, публикационная активность упала. Объяснение, на самом деле, очень простое: необходимо было провести много работы: хозяйственно-административной и тому подобной. Нужно было подготовить помещения, вентиляцию, эвакуацию, подвести воду, электричество. Купить и завезти оборудование. Год просто ушел на строительство. Второй вопрос — кадры. Большая удача, что здесь были хорошие ребята на кафедре. У нас в первом же году появились шесть магистров и аспирантов, которые сейчас работают, это наш костяк. Ребята совсем молодые, которые еще ничего не знали в этой области, следовательно, необходимо было провести методическую работу, обучить людей. Пока это все строилось, мы ребят отправляли в командировки в Марсель на несколько месяцев. Они некоторое количество раз приезжали и во Франции осваивали методики.

Весной у вас вышла прекрасная работа о воздействии этанола на мозг плодаМожете сказать пару слов о ней?

Статья посвящена такой острой проблеме, как фетальный алкогольный синдром, который, на самом деле, очень распространен.  Все понимают, что беременная не должна пить алкоголь, но получается, что среди беременных женщин признаются в том, что пили во время беременности, целые проценты! И последствия этого бывают крайне драматичны. Начиная с тератогенных эффектов. А дальше можно говорить о спектре различных нарушений, которые могут возникать, а могут не возникать. И это все, скорее всего, связано с тем, на какой стадии беременности употреблялся алкоголь, в какой критический период развития какой системы он попадал в организм плода. Закладка каких органов происходила в этот час Х, когда в него попадал этанол. Ну а мы же конкретно интересуемся развитием нервной системы, и нас, в частности, интересовало воздействие этанола на мозг.

На модели грызунов мы продемонстрировали, что в первую неделю после рождения, соответствующую третьему триместру беременности у людей, экспозиция алкоголя на мозг приводит к возникновению феномена стимуляции нейроапоптоза, т.е. стимуляции запрограммированной клеточной смерти нейронов. Этот феномен, в принципе, нормальный, и довольно большое количество нейронов подвергается этому процессу в норме, то есть «выпадению из пула»… Ведь на этапе формирования головного мозга нейроны производятся с избытком, и потом, в процессе развития, те, что кажутся дефектными или немножко не правильными, совершают «самоубийство» за счет того, что стимулируется процесс апоптоза. А алкоголь стократно усиливает этот натуральный процесс. При этом всё происходит точно в очень короткое окошко времени, примерно в промежуток от четырех до пяти дней жизни крысёнка. Если же алкоголь усваивается раньше или позже, то такой стимуляции не происходит, алкоголь вредит чему-то другому. Оставалась непонятной и противоречивой информация, каким же именно образом происходит стимуляция апоптоза. Классическая гипотеза заключалась в том, что алкоголь подавляет активность нейронов.

Мы обнаружили, что большое количество веществ, которые подавляют активность мозга также стимулирует и апоптоз. К ним относятся общие анестетики, в том числе газовые, барбитураты, снотворные, усиливающие ГАМК-передачу, кетамин…. Эти все группы соединений вызывают одинаковый эффект активации «самоубийства». Именно поэтому в анестезиологии и в педиатрии возникла серьезная озабоченность — а так ли безвредны эти вещества? Возникает вопрос о том, как проводить анестезию беременных, как анестезия повлияет на плод.

Общая идея состоит в том, что под действием всех этих веществ происходит блокирование активности клеток. На срезах мозга, культурах мы нашли, что эти вещества блокируют активность, хотя алкоголь на срезах, наоборот, ее усиливает. В этой работе мы показали, что у крысят in vivo активность мозга своеобразна и действительно соответствует активности у недоношенных детей. Эта активность полностью блокируется на несколько часов при введении алкоголя, и мы видим примерно до 6 часов полной блокировки. А вот у взрослого человека алкоголь вызовет состояние комы, сон, но при этом активность коры мозга сохранится в виде медленноволновых осцилляций.

И, видимо, нескольких часов полной блокировки активности нейронов как раз хватает для того, чтобы запустился массовый апоптоз «неактивных» нервных клеток.

О новых работах лаборатории, о её сотрудниках и о школе нейробиологии читайте в ближайшее время на нашем портале.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>