Ученые из медицинского центра Университета Рочестера обнаружили, что укрепление циркадных ритмов может улучшить восстановление мозга после инсульта. В экспериментах на мышах такой подход усиливал работу глимфатической системы, снижал воспаление и помогал восстановить двигательные функции даже при начале лечения через три дня после инсульта. О том, как внутренние биологические часы могут влиять на восстановление мозга, — в материале «Известий».

Исследователи изучали последствия инсульта в моделях на мышах и выясняли, может ли восстановление нормальных циркадных ритмов повлиять на дальнейшее состояние мозга. Циркадные ритмы регулируют множество процессов в организме в течение примерно 24-часового цикла, включая сон и бодрствование.

После инсульта эти ритмы часто нарушаются. Подобные изменения сна и бодрствования связывают с более тяжелым восстановлением, депрессией и снижением качества жизни. Ученые предположили, что нарушение внутренних часов может влиять на способность мозга избавляться от последствий повреждения.

Лорен Хаблиц, нейробиолог

Обсуждение восстановления после инсульта начинается с понимания того, что инсульт — это не просто сосудистое событие, но и нарушение синхронизации.

В исследовании, опубликованном в Journal of Clinical Investigation (JCI), усиление циркадных ритмов у мышей сопровождалось улучшением двигательного восстановления, уменьшением объема повреждения мозга и снижением уровня воспалительных молекул.

Одним из ключевых объектов исследования стала глимфатическая система — сеть, которая помогает перемещать спинномозговую жидкость через ткани мозга и выводить из них продукты обмена и другие ненужные вещества.

Ранее ученые установили, что работа этой системы особенно активна во время сна и зависит не только от самого сна, но и от циркадных ритмов. После инсульта ее функционирование нарушается, из-за чего мозгу становится сложнее удалять продукты повреждения и сигнальные молекулы, связанные с воспалением.

По предположению исследователей, проблема после инсульта может заключаться не только в чрезмерной активности воспалительных процессов. Поврежденный мозг может одновременно хуже избавляться от веществ, которые поддерживают воспаление.

Лорен Хаблиц

Мы считаем, что отчасти проблема может заключаться в неэффективности системы очистки. Если система, отвечающая за удаление сигнальных молекул, работает неправильно, всё накапливается.

Для проверки гипотезы ученые испытали несколько способов воздействия на циркадные ритмы. Среди них были световое воздействие в определенное время, мелатонин, а также ограниченное по времени питание.

Сначала исследователи проверили, способны ли эти методы усиливать работу глимфатической системы у здоровых животных. После этого для экспериментов с инсультом выбрали ограниченное по времени питание как перспективный подход.

Таким образом, ученые воздействовали не непосредственно на воспаление, а на систему, которая регулирует суточные ритмы организма. Предполагалось, что восстановление этих ритмов позволит улучшить очистку мозга и тем самым повлиять на последствия повреждения.

Особое внимание исследователи уделили времени начала вмешательства. Лечение мышей не начинали сразу после инсульта — ученые ждали три дня. Это значительно позже периода, когда применяются многие методы экстренной терапии инсульта.

Несмотря на такую задержку, грызуны, придерживавшиеся режима ограниченного по времени питания, лучше восстанавливали двигательную функцию. У них также уменьшался объем поврежденной области мозга и улучшался глимфатический поток.

Одновременно в мозге снижался уровень воспалительных цитокинов — сигнальных молекул, участвующих в воспалительном ответе. По мнению исследователей, результаты могут указывать не на воздействие на один конкретный воспалительный путь, а на более эффективное удаление воспалительных сигналов из мозга.

Лорен Хаблиц

Все цитокины двигались в одном направлении. Это говорит о том, что мы, возможно, воздействуем не на какой-то один конкретный воспалительный путь. Вместо этого мы, возможно, помогаем мозгу более эффективно очищать мозг от воспалительных сигналов.

Авторы работы подчеркивают, что полученные результаты пока нельзя напрямую переносить на людей. Исследование проводилось на животных моделях, поэтому еще предстоит установить, как именно связаны между собой циркадные ритмы, работа глимфатической системы и воспаление после инсульта.

Отдельно ученые хотят выяснить, действительно ли усиление глимфатического потока непосредственно приводит к лучшему восстановлению. Для этого потребуются дополнительные эксперименты и в дальнейшем клинические исследования с участием людей.

Одним из потенциально удобных подходов ученые считают ограниченное по времени питание: в отличие от некоторых лекарственных вмешательств такой режим теоретически можно применять не только в больнице, но и во время реабилитации дома. Однако его эффективность и безопасность именно для восстановления после инсульта еще предстоит проверить.