«Разрядка» митохондрий защищает мозг от последствий инсульта

Митохондрия. Изображение с сайта knowingneurons.com
4 сентября 2014 года, 14:12
Комментировать

Химические соединения, способные избирательно накапливаться в митохондриях, снижая их мембранный потенциал, обладают нейропротекторными свойствами и могут быть использованы для предотвращения тяжелых неврологических нарушений после инсульта. Таковы выводы работы, опубликованной в Biochemistry and Biophysics Acta – Bioenergetics группой исследователей из МГУ им. Ломоносова во главе с В.П.Скулачевым.

Известно, что многие патологические состояния связаны с увеличением продукции в «энергетических станциях клеток» митохондриях свободных радикалов, которые оказывают негативное воздействие на различные структуры клеток (окислительный стресс). Этот процесс напрямую зависит от величины митохондриального мембранного потенциала – чем он выше, тем больше свободных радикалов производит митохондрия.

Сократить ущерб, связанный с окислительным стрессом из-за патологической активности митохондрий, можно, организовав утечку избыточного заряда через митохондриальную мембрану. Этот защитный механизм называется разобщением окислительного фосфорилирования, он  используется клетками различных тканей в естественных условиях, но его можно запустить и при помощи синтетических соединений. Однако возможность медицинского применения подобных  молекул ограничивается крайне незначительным терапевтическим окном – разницей между терапевтической и токсической дозами препарата. Дело в том, что резкое снижение мембранного потенциала приводит к нарушению основной функции митохондрии – синтеза АТФ, универсального «топлива», необходимого для поддержания жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Группой академика Скулачева был создан ряд веществ - катионных разобщителей, химическая структура которых позволяет им избирательно накапливаться в митохондриях и снижать избыточный митохондриальный потенциал. При этом воздействие катионных разобщителей носит саморегулирующийся характер – поскольку это отрицательно заряженные молекулы, скорость их проникновения в митохондрии прямо пропорциональна митохондриальному потенциалу. Однако митохондриальный потенциал снижается по мере роста концентрации катионного разобщителя внутри митохондрии. 

В опубликованной работе исследовались свойства нового мягкого разобщителя – бутилового эфира родамина-19 (C4R1). Было показано, что это вещество эффективно накапливается в митохондриях до определенной концентрации, не нарушая их жизненно важных функций.  В опытах на крысах – моделях ишемического инсульта было показано, что введение  C4R1 после обратимого нарушения мозгового кровообращения значительно сокращает масштаб повреждений головного мозга животных и связанные с этим неврологические нарушения. Так, у крыс, получивших внутривенную инъекцию соединения, отек мозга уменьшился приблизительно в 4 раза по сравнению с контрольной группой (в среднем 20% и 5%  соответственно), а зона ишемического поражения мозга сократилась на 25-30%. Проведенные тесты на координацию движений также показали, что применение  C4R1 приводило к существенному сокращению постинсультного неврологического дефицита у подопытных грызунов.

Прокомментировать результаты исследований для МедНовостей согласился ведущий научный сотрудник Лаборатории структуры и функции митохондрий НИИ ФХБ им. Белозерского, д. б. н. Егор Плотников:

- Следует отметить, что предотвращение продукции кислородных радикалов в митохондриях является, по мнению ученых, основополагающим принципом борьбы со многими заболеваниями. Более того, согласно свободнорадикальной теории старения, препараты, подавляющие окислительный стресс в митохондриях, могут оказаться эффективными средствами предотвращения старения организма. Интересно, что митохондриальные мягкие разобщители, изученные в данной работе, являются составной частью других перспективных препаратов, которые активно разрабатываются в рамках проекта «практическое применение ионов Скулачева».  Если химически «пришить» к молекуле такого разобщителя антиоксидантную молекулу, то можно получить антиоксидант, направленный в митохондрии. Такое соединение будет обладать и свойствами разобщителя, нормализующего митохондриальный потенциал, и свойствами антиоксиданта, «гасящего» уже возникшие кислородные радикалы. Сейчас активно ведутся клинические исследования по применению подобных молекул в лечении ряда заболеваний.

Но и молекулы без антиоксидантной части могут явиться многообещающими препаратами. Так, разобщитель C4R1 эффективно защищает мозг от ишемического повреждения, а значит, может в дальнейшем, в случае успеха клинических испытаний, использоваться для терапии инсульта и ряда других неврологических заболеваний.

Поделиться

Комментарии (8)

Код подтверждения:

Уважаемые читатели!
Ссылки на сторонние ресурсы, нецензурные, бессодержательные, пропагандистские и антинаучные высказывания удаляются без предупреждения. Максимальная длина комментария — 1000 символов.

  • 04.09.2014 14:18

    Старость они во-видимому уже победили...

  • 05.09.2014 10:33

    Мим

    Они же вроде капли делали для глаз и других митохондрий?

  • 05.09.2014 14:15

    для Мим
    Капли Визомитин уже в аптеках. 5 мл - 500 руб. Отзывы противоречивые, но в основном положительные.

  • 05.09.2014 15:21

    Александр

    исследование того же по сути Визомитина (SkQ1) I-II фазы идет в США. Наблюдение завершено, результаты еще не опубликованы. Было бы интересно посмотреть, что из этого вышло. :)

  • 05.09.2014 15:22

    Александр

    вот информация об исследовании SkQ1 на clinicaltrials.gov

  • 05.09.2014 15:23

    Александр

    извините
    вот информация об исследовании SkQ1 на clinicaltrials.gov

    http://clinicaltrials.gov/ct2/show/study/NCT02121301?term=skq1&rank=1

  • 05.09.2014 21:25

    Мим

    Владимир спасибо. Нашел сайт Визомитина - там действительно еще много не доказано в клинических испытаниях, но выглядит скорее положительно. Видимо Скулачев и Ко пытаются разные лекарства на своих ионах сделать. Вот и от инсульта тоже...

  • 07.09.2014 11:11

    Креветка

    Ну, просто эти антиоксидантные/оксидантные системы очень низки по уровню и близки к фундаменту. Они не далеко ушли от "все регулируется генами, все можно вылечить зарегулировав правильный ген". По сути, если в организме что-то начинает повреждаться, то процентов на 70 в этом играет ту или иную роль окислительное повреждение. Собственно поэтому у этих ионов такое широкий спектр применений и его пытаются делать от разного.

    Что касается капель в глаза - тут все просто. Капли в глаза - это "наружное" лекарство - у него абсолютно другие требования к клинике, сравнимые с мазями, а не инъекциями и таблетками. Кроме очевидных денег на разработку остального, это делает достаточно важные прецедент для других лекарств этой группы "смотрите, работает же вон то - давайте делать клинику от инсульта". Потому что просто так в "перспективное лекарство" мало кто рискнет инвестировать. Особенно в России.

В Великобритании пациенту пересадили обе руки
Криштиану Роналду, госпошлины и ЕМИАС
Монстр Грем обладает большой головой и дополнительными суставами
Опасным признано даже умеренное употребление спиртного
Стоимость устройства Thermo довольно высока
Разработчики испытали ее на мышах