Новое доклиническое исследование, проведенное специалистами из нью-йоркского медицинского центра Weill Cornell Medicine, демонстрирует, что повышенное кровяное давление оказывает негативное воздействие на сосудистую систему, нейроны и белое вещество головного мозга задолго до того, как оно проявится заметным ростом. Эти процессы могут объяснить, почему гипертония является значимым фактором риска развития когнитивных нарушений, включая сосудистые когнитивные расстройства и развитие болезни Альцгеймера.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что гипертония может инициировать ранние изменения в генетической активности отдельных клеток мозга, потенциально нарушая мыслительные процессы и память. Эти открытия могут способствовать созданию лекарственных средств, способных одновременно контролировать артериальное давление и предотвращать снижение когнитивных функций.
У людей, страдающих гипертонией, вероятность развития когнитивных расстройств в 1,2–1,5 раза выше по сравнению с теми, кто не имеет этого заболевания, однако точные механизмы этого явления до конца не изучены. Несмотря на то, что многие современные антигипертензивные препараты успешно снижают повышенное артериальное давление, их влияние на функции мозга часто остается минимальным или отсутствует. Это позволяет предположить, что сосудистые изменения могут вызывать повреждения независимо от повышенного давления, характерного для гипертонии.
Как отметил ведущий автор исследования, доктор Костантино Иадекола: «Ключевые клетки, ответственные за когнитивные нарушения, подвергались воздействию уже через три дня после того, как у мышей была искусственно вызвана гипертензия, еще до повышения артериального давления. Это говорит о том, что проблема не только в нарушении регуляции артериального давления».
Для создания модели гипертонии у мышей исследователи использовали гормон ангиотензин, способствующий повышению кровяного давления, имитируя процессы, происходящие у людей. Далее они наблюдали за изменениями в различных типах клеток мозга через три дня (до повышения артериального давления) и через 42 дня (когда артериальное давление было высоким, а когнитивные функции нарушены).
На третий день, как отмечают ученые, произошли значительные перемены в активности генов в трех клеточных популяциях: эндотелиоцитах, интернейронах и олигодендроцитах. У эндотелиальных клеток, формирующих внутренний слой сосудов, ускорялось старение, что выражалось в снижении энергетического обмена и усилении признаков старения.
Кроме того, ученые заметили первоначальные признаки нарушения гематоэнцефалического барьера, который контролирует поступление питательных веществ в мозг и защищает его от вредных веществ. Интернейроны – церебральные клетки, корректирующие баланс возбуждающих и тормозных нервных импульсов – пострадали, в результате чего возник дисбаланс торможения и возбуждения, наподобие того, что наблюдается при болезни Альцгеймера.
Также олигодендроциты, окутывающие нервные волокна миелином, неадекватно экспрессировали гены, необходимые для их поддержания и обновления. При недостаточном количестве олигодендроцитов, поддерживающих целостность миелина, нейроны утрачивают способность к взаимодействию, что имеет решающее значение для когнитивных функций. Значительные перемены в экспрессии генов были зафиксированы к 42-му дню, что совпадало с ухудшением когнитивных способностей.
«Интенсивность ранних изменений, вызванных повышенным кровяным давлением, оказалась неожиданно высокой», — отметил доктор Пачолко. «Понимание воздействия высокого давления на мозг на клеточном и молекулярном уровнях на ранней стадии болезни может послужить ключом к предотвращению нейродегенерации».
В перспективе антигипертензивный препарат лозартан, уже используемый в медицинской практике, блокирует рецепторы ангиотензина. «Результаты некоторых исследований на людях показывают, что блокаторы рецепторов ангиотензина могут быть более полезными для когнитивного здоровья, чем другие препараты для снижения кровяного давления», — заявил доктор Иадекола. В последующих экспериментах лозартан обратил вспять ранние эффекты гипертонии на эндотелиальные клетки и интернейроны в мышиной модели.
«Гипертония является одной из основных причин повреждения сердца и почек, что можно предотвратить с помощью антигипертензивных средств. Поэтому, вне зависимости от когнитивных функций, лечение гипертонии является приоритетным», — заключил доктор Иадекола.
Доктор Иадекола и его группа в настоящее время изучают, каким образом преждевременное старение мелких сосудов, вызванное гипертонией, может приводить к дефектам интернейронов и олигодендроцитов. В будущем исследователи надеются разработать оптимальный способ предупреждения или нейтрализации разрушительного влияния гипертонии на когнитивные функции.
Результаты исследования опубликованы в журнале Neuron.
Изображение: в коре головного мозга мышей (слева) без гипертонии наблюдается небольшое количество эндотелиальных клеток (жёлтых), которые демонстрируют признаки старения (синие). После введения ангиотензина, вызывающего гипертонию (в центре), в коре головного мозга обнаруживается гораздо больше эндотелиальных клеток (синих), которые уже состарились и повредились. Блокирование рецепторов ангиотензина (справа) восстанавливает эндотелиальные клетки. Фото: д-р Энтони Пачолко. Источник: Neuron
