Несмотря на более чем 170-летнюю историю анестезии, учёные до сих пор не до конца понимают, что именно происходит с мозгом во время и после наркоза. Новое исследование на мышах добавило к этим загадкам ещё одну: кетамин вызвал заметную перестройку тканей мозга, но только у самок.
Исследователи изучили мозг мышей после анестезии кетамином и обнаружили необычное поведение микроглии — главных иммунных клеток нервной системы. Их длинные отростки начинали значительно активнее контактировать с нейронами.
Эти контакты сопровождались усиленным образованием синапсов — соединений между нервными клетками, через которые передаются электрические и химические сигналы.
Иными словами, после анестезии мозг на некоторое время переходил в состояние повышенной пластичности — способности изменяться и перестраивать свои связи. Такой период восстановления мог продолжаться до 48 часов.
Однако происходило это только у самок.
Чтобы проследить процесс непосредственно в живом мозге, учёные использовали специальное прозрачное окно в черепе мышей. Примерно через час после введения кетамина микроглия у самок начинала значительно чаще соприкасаться с нейронами.
Исследователи смогли даже нарушить этот эффект. За неделю до анестезии часть животных получала специальный корм, резко уменьшавший количество микроглии в мозге. После этого характерная перестройка практически исчезала.
Затем учёные проанализировали почти 37 тысяч клеток мозга и активность примерно двух тысяч генов. Это позволило обнаружить возможный механизм, связывающий кетамин, гормональную реакцию организма и микроглию.
После анестезии в организме повышался уровень кортикостерона — гормона, участвующего в стрессовой реакции. У самок он особенно активно включал в микроглии ген Fkbp5. Этот ген отвечает за образование белка, помогающего клеткам справляться со стрессовыми сигналами, и, по-видимому, одновременно заставляет микроглию активнее взаимодействовать с нейронами.
Чтобы проверить роль кортикостерона, исследователи удалили у мышей надпочечники — главный источник этого гормона. После этого реакция микроглии на кетамин ослабла. Когда животным снова вводили кортикостерон, эффект возвращался.
Почему такой механизм практически не проявлялся у самцов, пока неизвестно. Возможно, изменения у них происходят позднее или мозг использует другой способ перестройки. Половые гормоны, по словам авторов, действительно участвуют в процессе, но полностью объяснить различия ими нельзя.
Это не первый случай, когда действие кетамина на мышей оказывается связанным с полом. В предыдущей работе после анестезии кетамином признаки тревожного поведения также появлялись только у самок.
Авторы подчёркивают, что результаты на мышах ещё нельзя автоматически переносить на людей. Данных о подобных различиях у человека пока немного. Исследователи упоминают лишь отдельные наблюдения, согласно которым женщины могут чаще испытывать тошноту и плохое самочувствие после анестезии кетамином.
Понимание таких различий особенно важно потому, что кетамин используется не только как анестетик, но и при лечении депрессии.
Способность препарата усиливать пластичность мозга потенциально может быть полезной, однако сама по себе пластичность не всегда означает положительный эффект. Слишком сильные или, наоборот, слишком слабые изменения нейронных связей могут быть связаны с нервно-психическими нарушениями.
Теперь исследователям предстоит выяснить, почему кетамин настолько по-разному действует на мозг самцов и самок и можно ли управлять этой пластичностью так, чтобы использовать её полезные стороны без нежелательных последствий.
