Космическое излучение и мозг: палка о двух концах
Будущие полеты человека на Луну и на Марс остро ставят вопрос о воздействии на организм космического излучения, от которого и мы, и космонавты на околоземной орбите защищены магнитным полем Земли. Не так давно вышла статья российских ученых, которая показала, что кратковременное воздействие космического излучения увеличивает количество белков, поддерживающих жизнеобеспечение нейронов в сенсомоторной коре мозга крыс — зоне, отвечающей за контроль движений. Более того, оно стимулирует развитие нейронов и влияет на центральную нервную систему, делая испытуемых животных на 56% более активными и стимулируя у них исследовательское поведение.
Новая работа той же группы из НМИЦ психиатрии и наркологии имени В. П. Сербского совместно с ФИЦ ПХФ и МХ РАН (Институт физиологически активных веществ) продолжила изучать воздействие излучения на мозг крыс и поставила в центр внимания влияние ионизирующего излучения на нейроны в участке прилежащего ядра и зоне стриатума, отвечающего за дофаминовую нейротрансмиссию. Результаты исследования опубликованы в журнале Life Sciences in Space Research.
Крыса линии Вистар, подобная тем, что принимали участие в эксперименте
Авторы исследования взяли две группы крыс, семь из которых подвергли воздействию излучения, имитирующего космическое (комбинирование воздействие гамма-лучей из цезия-137 и пучка ядер углерода-12 на ускорителе в Протвино), а семь остались контрольной группой. Оказалось, что кратковременное воздействие «космического» излучения приводит к гиперактивности и усилении адаптации, но частично несет повреждения тканей головного мозга, одновременно запуская процессы регенерации нейронов/аксонов.
Как полагают ученые, одним из звеньев молекулярного механизма, обеспечивающего повышенную активность крыс, может быть повышение концентрации холина и снижение концентрации 5-гидроксииндолуксусной кислоты в зоне прилежащего ядра.
Более того, привыкание в определенной степени можно рассматривать как благотворное влияние на функции центральной нервной системы облученных крыс. С другой стороны, авторы наблюдали увеличение экспрессии альфа-синуклеина, причастного к модуляции синаптической функции и пластичности, а также снижение содержания синтаксина 1A, вовлеченного в механизмы слияния синаптических везикул с пресинаптической плазматической мембраной в дорсальном стриатуме.
«Таким образом, мы снова видим, что воздействие космического излучения на мозг – это палка о двух концах – с одной стороны, мы видим, что повреждается полосатое тело, с другой – это же воздействие запускает регенерацию аксонов и приводит к повышенной активности и адаптивности животных, при этом, судя по всему – не патологической», — резюмирует один из авторов работы, научный сотрудник, руководитель группы моделирования протеинопатий Института физиологически активных веществ РАН, обособленного подразделения ФИЦ ПХФ и МХ РАН, Кирил Чапров.
Текст: Алексей Паевский
Kokhan, V. S., Chaprov, K., Abaimov, D. A., Nesterov, M. S., & Pikalov, V. A. (2024). Combined irradiation by gamma-rays and carbon-12 nuclei caused hyperlocomotion and change in striatal metabolism of rats. Life Sciences in Space Research. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2024.08.005