Не сомневаюсь, что читатель, прочитав эти строки, невольно подумает: «Как хороши были бы все эти рассуждения, если бы они еще объясняли, почему в стареющем мозге клетки глии вдруг должны начать размножаться?»
Законный вопрос. И потому впервые еще 12 лет назад, т. е. в 2000 году, в статье, опубликованной у нас в стране и за рубежом, мы предположили, что в стареющей мозговой ткани со временем накапливается некое вещество (некий фактор?), которое и осуществляет запуск пролиферации глиальных клеток мозга. А год спустя в журнале «Вестник Российской академии медицинских наук» была напечатана моя статья, которая так и называлась «От прионных болезней к проблеме старения и смерти».
Замечу, что статья «пробивалась» на страницы журнала с большим трудом: ее рецензент (а им оказался не кто иной, как заместитель главного редактора журнала) был почти возмущен, что я сопоставляю два различных процесса: «прионные болезни – это патологический процесс, а старение – процесс физиологический». (Это были первое недоверие с противодействием, но не последние…) И только приведенные мною в качестве аргументов сопоставления этих двух процессов в публикациях упомянутых выше зарубежных авторов, среди которых были и лауреаты Нобелевской премии, сумели как-то успокоить рецензента. Воистину нет пророка в своем отечестве!
Итак, есть предположение о возможном существовании некоего фактора, способствующего размножению клеток глии. Но как его проверить?
Всегда наиболее убедительны простые рассуждения и простые, доступные для понимания факты. Поэтому, начиная поиск такого фактора, мы прежде всего из мозга новорожденных мышат получили культуру глиальных клеток (способ получения клеточных культур описан во второй главе книги, в разделе «Лед сломан»). Через 12 дней размножившиеся глиальные клетки разделили на три партии пробирок:
к клеткам в первой партии пробирок ничего, кроме питательной среды, не добавляли (контроль);
к клеткам во второй партии пробирок добавили экстракт мозга молодых, одномесячных мышат;
к клеткам третьей партии пробирок добавили экстракт мозга старых, полуторагодовалых мышей.
Все пробирки поместили в термостат. Периодически часть пробирок извлекали и в них подсчитывали количество выросших клеток.
Как выяснилось, экстракты мозга молодых мышат оказывают слабое, менее чем двукратное стимулирующее действие на размножение глиальных клеток, обнаруживаемое лишь к 14-му дню наблюдения. В то же время под действием экстрактов мозга старых мышей уже к 8-му дню количество глиальных клеток удваивалось, а к 11-му – учетверялось. Согласитесь, это уже кое-что!
К сожалению, опыты на таких клетках отличались большой продолжительностью во времени, так как обычно клетки, только что полученные из тканей, размножаются очень медленно. Следующие опыты проводили с использованием перевиваемых клеточных культур (о которых уже шла речь в истории шестой: «Неожиданное – рядом»).
В данной серии опытов использовали две линии клеток глиального происхождения. И вновь экстракты мозга молодых мышей практически не оказывали стимулирующего действия на пролиферацию клеток в культурах, в то время как экстракты мозга старых мышей вызывали выраженный стимулирующий эффект на клеточную пролиферацию уже начиная с 3-го дня их инкубации, увеличивая количество клеток по сравнению с контролем в 3–5 раз. Здесь было над чем задуматься!
Как-то однажды после моей лекции о прионах в Институте мозга ко мне подошла молодая женщина и, сказав, что знает о наших опытах с мозговыми экстрактами, любезно предложила исследовать их с помощью электрофореза. Это была Т. П. Клюшник – прекрасный специалист-нейробиохимик из Центра псхического здоровья РАМН.
Татьяна Павловна сравнила электрофоретическую подвижность в полиакриламидном геле мозговых экстрактов старых и молодых мышей и… не обнаружила разницы между образцами (рис. 23). Однако она на этом не успокоилась и провела сравнение обоих экстрактов в условиях так называемого изоэлектрофокусирования и… выявила различия (рис. 24, отмечено серым овалом).
Рис. 23. Отсутствие различий при электрофорезе в полиакриламидном геле экстрактов мозга молодых (2-месячных) и старых (18-месячных) мышей
Рис. 24. Обнаружение различий между экстрактами мозга молодых и старых мышей при их изоэлектрофокусировании
Теперь давайте разберемся, что это за исследования и о чем могут говорить их результаты. Напомню, что электрофорез в геле есть не что иное, как движение в гелевой среде молекул вещества в электрическом поле от отрицательного полюса к положительному. Понятно, что более крупные молекулы будут двигаться медленнее, нежели более мелкие. Таким образом при электрофорезе определяют возможные различия в массе молекул двух или более сравниваемых веществ. В то же время при изоэлектрофокусировании движение молекул зависит не от массы, а только от величины их электрического заряда.
Таким образом, полученные результаты также говорили, по крайней мере, о существовании различий между экстрактами мозга молодых и старых мышей.
Совершенно очевидно, что в экстрактах мозга старых мышей, в отличие от таковых у молодых животных, содержался какой-то фактор, стимулирующий клеточную пролиферацию. Но оставалось неясным, является ли данный фактор причиной процесса старения или его следствием (действительно, чего только не накапливается в голове с возрастом!).
Это решено было проверить в опытах по искусственному состариванию молодых мышей.
Использовали четыре группы мышей линии C57Black/6 (генетическая линия мышей с черным волосяным покровом):
в первую группу входили естественно постаревшие двухгодовалые мыши;
во вторую – молодые двухмесячные мыши, которым ежедневно в течение 10 дней вводили очищенные мозговые экстракты таких же двухмесячных мышей;
в третью – молодые двухмесячные мыши, которым по той же схеме вводили очищенные мозговые экстракты старых двухгодовалых мышей;
в четвертую – молодые двухмесячные мыши, которым по той же схеме вводили сыворотку крови старых двухгодовалых мышей.
Потянулось ожидание… Спустя четыре месяца, т. е. когда молодым мышам исполнилось шесть месяцев, у животных третьей группы обнаружились внешние признаки старения: вялость движений, реакции на пищу, тусклость волосяного покрова, менее плотные, с признаками поседения кончики волос.
Но этого было мало. В дальнейшем мышей вывели из опыта и известный московский патологоанатом, крупнейший специалист по количественной характеристике патологических процессов в органах и тканях профессор Г. Г. Автандилов, провел морфометрический анализ головного мозга мышей всех групп, т. е. точно подсчитал количество нейронов в одинаковых участках коры головного мозга. И вот что оказалось.
Результаты сравнительного исследования доли нейронов и глии в коре головного мозга молодых, старых и искусственно состаренных мышей
Как видно из таблицы, площадь нейронов у молодых мышей, которым вводили экстракты мозга молодых же мышей (вторая группа), была наивысшей, что сочеталось с наименьшей площадью, занимаемой клетками глии. Вы спросите: зачем молодым мышам вводили мозговые экстракты также молодых? Отвечаю – чтобы исключить вероятность развития неспецифической энцефалопатии, т. е. неспецифических мозговых нарушений из-за введения мозговой ткани.
У естественно постаревших двухгодовалых мышей (первая группа) площадь нейронов была заметно меньше, а площадь глии заметно больше, чем у молодых мышей второй группы. Но самое интересное было в другом: у молодых мышей третьей группы, которым вводили экстракты мозга старых мышей и у которых проявились внешние признаки старения, площадь нейронов оказалась более чем в два раза меньше, а площадь глии – достоверно больше, чем у молодых мышей второй группы. Мало того, в коре головного мозга мышей третьей группы площадь нейронов оказалась почти в два раза меньше, а площадь глии – достоверно больше, чем в коре головного мозга естественно постаревших дыухгодовалых мышей первой группы. Наконец, заметное снижение количества нейронов и существенное увеличение количества глии наблюдали у молодых мышей, которым вводили сыворотку крови старых животных. Эти изменения были не столь ярко выражены, как у молодых мышей, которым вводили мозговые экстракты старых мышей, однако заметно более выражены, чем в мозговой коре естественно постаревших двухгодовалых мышей.
