Учёные: сжатие кости ноги ускоряет восстановление мозга

Китайские исследователи из Южного медицинского университета в Гуанчжоу нашли необычный способ помочь мозгу после повреждений. Плавное ритмичное давление на большеберцовую кость ускоряло восстановление после инсульта и травмы головы. Работа опубликована в Nature Neuroscience.

Травма головного мозга способна изменить жизнь человека, отражаясь на памяти, мышлении и физических возможностях. Она остаётся одной из главных причин смерти и инвалидности в мире. При этом та же травма, что вредит мозгу, иногда ускоряет заживление сломанной кости. Учёные решили проверить, действует ли обратная зависимость.

Опыты ставили на мышах и свиньях, моделируя инсульт и травму головы. Затем к их большеберцовым костям прикладывали плавное ритмичное давление с помощью небольшого биомеханического устройства в течение пяти дней. Метод назвали динамической компрессионной осевой нагрузкой на большеберцовую кость (DCTAL). Выяснилось, что между костью и мозгом есть прямая связь. Механическое воздействие на кости ног помогало восстановлению после инсульта и травмы головы, а также улучшало движение и память. У мышей с травмой DCTAL снижала потерю мозговых клеток, уменьшала хроническое воспаление и стимулировала рост новых нейронов. При тяжёлой травме мозга сжатие кости резко повышало выживаемость: за 14 дней показатель вырос с 20% до 90%.

Механизм связан с микропузырьками, которые повреждённые клетки мозга выбрасывают в кровь. Они добираются до скелета, прикрепляются к молодым костным стволовым клеткам — остеопрогениторам — и побуждают их размножаться и создавать новую костную ткань.

Животных с моделированными травмой и инсультом помещали в биомеханические аппараты ElectroForce с зажимами для ног. Далее они получали мягкое повторяющееся давление вдоль большеберцовых костей пять дней в неделю с ритмом два толчка в секунду. Мышам давали 300 циклов в день, свиньям — 400. У свиней с тяжёлой травмой головы терапия DCTAL продлила медианную выживаемость на пять дней. Та же процедура улучшила движение у мышей после травмы или инсульта: они начинали двигаться раньше и спускались быстрее. При применении до или вскоре после инсульта двигательные нарушения снижались более чем на 50%.

В тестах на навигацию в лабиринте пролеченные мыши показали сильное восстановление: память улучшилась почти в пять раз, а способность оставаться в целевой зоне выросла на 62,2% уже через неделю после травмы. Число незрелых нейронов увеличилось в 4,5 раза, а популяция нейральных стволовых клеток — почти в шесть раз.

Кости ног содержат остеоциты — клетки, которые чувствуют механическую силу через белок PIEZO1, работающий как включатель для заживления мозга. Когда физическая сила активирует PIEZO1, остеоциты выбрасывают в кровоток смесь защитных сигнальных белков. Если исследователи удаляли PIEZO1, лечебные эффекты полностью исчезали. Работа показывает, что связь кости и мозга действует в обе стороны: механическая сила на кость может усиливать восстановление мозга после травмы. Если это подтвердится в клинических испытаниях, простое устройство, мягко сжимающее кость голени, может стать реабилитационным инструментом для пациентов, не способных упражняться самостоятельно.

Врачи предупредили о рисках ампутации из-за боли в ногах при ходьбе

Достоверные новости всегда под рукой — в канале "МК" в MAX