Мозг, ты спишь? 14 историй, которые приоткроют дверь в ночную жизнь нашего самого загадочного органа

Я думаю, что одной из потенциальных причин является то, что мы, неврологи, называем «каналопатией». Нейроны – нервные клетки, составляющие основную функциональную часть нашей нервной системы, – используют сложную сеть насосов и каналов на своей внешней оболочке, клеточной мембране. Представьте себе сливной бачок вашего унитаза, в который вода медленно закачивается под давлением. Когда вы нажимаете на кнопку слива, открывается клапан, выпускающий поток воды. Подобно этому, клетки создают разность потенциалов ионов, электрически заряженных солей, между внутренней и внешней частью нейрона. Как водяной насос закачивает воду в сливной бачок, так молекулярные насосы используют энергию для перемещения ионов с одной стороны клеточной мембраны на другую. Когда по нейронам проходят электрические импульсы, «кнопка» нажимается. Проход в клеточной мембране открывается, что позволяет ионам «протекать» через клеточную мембрану, подобно льющейся в унитаз воде. А поскольку эти ионы несут в себе заряд, распределение электрического заряда по клеточной мембране меняется. Этот поток ионов лежит в основе передачи импульсов, которые управляют не только нашей нервной системой, но и мышцами, в том числе мышцами сердца. Таким образом, эти молекулярные «проходы», иначе именуемые ионными каналами, играют первостепенную роль в человеческой физиологии, в способности думать, двигаться и вообще жить. Эти ионные каналы, однако, устроены далеко не просто.

Они обладают сложной структурой и состоят из многочисленных элементов, кодируемых многими генами. Одни настроены на открытие, когда рядом происходит электрический разряд, другие открываются, привязываясь к молекулам различных веществ, таких как нейромедиаторы. Кроме того, строение этих каналов меняется на протяжении всей нашей жизни. Различные элементы создаются нашими генами в разном возрасте, так что некоторые ионные каналы могут менять свои свойства по мере нашего взросления. Это, пожалуй, объясняет, почему определенные неврологические расстройства, о связи которых с проблемами в ионных каналах достоверно известно, развиваются в определенный период нашей жизни, а затем проходят, когда мы взрослеем.

За последнюю пару десятилетий, благодаря усовершенствованию методов генетического и молекулярного анализа, наше понимание многих распространенных и редких неврологических заболеваний изменилось до неузнаваемости. Генетические особенности одной группы ионных каналов при эпилепсии были темой моей докторской диссертации.

Теперь мы знаем, что многие расстройства, которые мы постоянно наблюдаем в амбулаторных клиниках или в отделениях неотложной помощи, по своей сути представляют нарушения функций ионных каналов – такие проблемы, как мигрень или эпилепсия.

Иногда расстройства сна – каналопатии – становятся следствием мутации в генах, которые кодируют эти элементы каналов, как это происходит при наследственных формах эпилепсии, мигрени, а также более редких проблемах, таких как эпизодическая атаксия, при которой пациенты страдают от приступов нарушения координации и равновесия, которые могут длиться от нескольких минут до нескольких дней. В редких случаях каналопатия оказывается следствием атаки антител на ионные каналы, хотя в этих случаях не наблюдается столь выраженной периодичности обострений.

Таким образом, у СКЛ есть много схожего с генетической каналопатией. Он часто развивается в подростковом возрасте, как это происходит со многими видами эпилепсии, мигрени или другими расстройствами этого типа, и носит периодический характер, зачастую проявляясь под воздействием стресса, усталости, спиртного или болезни. Многие из лекарств, об эффективности которых в лечении СКЛ сообщалось, такие как препараты лития и противоэпилептические препараты, действуют непосредственно на эти ионные каналы. В настоящий момент несколько групп исследователей, включая меня и моих коллег, занимаются поиском генетических мутаций, которые могут являться причиной СКЛ. Многие из моих пациентов дали разрешение на полное секвенирование (расшифровку) своего генома для получения их полного генетического кода. Но мы ищем иголку в стоге сена – возможно, одно-единственное отклонение в последовательности из трех миллиардов символов. Причем эти генетические изменения могут отличаться у разных пациентов с СКЛ. Либо для развития синдрома могут требоваться многочисленные изменения во многих участках генома.