Российские ученые доказали, что большую роль во время эпилептического припадка играет электрическое сопротивление мембраны нейрона — параметр, определяющий то, насколько изменится разность потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной сторонами мембраны при протекании электрического тока. Эта характеристика обусловливает вероятность перехода клетки в возбужденное состояние, но также может лежать в основе попыток нейрона ослабить эффекты патологии. 

Для некоторых пациентов (примерно для трети), страдающих эпилепсией, применяемые противосудорожные препараты неэффективны. Обусловлено это в первую очередь тем, что нет полного понимания механизмов возникновения и протекания эпилептического приступа, а потому не удается создать действительно рабочий препарат.

Аномальную активность нейронной сети, наблюдаемой во время эпилептического припадка, можно воспроизвести в гораздо более простой системе, чем головной мозг человека — в небольшом фрагменте энторинальной коры височной доли головного мозга лабораторных крыс. Жизнедеятельность нейронов в этом срезе мозга толщиной 300 микрон поддерживается за счет непрерывной внешней подпитки, а эпилептоподобное состояние вызывается особыми веществами — хемоконвульсантами. Появляется возможность изучать свойства отдельных нейронов благодаря применению современных электрофизиологических методик и микроскопии, а также осуществлять быструю доставку различных фармакологических препаратов к очагу эпилептической активности.

Именно на такой модели провели эксперименты исследователи из Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе (Санкт-Петербург).

Ученым удалось показать, что электросопротивление мембраны нейронов энторинальной коры динамически меняется во время эпилептического припадка. Больше всего на него влияет один из типов ионных каналов нейрона — кальций-проницаемый AMPA-рецептор. Во время эпилептической активности происходит встраивание этих белков в мембрану, они запускают каскад внутриклеточных процессов, которые влияют на работу других ионных каналов. В результате таких изменений сопротивление мембраны остается на низком уровне, что снижает эффективность непрерывно поступающих возбуждающих сигналов.

«Вероятно, подобным образом нейронная сеть пытается ослабить аномальную активность во время эпилептического приступа. Получается у нее не очень, но этот природный механизм можно использовать при разработке новых препаратов от эпилепсии», — подводит итог Дмитрий Амахин.