Люди, которые поднимаются слишком быстро или слишком высоко, рискуют получить острую высотную болезнь, которая может привести к опасному для жизни гипоксическому повреждению мозга. Используя электрохимию in vivo, исследователи из Китая продемонстрировали, что перед травмой происходят характерные изменения в содержании кислорода в различных областях мозга. Как сообщает группа ученых в журнале Angewandte Chemie, риск повреждения мозга можно предсказать на несколько дней вперед – это новый подход к выявлению высотных гипоксических травм.
Из-за низкого давления воздуха и парциального давления кислорода на большой высоте мозг не получает достаточного количества кислорода (гипоксия). Это происходит не только при катании на лыжах или альпинизме, если вы быстро поднимаетесь на высоту 2500 м, но и у людей, которые живут в регионах выше 3000 м, например, в Южной Америке или Азии, несмотря на акклиматизацию (хроническая высотная болезнь).
Легкая форма острой высотной болезни начинается примерно через 4-6 часов после подъема и сопровождается головной болью. Если подъем не прервать, могут развиться дополнительные проблемы, такие как головокружение, тошнота и учащенное сердцебиение. В этот момент для предотвращения гипоксии и опасного для жизни высотного гипоксического повреждения мозга (ВГПМ) необходимо спуститься или провести лечение в портативной камере давления и ввести кислород.
Большинство существующих методов раннего выявления ВГПМ оставляют желать лучшего в отношении скорости и точности. Команда под руководством Линь Чжоу и Бинь Су из Чжэцзянского университета (Китай) предложила новый подход, основанный на изменении содержания кислорода в областях мозга с течением времени.
Используя тонкие биосовместимые электроды, команда исследовала связь между содержанием кислорода в различных областях мозга мышей и степенью ВГПМ при моделировании воздействия высокогорья (от 3000 до 7500 м) в камере с низким давлением. Гипоксия в мозге немедленно вызвала перенос кислорода из других органов в мозг. Примерно через 2 часа мозг дополнительно перераспределил кислород: участки с более высокой толерантностью к гипоксии получали меньше кислорода, чтобы поддержать снабжение более важных областей.
Электрохимические измерения показали, что на имитируемой высоте 3000 м содержание кислорода в первичной соматосенсорной коре (отвечающей за чувство осязания) снижалось быстрее, чем в гиппокампе (отвечающем за память). В обеих областях оно падало быстрее, чем уменьшалось насыщение крови кислородом.
Эти показатели коррелируют с результатами тестов на память и осязание. При нормальном давлении животные полностью восстанавливались. Однако через 3 дня пребывания на высоте 7500 м содержание кислорода в обеих областях опустилось до примерно одинаково низких значений. Мыши страдали от тяжелого ВГПМ, сопровождавшегося гибелью клеток. На промежуточных высотах отдельные животные реагировали по-разному. По токам, измеренным в течение первых 1-2 часов после моделирования низкого давления, можно было предсказать, пострадает ли мышь через 3 дня и в какой области.
По характеристикам изменений уровня кислорода в мозге можно было предсказать риск развития ВГПМ на несколько дней вперед. Команда надеется использовать эти данные в качестве основы для возможного раннего обнаружения надвигающегося ВГПМ.
[Фото: ru.123rf.com]
