Меньше кислорода — лучше работа мозга? Необычная комбинация препаратов дала неожиданный результат

Учёные испытали необычный подход к борьбе с симптомами болезни Паркинсона: вместо того чтобы увеличивать снабжение мозга кислородом, они решили его ограничить. Комбинация двух экспериментальных препаратов помогла мышам лучше двигаться даже в тех случаях, когда нарушения уже успели проявиться. Исследователи называют этот метод «гипоксией в таблетке», поскольку он воспроизводит некоторые эффекты пребывания в условиях разреженного горного воздуха.

На первый взгляд идея кажется парадоксальной. Мозгу постоянно необходим кислород, а его нехватка способна приводить к серьёзным повреждениям. Однако проблема может возникать и тогда, когда кислорода поступает достаточно, но клетки не способны эффективно его использовать.

При болезни Паркинсона постепенно повреждаются нервные клетки, вырабатывающие дофамин — вещество, необходимое для нормального управления движениями. Одновременно в мозге накапливается белок альфа-синуклеин. Связанные с ним нарушения могут затрагивать митохондрии — клеточные структуры, которые используют кислород для производства энергии.

Именно здесь исследователи обнаружили возможную причину дополнительного повреждения тканей.

«Наша текущая рабочая гипотеза заключается в том, что при нарушении работы митохондрий кислород расходуется неправильно. В результате возникает дисбаланс: кислорода доставляется больше, чем используется», — объяснил изданию ScienceAlert врач и исследователь Гарвардской медицинской школы Вамси К. Мутха.

По мнению учёных, уменьшение доставки кислорода может устранить часть этого несоответствия и ограничить связанные с ним повреждения.

Основания для такой гипотезы появились ещё в исследовании 2025 года. Тогда специалисты обнаружили, что мышам с симптомами болезни Паркинсона помогало постоянное вдыхание воздуха, содержащего всего 11% кислорода. Для сравнения, в обычном атмосферном воздухе его около 21%.

Теперь команда решила проверить, можно ли добиться аналогичного результата без изменения состава вдыхаемого воздуха — с помощью лекарственных веществ.

Хун Ван и его коллеги использовали два соединения, дополняющих действие друг друга. Первое, GBT601, уменьшает количество кислорода, которое кровь отдаёт тканям. Но у организма есть компенсаторный механизм: в ответ он может начать производить больше эритроцитов — красных кровяных клеток, переносящих кислород. Чтобы ограничить эту реакцию, исследователи добавили второе соединение — PT2399.

Для проверки эффективности комбинации учёные создали у мышей нарушения, напоминающие болезнь Паркинсона. Животным вводили в мозг волокнистые скопления альфа-синуклеина, провоцирующие дальнейшее накопление этого белка и проблемы с движениями.

Исследователи намеренно не начинали лечение сразу. Они выждали шесть недель, пока у мышей не появились двигательные нарушения, и только после этого стали ежедневно давать им оба препарата через рот.

Лечение продолжалось ещё шесть недель. За это время животные стали быстрее спускаться по вертикальному шесту и дольше удерживаться на решётке клетки. Оба испытания позволяют оценивать двигательные способности мышей. В группе сравнения нарушения тем временем продолжали усиливаться.

Изменения затронули не только поведение. В мозге получавших препараты животных снизился избыток кислорода, а также уменьшился показатель повреждения жиров в мозговой ткани. При этом на поведение, напоминающее тревожность, лечение заметного положительного эффекта не оказало.

По словам Мутхи, улучшения двигательных способностей при использовании как воздуха с пониженным содержанием кислорода, так и новой комбинации препаратов могут появляться уже через одну-две недели после начала лечения.

Однако улучшение движений ещё не означает, что повреждённые нервные клетки восстановились. Исследователи отдельно обращают внимание на это различие.

В эксперименте 2025 года лечение тоже начинали после появления двигательных нарушений, но на тот момент гибель нервных клеток ещё не была обнаружена. После воздействия воздуха с пониженным содержанием кислорода мыши восстановили двигательные способности, а последующей потери нервных клеток удалось избежать.

При этом скопления альфа-синуклеина в мозге никуда не исчезли: их количество оставалось прежним. Таким образом, положительный эффект наблюдался даже без устранения одного из характерных признаков болезни.

В новом исследовании авторы не представили в основной публикации данные о количестве нейронов, производящих дофамин. Поэтому пока нельзя утверждать, что сочетание препаратов действительно защищает эти клетки от гибели.

Учёные также решили выяснить, способен ли метод помочь при других заболеваниях, связанных с нарушением клеточного производства энергии.

В опытах на мышах с моделью синдрома Лея — редкого заболевания, при котором страдают процессы энергетического обмена в клетках, — комбинация препаратов значительно увеличила продолжительность жизни. Медианная продолжительность жизни выросла с 62 до 158 дней. Это означает, что половина животных в соответствующих группах прожила не меньше указанного срока.

Другой эксперимент проводился на мышах с моделью атаксии Фридрейха — заболевания, нарушающего движения и координацию. Здесь препараты не смогли устранить уже существовавшие проблемы, но остановили дальнейшее ухудшение состояния.

Отдельным вопросом оставалась безопасность. Продолжительное воздействие недостатка кислорода может быть опасным, в том числе из-за риска лёгочной гипертензии — повышенного давления в сосудах лёгких.

После шести недель применения комбинации у мышей контрольной группы исследователи не обнаружили повышения сердечного показателя, связанного с развитием этого осложнения. Тем не менее такой результат ещё не доказывает безопасность длительного лечения.

«Гипоксия может быть опасной, поэтому одна из важнейших задач — научиться применять её в лечебных целях безопасно и эффективно», — подчеркнул Мутха.

Исследователь также предостерёг от преждевременных выводов. Все эксперименты до сих пор проводились на мышах, а не на людях. Прежде чем рассматривать возможность клинического применения, предстоит выполнить значительно больше исследований.

Таким образом, новая работа пока не доказывает, что препараты смогут лечить болезнь Паркинсона у человека. Но она показывает, что уменьшение доставки кислорода к тканям может улучшать двигательные способности животных и снижать некоторые признаки повреждения мозга даже после появления симптомов.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале PNAS.