Ученые из Университета Калифорнии в Сан-Диего смогли раскрыть механизм появления обмороков, определив точную генетическую связь между мозгом и сердцем. Это открытие не только объясняет причины столь частого медицинского явления, но и открывает перспективы для создания новых способов терапии состояний, сопровождающихся потерей сознания.

Ранее специалисты полагали, что инициатива всегда исходит от мозга, который отправляет сигналы сердцу, и оно на них откликается. Однако команда исследователей под руководством Винита Августина выяснила: сердце также может передавать сигналы мозгу, тем самым влияя на его работу. «Наши данные показывают, что сердце может воздействовать на функции мозга», — отмечает Августин.

В центре внимания ученых оказался так называемый рефлекс Безольда-Яриша (BJR) — особая реакция сердца, впервые описанная в XIX веке как возможная причина обмороков, хотя ранее это не было доказано. Исследователи подробно изучили генетическую структуру сенсорных нейронов, входящих в узловую ганглию блуждающего нерва, по которому происходит обмен сигналами между сердцем и мозгом. На этом уровне были выявлены нейроны, содержащие рецепторы нейропептида Y второго типа (NPY2R), которые оказались тесно связаны с работой BJR.

Применяя оптогенетические методы, ученые смогли избирательно активировать эти нейроны у лабораторных мышей. В результате у животных практически сразу возникал обморок. Благодаря анализу активности мозга, наблюдениям и методам машинного обучения стало ясно, что именно нейроны с рецепторами NPY2R играют ключевую роль в развитии потери сознания.

Помимо внезапного обморока, при стимуляции этих нейронов у мышей фиксировались расширение зрачков, характерные движения глаз, а также заметное снижение частоты сердечных сокращений, дыхания и кровяного давления. «Особенно поразило, что глаза мышей закатывались синхронно с резким спадом мозговой активности», — делятся исследователи. — «Через несколько секунд функции восстанавливались. Это стало для нас настоящим открытием».

Когда же ученые деактивировали нейроны NPY2R VSNs, рефлекс Безольда-Яриша и последовавшие за ним обмороки полностью исчезли. Это доказывает, что связь между мозгом и сердцем — это двусторонний процесс: не только мозг регулирует сердце, но и сердце способно менять состояние мозга. Таким образом, к традиционному объяснению обмороков через снижение кровоснабжения мозга добавился новый фактор — двусторонний обмен сигналами между этими органами.

Августин подчеркивает: «В неврологии принято считать, что мозг управляет телом, однако теперь становится очевидно, что тело тоже влияет на мозг, меняя его работу».

Результаты этого исследования открывают новые перспективы для понимания и лечения психических и неврологических расстройств, связанных с взаимодействием мозга и сердца.

В дальнейшем ученые планируют более тщательно исследовать, как меняется кровоток и активность нейронных цепей в момент обморока, чтобы углубить понимание этого состояния.

Теперь команда намерена выяснить, какие именно условия необходимы для запуска работы VSNs, и использовать эти знания для разработки терапевтических подходов к лечению обмороков и сопутствующих патологий.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature. Видео, прилагающееся к публикации, иллюстрирует «разговор» между мозгом и сердцем: при стимуляции VSNs у мышей наблюдается замедление сердцебиения и наступает обморок.