Friedrich-Alexander University Erlangen-Nurnberg tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Stereomikroskopik görüntülərdə beyin hissələri -160 dərəcə Selsi temperaturunda görünür. Soldakı toxuma vitrifikasiya yolu ilə qorunub saxlanılıb, sağdakı toxuma isə kristallaşma və çatlama yolu ilə məhv edilib. Müəllif: Aleksandr German

Erlangen-Nürnberq Fridrix-Aleksandr Universiteti (FAU) və Erlangen Uniklinikum tədqiqatçıları beyin toxumasını həddindən artıq dərin dondurma zamanı qorumağa nail olublar. Əridildikdən sonra neyronlar yenidən elektrik siqnalları mübadiləsinə başlayır. Bu prosedur, məsələn, əməliyyat zamanı çıxarılan beyin toxumasını qorumaq və sonradan müayinə etmək üçün istifadə edilə bilər. Bu, həmçinin dərmanların hazırlanmasını asanlaşdıra bilər. Tədqiqatın nəticələri ” Proceedings of the National Academy of Sciences” jurnalında dərc olunub .

Sibir salamandrası fövqəladə bir heyvandır. Bəzi məlumatlara görə, o, 50 dərəcə aşağı temperaturda qış yuxusunda və bir neçə onilliklər ərzində əbədi buzlaqda yaşaya bilir. Xarici temperatur yüksələn kimi salamandra normal fəaliyyətinə qayıdır.

Bu qabiliyyəti qaraciyərlərinə borcludurlar: Qaraciyər heyvanın bədənində bir növ antifriz kimi fəaliyyət göstərən qliserin spirtini istehsal edə bilir. Bu, donma nöqtəsini aşağı salır və dondurma və ərimə zamanı hüceyrələri və toxumaları zədələnmədən qorumağa kömək edir.

“Buz kristallarının əmələ gəlməsi həddindən artıq soyuqluğun adətən canlılar üçün bu qədər zərərli olmasının səbəbidir”, – deyə Erlangen Universitetinin Molekulyar Nevrologiya şöbəsindən Dr. Aleksandr German (Direktor: Prof. Dr. Yürgen Vinkler) izah edir. “Bu, kristalların hüceyrələrə mexaniki zərər verə bilməsi və bununla da toxumanın həssas nanostrukturunu məhv etməsi ilə bağlıdır.”Doktor Fang Zheng və Doktor Aleksandr German. Müəllif: Aleksandr German

Toxuma mayesi şüşəyə bənzər bir vəziyyətə çevrilir

İnsan embrionları da həddindən artıq dərin dondurma yolu ilə uzun illər qorunub saxlanıla bilər. Bunun üçün hüceyrələr qliserin kimi buz kristallarının əmələ gəlməsinin qarşısını alan kimyəvi maddələrlə işlənir. “Toxuma -130 dərəcədən aşağı soyudulduqda da bərkiyir”, deyə German bildirir. “Lakin hüceyrələrin içindəki və arasındakı su şüşəyə bənzər bir vəziyyətə keçir.” Şüşə buz qədər bərkdir, lakin onun molekulları kristaldakı kimi müntəzəm olaraq deyil, təsadüfi şəkildə düzülmüşdür.

Bu proses “vitrifikasiya” adlanır. Lakin, sinir toxumasını və ya hətta beynin bütün hissələrini əridildikdən sonra funksiyalarını bərpa edə biləcək şəkildə dondurmaq hələ mümkün olmayıb. Bunun bir səbəbi istifadə edilən “antifriz maddələrinin” özlərinin həssas hüceyrələr üçün zəhərli olmasıdır. Bundan əlavə, beyin toxuması xüsusilə həssasdır: tərkibində sinaps adlanan saysız-hesabsız kiçik kontaktlarla bir-birinə bağlı olan yüz milyonlarla sinir hüceyrəsi var. Neyronlar bu əlaqələr vasitəsilə məlumat mübadiləsi aparırlar.

Optimallaşdırılmış konservantlar və dondurma prosesi

Əvvəlki vitrifikasiya üsulları bu olduqca mürəkkəb şəbəkəni parçalayır və sinapslara da zərər verir. Fərdi hüceyrələr sağ qalsa belə, dondurulmuş struktur artıq funksional deyil. “Lakin, biz qoruyucu maddələrin tərkibini və soyutma prosesini optimallaşdırdıq ki, sinir toxuması bütöv qalsın”, – deyə German vurğulayır.

Komanda metodun uğurunu beyin bölmələrində sınaqdan keçirdi. Tədqiqatçılar bu metoddan gəmirici beyninin bir hissəsini, yəni hipokampı -130 dərəcə Selsiyə qədər soyutmaq üçün istifadə etdilər. Bu, yaddaş məzmununun saxlanmasında mühüm rol oynayır.

“Donu prosesi toxumanın nanostrukturunun dəyişdirilmədiyini sübut etmək üçün elektron mikroskopiya şəkillərindən istifadə edə bildik”, – deyə German bildirir. “Əridildikdən sonra elektrik siqnalları hipokampusda yenidən kortəbii şəkildə əmələ gəldi və neyron şəbəkələri vasitəsilə normal şəkildə yayıldı.”

Lakin neyronlar yenidən məlumat mübadiləsinə başlamadılar. FAU-nun Fiziologiya və Patofiziologiya İnstitutundan beyin tədqiqatçısı Dr. Fang Zheng, uzunmüddətli potensiasiya kimi tanınan bir şeyin sinir hüceyrələrinin sinapslarında da tetiklenebildiğini göstərə bildi. Bu, tez-tez istifadə edilən sinapsların gücləndirilməsini təmin edən və onların məlumatı xüsusilə yaxşı ötürməsinə imkan verən əsas hüceyrə prosesinə aiddir.

“Bu mexanizm öyrənmə prosesləri və yeni yaddaş məzmununun saxlanması üçün mərkəzi əhəmiyyət kəsb edir”, – deyə German bildirir.

Sağalmaz xəstəliklərin müalicəsi gələcək üçün planlaşdırıla bilərmi?

Tədqiqatda hazırlanmış metod, görünür, beyin toxumasını uzun müddət funksional vəziyyətdə saxlamağa və sonradan funksionallıq üçün yenidən müayinə etməyə imkan verir. Məsələn, epilepsiyası olan bəzi insanlarda əməliyyat zamanı sinir hüceyrələri çıxarılır. Bu cür nümunələr illər sonra dərmanların sınaqdan keçirilməsi üçün istifadə edilə bilər. Patoloji olaraq dəyişdirilmiş toxumaların kriokonservasiyası neyrodegenerativ xəstəliklərin araşdırılması üçün də vacibdir.

Aleksandr German həmçinin ümid edir ki, gələcəkdə bütöv orqanizmləri bir növ süni qış yuxusuna salmaq və uzun müddətdən sonra onları canlandırmaq mümkün olacaq. “Bu, məsələn, kosmik səyahətlər və ya hazırda sağalmaz xəstəlikdən əziyyət çəkən insanlar üçün bir seçim ola bilər”, – deyə o bildirir. “Çünki sonradan təsirlənən şəxsə kömək edə biləcək bir müalicə variantı ola bilər.”

Nəşr detalları

Alexander German və digərləri, Vitrifikasiya yolu ilə kriokonservasiyadan sonra yetkin siçan hipokampusunun funksional bərpası, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2516848123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas tibbi anlayışlar

Uzunmüddətli PotensiallaşdırmaHippokampusNeyrodegenerativ XəstəliklərEpilepsiya

Klinik kateqoriyalar

NevrologiyaFridrix-Aleksandr Universiteti Erlangen-Nürnberq tərəfindən təmin edilir