Исследователи из Университета Вирджинии одновременно измерили метаболические сигналы и уровень кислорода в коре мозга живых мышей с моделью болезни Альцгеймера. В исследовании, опубликованном 17 октября 2026 года в журнале Neurophotonics, у этих животных доля связанной с белками формы NAD(P)H была выше, а парциальное давление кислорода в сосудах ниже, чем у здоровых мышей.

Два сигнала об одной ткани

Группа Аммаси Периасами объединила два метода двухфотонной микроскопии. Первый, микроскопия времени жизни флуоресценции (FLIM), измеряет, как долго молекулы светятся после возбуждения. По доле связанной с белками формы NAD(P)H исследователи оценивали активность митохондриального обмена веществ. NAD(P)H естественным образом присутствует в клетках, поэтому специальная флуоресцентная метка не понадобилась.

Второй метод, микроскопия времени жизни фосфоресценции (PLIM), использовал чувствительный к кислороду зонд на основе рутения. По изменению времени его свечения исследователи оценивали парциальное давление кислорода в сосудах коры мозга. Так они могли одновременно сопоставить метаболический сигнал клеток и уровень кислорода в одной и той же ткани.

Два измерения дают разную информацию: одно не позволяет заключить, что происходит с другим. Условно это похоже на кухню, где одновременно проверяют, сколько энергии потребляют приборы и хватает ли им электричества. Вместе эти данные показывают нагрузку полнее, но не объясняют её причину. В мозге мышей методы также позволяют сопоставить два связанных, но не одинаковых процесса.

У мышей с моделью болезни исследователи обнаружили более высокую долю связанного с белками NAD(P)H и более низкое давление кислорода в сосудах коры. Низкий уровень кислорода авторы истолковали как признак его большего потребления. Измерения проводили у анестезированных мышей в состоянии покоя.

Эти результаты не доказывают, что у людей с болезнью Альцгеймера происходят такие же изменения. Исследование проверяет метод на мышиной модели и предлагает способ изучать, как по мере развития неврологического заболевания меняются доступность кислорода и митохондриальный обмен. Это не прямое измерение потребления кислорода у людей.

Описание исследования подготовило SPIE, международное общество оптики и фотоники; первичная статья опубликована в Neurophotonics (DOI: 10.1117/1.nph.13.3.035008). Для знакомства с тем, как оформляют публикации в этой области, доступны материалы о подготовке научных статей.

Схема показывает, как FLIM оценивает метаболический сигнал по NAD(P)H, PLIM оценивает кислород в сосудистой сети, а совместная регистрация позволяет сравнить эти показатели в одной ткани.

Фото: Alexas_Fotos / Pixabay