Ученые выявили новую функцию, выполняемую в мозге астроцитами
Ранее неизвестную функцию, выполняемую астроцитами, типом клеток, составляющих почти половину всех клеток головного мозга обнаружили исследователи из Медицинской школы Университета Тафтса, США, сообщает 28 апреля сайт новостей медицины и здравоохранения Medical Xpress со ссылкой на пресс-службу университета.
Ученые полагают, что их открытие дает новое направление исследованиям в неврологии, которые могут помочь в лечении таких расстройств, как эпилепсия, болезнь Альцгеймера или черепно-мозговые травмы.
Результаты своего исследования ученые описали в статье «Нейронная активность вызывает специфическую для пути деполяризацию периферических отростков астроцитов», опубликованную 28 апреля в журнале Nature Neuroscience.
Открытие касается способа взаимодействия астроцитов с нейронами, которые в мозге осуществляют основную функцию обработки информации из внешнего мира. Нейроны передают информацию между различными областями мозга и между мозгом и остальной частью нервной системы с помощью сложного набора электрических и химических сигналов.
Ранее наука полагала, что роль астроцитов в головном мозге сводится к созданию гематоэнцефалического барьера, защищающего мозг от проникновения инфекции, реакции на повреждения мозга, так как именно они направляют рост аксонов, длинных тонких отростков нейронов, проводящих электрические импульсы.
Кроме того, установлено, что астроциты контролируют нейротрансмиттеры, химические вещества, которые обеспечивают передачу электрических сигналов по всему мозгу и нервной системе. Однако считалось, что сами они не проявляют электрической активности, как нейроны.
Исследователи утверждают, что они «открыли новый способ общения двух самых важных клеток мозга друг с другом», и помогла им в этом совершенно новая технология, позволившая разработать методику наблюдения и изучения электрических свойств взаимодействий клеток головного мозга, которые невозможно было наблюдать ранее.
«С помощью этих новых инструментов мы, по сути, открыли совершенно новые аспекты биологии», — заявляет Мориц Армбрустер, доцент нейробиологии Медицинской школы университета и первый автор исследования.
Известно, что астроциты контролируют нейротрансмиттеры, помогая нейронам оставаться здоровыми и активными. Но новое исследование показало, что, кроме всего прочего, нейроны выделяют ионы калия, которые, в свою очередь, изменяют электрическую активность астроцитов и их функции контроля нейротрансмиттеров.
То есть между нейроном и астроцитом существует обратная связь, о которой ранее не было известно. «Это заставляет нас переосмыслить всё, что делают астроциты, и то, как тот факт, что астроциты электрически активны, может влиять на широкий спектр неврологических заболеваний», — отмечает доцент Крис Г. Дулла, соавтор исследования.
Так, объясняет Дулла, при болезни Альцгеймера астроциты не выполняют свою основную функцию по контролю нейротрансмиттеров. Такие же проблемы возникают при черепно-мозговой травме и эпилепсии. Ранее ученые предполагали, что это вызвано отсутствием белка или мутацией, из-за которой белок не работает.
«Было высказано предположение, что накопление внеклеточного калия в головном мозге способствует развитию эпилепсии и патологий мигрени, — пояснил Армбрустер. — Это новое исследование дает нам лучшее понимание того, как астроциты очищают это накопление и помогают поддерживать баланс возбуждения».
Исследователи ведут проверку существующих лекарств на способность управлять взаимодействием нейронов и астроцитов.
Новая методика исследования позволит и другим специалистам, работающим, например, над выяснением причин головной боли, дыхания, нарушений развития и широкого спектра различных неврологических заболеваний, использовать те же анализы и методы, которые разработали и описали в статье ученые из Университета Тафтса, заявляют ее авторы.
