logo

Пользовательского поиска

Thursday 24th of May 2018

Опровергнута концепция межнейронного сигналинга в головном мозге

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
16.01.2013 00:49

 

Астроцит

Астроцит. (Фото: greenspine.ca)


Результаты нового исследования, опубликованного в журнале Science, полностью опровергают сегодняшние представления о взаимодействии клеток головного мозга. Данные, полученные учеными Медицинского центра Университета Рочестера (University of Rochester Medical Center, URMC), говорят о том, что для взрослого мозга модель межнейронной коммуникации – известная как трехчастный синапс, – в которой для проведения сигнала в центральной нервной системе необходимо взаимодействие нескольких типов клеток, неверна.


«Наши результаты свидетельствуют о том, что модель трехчастного синапса неверна», - комментирует свое исследование ее руководитель Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard), M.D., D.M.Sc., содиректор Центра трансляционной нейромедицины (Center for Translational Neuromedicine) Медицинского центра Университета Рочестера. «Эта концепция не отображает процесса передачи сигналов между нейронами в головном мозге вне стадии его развития».

Центральная нервная система – «место прописки» клеток многих различных типов. Наибольшее внимание к себе всегда приковывали нейроны, в то время как функции других клеток мозга были полностью оценены только в последнее время. Так, клеткам мозговой глии, известным как астроциты, долго отводилась роль своего рода «клея», помогающего организовывать клетки центральной нервной системы в единую структуру. Теперь ученым известно, что астроциты выполняют важнейшую функцию поддержания в мозге здоровой среды, активно участвуя в удалении биохимического «мусора».

Трехчастный синапс

 

Трехчастный синапс. (Рис. nature.com)

 

 

 

«Нейроны – своего рода гоночный автомобиль», - сравнивает доктор Недергаард. «Все лавры достаются гонщику, но за кулисами событий часто стоит человек двадцать, обеспечивших его успех».

Однако если речь идет о передаче нервного импульса, то ученые, возможно, значительно преувеличили значение астроцитов.

Нейроны связаны друг с другом своими длинными отростками – аксонами. Коммуникация между соседними нейронами происходит там, где аксоны встречаются с другими нервными клетками, когда электрический импульс вызывает высвобождение химических веществ – нейротрансмиттеров – одной клеткой и их «считывание» рецепторами на поверхности другой. Аксоны и дендриты нейронов физически не соприкасаются, и молекулам нейротрансмиттеров необходимо пересечь так называемую синаптическую щель – пространство шириной 10-50 нм между пре- и постнаптической мембранами нейронов, изолированное астроцитами.

Исходя из модели трехчастного синапса, свою роль в межклеточной коммуникации должны играют как астроциты, так и нейроны. В значительной степени это представление основано на данных, полученных на животных моделях, которые подтверждали существование активных рецепторов и передачи нервных импульсов не только между нейронами, но и между близлежащими астроцитами.

В частности, на астроцитах у синаптического контакта присутствовали и были активны ключевые рецепторы передачи нервного импульса – метаботропные рецепторы глутамата 5 (metabotropic glutamate receptor 5, mGluR5). Кроме того, было зафиксировано, что при активации рецепторов mGluR5 астроциты высвобождают нейротрансмиттеры, которые, в свою очередь, считываются нервными клетками. Эти результаты, как представлялось, не оставляли сомнений в участии астроцитов в межклеточном сигналинге.

Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard), M.D., D.M.Sc., содиректор Центра трансляционной нейромедицины Медицинского центра Университета Рочестера.

 

Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard), M.D., D.M.Sc., содиректор Центра трансляционной нейромедицины Медицинского центра Университета Рочестера. (Фото: urmc.rochester.edu)

 

 

Но хотя эта модель и господствовала на протяжении десятилетий, ученые уже давно видели в ней изъяны: в рамках этих представлений им не удавалось влиять на межклеточную коммуникацию с помощью каких-либо препаратов.

«Будь эта концепция верна, она уже должна была бы дать старт клиническим испытаниям», - поясняет доктор Недергаард. «Однако этого не произошло. Если такое количество лабораторий работает над этим в течение 20 лет, здесь что-то не так».

Одним из барьеров на пути к точному пониманию механики межнейронной передачи сигнала была невозможность наблюдать за этим процессом во взрослом мозге. Модель трехчастного синапса была основана на результатах изучения активности мозга очень молодых грызунов. Провести аналогичные эксперименты на взрослых животных не удавалось, так как синапсы в мозге разрушались раньше, чем их можно было полностью исследовать. В конечном итоге это привело к предположению о том, что процесс передачи сигнала, характерный для молодого мозга, сохраняется в течение всей жизни.

В сотрудничестве с учеными Института оптики Университета Рочестера (University of Rochester's Institute of Optics) доктор Недергаард и ее группа разработали новый двухфотонный микроскоп, позволяющий наблюдать за активностью глии в живом мозге. Используя этот метод и анализ экспрессии генов и белков, исследователи установили, что на глиальных клетках взрослых мышей рецепторы mGluR5 практически отсутствуют. Это означает, что астроциты не принимают непосредственного участия в реакции на синаптический нейрональный сигналинг, ставя тем самым под сомнение всю концепцию трехчастного синапса.

«Процесс нейрон-глиальной передачи сигнала, описываемый моделью трехчастного синапса, как представляется, является лишь упрощенным сигнальным путем, который «обучает» синапс тому, как себя вести», - заключает доктор Недергаард. «Как только мозг созревает, необходимость в этом пути отпадает».

 

 

 

По материалам

Study: Model for Brain Signaling Flawed

 

Оригинальная статья:

Wei Sun, Evan Mcconnell, Jean-Francois Pare, Qiwu Xu, Michael Chen, Weiguo Peng, Ditte Lovatt, Xiaoning Han, Yoland Smith, Maiken Nedergaard. Glutamate-Dependent Neuroglial Calcium Signaling Differs Between Young and Adult Brain

 

Источник: NanoNewsNet

 

Еще об астроцитах

Подтверждена разрушительная роль активации астроцитов при болезни Альцгеймера

Виновник гибели нейронов при болезни Альцгеймера – апоптоз астроцитов

Астроциты образуют глимфатическую систему головного мозга

Предшественник половых гормонов подавляет воспаление ткани мозга, связанное с нейродегенеративными заболеваниями

Астроциты как новая мишень для лечения болезни Альцгеймера

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday619
mod_vvisit_counterYesterday602
mod_vvisit_counterThis week3003
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month15493
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days3998875

We have: 54 guests, 3 bots online
Your IP: 54.224.151.24
 , 
Today: Май 24, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.