«Клітини мозку, що контролюють дихання»

«Клітини мозку, що контролюють дихання»

Вчені виявили тип клітин головного мозку, що контролюють дихання у щурів, і вважають, що це відкриття може призвести до появи методик лікування смертельних розладів дихання у людей, повідомляється в статті дослідників.


Група нейробіологів, на чолі з Олександром Гуріном (Alexander Gourine) з Університетського коледжу Лондона, виявила, що, всупереч усталеній парадигмі, за контроль дихання відповідають зовсім не нервові клітини головного мозку, а так звані астроцити - клітини, що мають форму зірки і вважаються допоміжними Астроцити відносяться до класу так званих нейроглий, клітин, що створюють, як вважалося до цих пір, лише специфічне оточення навколо нейронів і беруть на себе частину їх метаболічних функцій.

"Ця стара догма тепер значно видозміниться: кілька останніх досліджень показали, що астроцити можуть, насправді, допомагати нейронам передавати і обробляти інформацію ", - сказав Гурін в інтерв'ю інтернет-виданню Nature News.

Досі вчені брехали, що за контроль дихання відповідають специфічні нейрони, чутливі до зміни концентрації вуглекислого газу в крові. Рівень вуглекислого газу підвищується в тому випадку, якщо людина, наприклад, виконує важку роботу або фізичні вправи. Це підвищення призводить до зміни кислотності (рівня рН) крові, яке, в свою чергу, повинно сигналізувати легким збільшити швидкість дихання.

У своїй роботі Гурін показав, що астроцити також мають чутливість до SO2. Зміна рівня рН крові в їх випадку призводить до зміни концентрації іонів кальцію в клітинах і, як результат, вироблення молекули аденозинтрифосфату (АТФ). Дослідники вважають, що АТФ стимулює сусідні нейрони, задіяні в процесі дихання, що призводить до частішання дихання і видалення надлишкової кількості SO2 з крові.

Щоб показати це, вчені впровадили в астроцити мозку живих щурів ген, що відповідає за синтез специфічного білка. Цей білок здатний до флуоресценції (світіння під впливом опромінення світлом з певною довжиною хвилі) в присутності іонів кальцію, причому, інтенсивність цього світіння відповідає концентрації іонів Ca + в клітці. Вчені показали, що як тільки в крові падає рівень рН (збільшується кислотність) кількість іонів кальцію в астроцитах різко зростає. Більш того, вчені виявили специфічну область мозку, так званий продовгуватий мозок, де сконцентровані астроцити, чутливі до концентрації SO2 в крові. Ця область мозку раніше була відзначена вченими як область, чутлива до хімічного складу крові.

Вчені вважають, що їх відкриття може пролити світло на причини смертельних розладів дихання, таких, наприклад, як синдром раптової дитячої смерті, при якому відбувається зупинка дихання і смерть зовні здорового немовляти. Якщо в подальших роботах буде виявлена роль астроцитів у цьому синдромі, це дозволить розробити методики терапевтичного втручання та запобігання смерті.