Третий «музыкант» оркестра головного мозга

Достаточно долгое время считалось, что единственный важный элемент головного мозга – это нейроны. Только они управляют всеми процессами в мозге – и в организме. Все остальные составляющие нашего главного органа играют исключительно вспомогательную роль. Однако потом выяснилось, что это совсем не так. Сначала нейрофизиологи обратили своё внимание на глию, и оказалось, что «вспомогательные» клетки мозга не такие уж и вспомогательные, а астроциты активно влияют на передачу нервных импульсов и сами «общаются» друг с другом. В 2017 году, судя по всему, был обнаружен третий самостоятельный «игрок» на поле головного мозга: кровеносные сосуды. Исследование опубликовано в журнале eLife.

Эндотелий кровеносных сосудов показан фиолетовым, нейроны зелёным, красные кровяные тельца — красным. Астроциты не показаны на этой фотографии, но они находятся среди серых клеток фона.

Физиолог из Университета штата Коннектикут Дэн Малки изучал заднее трапециевидное ядро (RNT, retrotrapezoid nucleus), крошечный пучок нейронов ствола мозга, который контролирует дыхание тела. В предыдущих исследованиях он показал, что нейроны RTN отвечают на повышение концентрации диоксида углерода в крови стимуляцией дыхания. Кроме того, уже более века известно, что при повышении концентрации диоксида углерода, кровеносные сосуды по всему телу расширяются, обеспечивая приток свежей крови и кислорода, вымывая углекислый газ из организма. Но если кровеносные сосуды в RTN поступают так же, как и по всему телу, это может «затереть» сигнал, мешая нейронам управлять дыханием.

Группа Малки решила посмотреть на то, как ведут себя кровеносные сосуды в заднем трапециевидном ядре в ответ на повышение концентрации углекислого газа. К удивлению учёных, сосуды… сужались. Проверив поведение сосудов в других участках мозга, в первую очередь коры, исследователи выяснили, что в остальном мозге всё происходит так же, как и в организме – сосуды послушно расширяются.

Так что же заставляет сосуды RTN «поступать наперекор» остальным кровеносным сосудам? «Виноватым» оказался второй «игрок» головного мозга – астроциты, основные клетки глии. В ответ на повышение концентрации углекислого газа, только астроциты RTN вели себя иначе: выпускали небольшую сигнальную молекулу аденозинтрифосфата (АТФ), которая заставляла сосуды сужаться.

Дополнительные проверки подтвердили правоту учёных. Кровеносные сосуды RTN сужались и тогда, когда астроциты искусственно стимулировали выделять АТФ, и тогда, когда сосуды просто обрабатывали АТФ. А блокирование рецепторов АТФ блокировало способность кровеносных сосудов отвечать на углекислый газ.

Текст: Алексей Паевский

Purinergic regulation of vascular tone in the retrotrapezoid nucleus is specialized to support the drive to breathe

Virginia E Hawkins, Ana C Takakura, Thiago S Moreira, Daniel K Mulkey et al.

eLife 2017;6:e25232

DOI http://dx.doi.org/10.7554/eLife.25232

Источник: neuronovosti.ru

Комментарии: