TRPM2 как регулятор внутренней температуры тела.

Гомеостаз температуры тела критически важен для выживания и требует тонкой регуляции нервной системой. Эта регуляция осуществляется посредством работы теплочувствительных нейронов, локализованных в центре терморегуляции в гипоталамусе. Преоптическая область гипоталамуса работает по принципу термостата. Она собирает информацию о внутренней температуре тела и, руководя вегетативной и поведенческой адаптацией, приводит к достижению состояния температурного гомеостаза.

Нейроны преоптической области гипоталамуса, проявляющие выраженную температурную чувствительность, были описаны в моделях in vivo и in vitro. Таким образом, было выяснено, что теплочувствительные нейроны усиливают импульсацию при повышении температуры, запуская механизм теплоотдачи. Напротив, падение температуры в мозге ингибирует теплочувствительные нейроны, что коррелирует с активацией теплопродукции. Однако, генетическая сущность теплочувствительных нейронов и молекулярный базис их чувствительности остаются достаточно призрачными.

В исследовании, опубликованном в журнале Science 25 Августа 2016 года, говорится о том, что команда ученых из Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка совместно с другими институтами, выявили ионный канал, выполняющий функцию теплового сенсора, который регулирует внутреннюю температуру тела и ответственен как за лихорадку, так и за гипотермию.

Внутренняя температура тела млекопитающих в норме поддерживается на уровне около 37 C и служит важным жизненным показателем, который скрупулезно отслеживается у госпитализированных пациентов. Патологические факторы, такие как инфекция и системное воспаление, вызывают лихорадку - повышение температуры тела, опосредованное, предположительно, простагландином Е2 (PGE2), ингибирующим теплочувствительные нейроны в центре терморегуляции в гипоталамусе.

Колебания температуры тела, вызванные приемом лекарственных препаратов, могут иметь тяжелые и даже смертельные последствия. Напротив, контроль уровня температуры тела оказывает положительный эффект и может предотвратить повреждение тканей, способствовать восстановлению после травм или бороться с ожирением.

Для идентификации термосенсорных молекул использовался метод визуализации кальция, позволяющий оценить активность нервных клеток, и метод иммуногистохимии. Так, было показано, что роль термосенсорной молекулы принадлежит рецептор-зависимому каналу TRPM2.

Преоптический TRPM2 активировался при температурах выше физиологической. «Несомненно, наши результаты демонстрируют роль TRPM2 в регуляции величины температурного скачка при лихорадке. Можно предположить, что высокие температуры вместе с активными формами кислорода, которые выделяются при таких условиях, активируют канал, чтобы ускорить теплоотдачу и предотвратить перегревание», говорят исследователи.

Высокая температура активирует иммунную систему, вызывая воспалительную реакцию. Учитывая, что TRPM2 экспрессируется в иммунной системе, можно предположить, что активируемый лихорадкой канал может модулировать функцию иммунных клеток.

Из полученных данных, по словам авторов, следует, что рецептор TRPM2 вряд ли «работает» при нормальной физиологической температуре тела, он реагирует на тепловой стресс - температуру выше 37 С.

«Наше исследование очерчивает генетическую основу для анализа центральных путей, контролирующих температурный гомеостаз, и описывает путь, позволяющий удаленно контролировать внутреннюю температуру тела человека, находящегося в сознании, независимо от манипуляций гипоталамического термостата. Эти модели гипо- и гипертермии могут помочь в изучении влияний, оказываемых колебаниями внутренней температуры тела на различные процессы, такие как восстановление после травмы, модуляция иммунной системы, трата энергии, ожирение и продолжительность жизни», говорят авторы в заключении.

Источник: science.sciencemag.org

Комментарии: