Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 19: от астроцитов к нейронам

Астроциты – это самые многочисленные клетки глии («вспомогательной» ткани нервной системы), более того, они занимают половину всего объема мозга. С каждым годом количество функций, приписываемых им, расширяется – они не только служат механической опорой для роста нейронов, но и поддерживают многие аспекты их жизнедеятельности. Более того, добрались до святая святых – появились данные, что астроциты помогают нейронам передавать нервный импульс.

Передача нервного импульса основана на изменении внутри- и внеклеточной концентрации ионов и способности клеток (нейронов) реагировать на эти изменения, то есть быть возбудимыми. Еще в середине 1990-х годах первые эксперименты показали, что астроциты тоже возбудимы — в них увеличивается концентрация внутриклеточного кальция в ответ на возбуждение соседей-нейронов. Но могут ли астроциты не только пассивно реагировать, но и активно участвовать в передаче информации по нейронной цепи?

Исследователи из Университета Массачусетса последовательно отключали в астроцитах дрозофил каждый из 500 мембранных каналов, чувствительных к кальцию. При отключении одного из каналов в астроцитах, Wtrw канала, личинки переставали узнавать определенный запах (они переставали ползти к изоамилацетату). Казалось бы, при чем здесь астроциты, ведь хемотаксис – это работа нейронов?

Дальнейшая комбинация элегантной генетики, микроскопии и электрофизиологических измерений показала следующую картину: один тип нейронов, Tdc2+ нейроны, отдает «пас» астроцитам, через молекулы-нейромедиаторы (тирамин и октопамин). После этого в астроцитах открываются кальциевые каналы — повышается уровень внутриклеточного кальция. Это ведет к тому, что астроциты начинают высвобождать сигнал (АТР), которые заставляет «замолчать» второй тип нейронов, DA нейроны. Их «молчание» необходимо для нормальной реакции на запахи.

Не может не поразить огромное разнообразие механизмов, даже на этом коротком участке передачи и, казалось бы, простой информации. Участвуют два типа нейронов, один тип становится активным, второй, наоборот, замолкает, а между ними возбуждаются вообще астроциты (не нейронные клетки, вспомогательные клетки глии). Более того, в этой странной цепочки из трех клеток участвуют как минимум три разных типа молекул-передатчиков, которые высвобождаются из одной клетки и связываются с рецепторами другой клетки. Определенно, изучая такие сложные «инженерные» конструкции поневоле начинаешь задумываться и восхищаться тем, как смогла эволюция достичь такой элегантности.

Текст: Даша Овсянникова

Ma Zh., Stork T., Bergles D., Freeman M. (2016). Neuromodulators signal through astrocytes to alter neural circuit activity and behaviour. Nature 539, 428–432

Источник: neuronovosti.ru

Комментарии: