Все новости

6281

«Медленные» нейроны: тише едешь, дальше будешь

Медицина

Две пары обрабатывающих обонятельную информацию нейронов (синий и оранжевый), бета-доли грибовидных тел саранчи. Грибовидные тела – это предшественники коры головного мозга, функционирующие как центр интеграции информации, поступающей от анализаторов

: 22.06.2016

«Медленные» нейроны: тише едешь, дальше будешь

Большинство нервных клеток, нейронов, очень быстро, за миллисекунды, воспринимает внешний стимул, например, переданный другим нейроном, и так же быстро отвечает на него, передавая импульс дальше. Но некоторые нейроны работают медленно, – это не миллисекунды, а примерно полсекунды, – успевая воспринять сигнал от нескольких внешних стимулов, «подумать» и выдать интегрированный ответ. К ним относятся, в частности, нейроны гипоталамуса, участвующие в регуляции аппетита и, соответственно, веса тела. Как выяснилось, медленная работа и вытекающая из нее способность к интеграции поступающей информации обеспечивается белком Nav1.7, – это потенциалзависимый натриевый канал, несколько нестандартным образом регулирующий вход в клетку ионов натрия и, соответственно, параметры ее возбуждения. Ранее Nav17 был известен как белок, необходимый для восприятия болевых ощущений: люди, у которых в связи с мутацией он отсутствует, не способны испытывать боль.

Как именно Nav1.7 обеспечивает восприятие боли, точно не известно, хотя несколько гипотез на этот счет существует. Несмотря на это, крупные фармацевтические компани, такие как Biogen и Pfizer, начали разработку обезболивающих лекарств – блокаторов Nav1.7. Конечно, исследования механизмов работы этого белка продолжаются. Однако ученые из Медицинского института Говарда Хьюза (США) изучали совсем другие вещи, когда Nav1.7 попал в их поле зрения: механизмы, позволяющие нейронам интегрировать информацию, поступающую на них в течение достаточно долгого, по меркам нейрона, времени.

Объектом исследования были нейроны гипоталамуса, участвующие в управлении пищевым поведением: в частности, они принимают сигналы от гормонов – регуляторов аппетита лептина и грелина. Это AGRP нейроны, активация которых стимулирует потребление пищи, а также РОМС и PVH нейроны, активация которых, наоборот, подавляет аппетит. Оказалось, что во всех трех типах исследуемых нейронов много натриевых каналов Nav1.7.

C помощью методов генной инженерии ученые заблокировали Nav1.7 в тех отделах мозга мышей, где находятся AGRP, РОМС или PVH нейроны и наблюдали за изменением веса животных. Мыши с заблокированным Nav1.7 в AGRP нейронах, повышающих аппетит, примерно на 10 процентов похудели. Мыши с заблокированным Nav1.7 в РОМС и PVH нейронах, подавляющих аппетит, потолстели, причем, в случае РОМС примерно на 10 процентов, а в случае PVH почти вдвое – всего за месяц.

Другие натриевые каналы кроме Nav1.7 в этих нейронах продолжали работать исправно, так что ученые связали изменение веса животных с блокировкой Nav1.7 и вытекающей из этого потерей способности нейронов интегрировать поступающую информацию и адекватно реагировать на сложные входящие сигналы.

Еще предстоит выяснить, будут ли блокаторы Nav1.7 действовать на людей таким же образом, как и на мышей. Если да, то это нужно будет учитывать при разработке обезболивающих – блокаторов Nav1.7 так, чтобы мишенью препарата были только периферические чувствительные нейроны, но не нейроны головного мозга – во избежание ненужных побочных эффектов. Возможно, потенциально эта информация пригодится и разработчикам препаратов, направленных на решение проблем с весом.

Фото https://www.flickr.com Credit: NICHD

Подготовила Мария Перепечаева

: 22.06.2016