Хотя существует огромное количество обстоятельств инфекции, почти всегда они вызывают схожие симптомы, такие как лихорадка, утрата аппетита и вялость. Но, как конкретно нервная система изменяет температуру тела и запускает эти связанные с заболеванием формы поведения для координации реакции на заразу, до сего времени было непонятно. Не так давно исследователи из Гарвардского института сказали, что им удалось найти у мышей определенные нейронные клеточки, которые, кроме остального, вызывают лихорадку и утрату аппетита. Это открытие, если оно подтвердится на людях, может сделать лучше исцеление приобретенных болезней.
Во время инфекции нервная система ведет взаимодействие с иммунной системой, чтоб осознать, как организм подвергается атаке, а потом организует ряд поведенческих и физиологических конфигураций, которые появляются в противных симптомах заболевания. Эти адаптивные конфигурации ориентированы на увеличение выживаемости. К примеру, увеличение температуры тела – лихорадка – затрудняет выживание патогенных микробов.
Эти обычные симптомы заболевания обширно всераспространены в зверином мире, так как они представляют собой естественную реакцию организма на заразу, нужную для борьбы с патогенами и обеспечения излечения. Хотя можно представить, что эти симптомы появляются как побочный эффект иммунного ответа организма, по сути они вызываются мозгом. Но до сего времени ученые не знали, где и как это происходит в тканях мозга.
Не так давно исследователи из Гарвардского института находили ответ на этот вопросец у мышей. Они нашли, как маленькая группа преоптических нейронов поблизости основания мозга “считывает” сигналы иммунной системы организма и как эти сигналы изменяют активность нейронной цепи, вызывая симптомы заболевания, а именно, лихорадку и утрату аппетита. Их исследование размещено в журнальчике Nature.
Новейшие нейроны – участники реакции на заразу
Сначало исследователи из лабораторий Кэтрин Дюлак и Сяовэй Чжуан изучали “эффект лихорадки” у аутистов – явление, при котором симптомы аутизма слабеют, когда пациент испытывает симптомы инфекции. Целью было отыскать нейроны, генерирующие жар, и выявить их связь с нейронами, участвующими в соц поведении.
Для этого команда употребляла мышей в качестве модели исследования. Поначалу они вызвали “неверную” бактериальную заразу, введя мышам маленькое количество компонент бактериальной мембраны, именуемых липополисахаридами (ЛПС). Последовавшая за сиим воспалительная реакция включала несколько симптомов заболевания, таковых как лихорадка, утрата аппетита, завышенное поведение, связанное с поиском тепла, понижение подвижности и нарушение соц взаимодействий. Потом они употребляли секвенирование и флуоресцентную визуализацию, чтоб найти, какие участки мозга были более активны во время инфекции.
Исследователь Джессика Остерхаут нашла, что определенная область гипоталамуса, именуемая вентральной медиальной преоптической областью (ВМПО), была очень активирована по сопоставлению с контрольной группой. Эта область размещена поблизости гематоэнцефалического барьера, который содействует притоку крови к мозгу и действует как барьер против патогенов.
А именно, эти нейроны, которые ранее не были описаны, размещены в гипоталамусе, который контролирует главные гомеостатические функции, поддерживающие организм в здоровом, равновесном состоянии
В итоге команда употребляла набор массивных и четких способов, хемогенетику и оптогенетику, для мониторинга и исследования связи меж разными популяциями нейронов. Используя эти инструменты, исследователи смогли активировать либо ингибировать определенные нейроны в мозге мышей и найти их функции.
Так, исследователи нашли, что они могут увеличивать температуру тела у мышей, наращивать поведение, связанное с поиском тепла, и снижать аппетит. Нейроны, описанные в исследовании, проецируются на 12 областей мозга, некие из которых, как понятно, контролируют жажду, чувство боли и соц взаимодействие. Это дозволяет представить, что активность нейронов в данной для нас области может влиять и на остальные формы поведения при заболеваниях.
Особенное нейронное поведение, которое дает надежду
В процессе тестов ученые также увидели интенсивную активность и активизацию в данной для нас популяции нейронов, когда молекулы иммунной системы посылали завышенные сигналы. Это дозволяет представить, что мозг и иммунная система разговаривают вместе средством паракринной сигнализации в вентральной медиальной преоптической области и через гематоэнцефалический барьер. Паракринная сигнализация – это создание специфичного сигнала клеточками для пуска конфигураций в примыкающих клеточках.
Остерхаут произнес в собственном заявлении: “Как нейробиологи, мы нередко думаем о нейронах, активирующих остальные нейроны, а не о том, что эти остальные способы паракринного типа либо секреторного типа вправду важны. Это изменило мой взор на делему”.
Наиболее того, исследователи нашли в этих нейронах сенсоры, способные распознавать молекулярные сигналы от иммунной системы – способность, которой нет у большинства нейронов. Доктор Дюлак разъясняет: “Происходит то, что клеточки гематоэнцефалического барьера, контактирующие с кровью и периферической иммунной системой, активизируются, и эти ненейрональные клеточки выделяют цитокины и хемокины, которые в свою очередь активируют популяцию нейронов, которую мы нашли”.
Есть надежда, что в один прекрасный момент ученые сумеют употреблять эти находки на людях, обращая процесс назад, когда он станет грозить здоровью. К примеру, лихорадка, обычно, является здоровой реакцией организма, которая помогает убить патоген. Но когда она поднимается очень высоко, то подвергает организм угрозы. Аналогичным образом, утрата аппетита либо понижение жажды быть может сначало полезным, но неизменный недочет питательных веществ либо воды может поставить под опасность излечение от инфекции.
Джессика Остерхаут заключает: “Если мы узнаем, как это работает, то, может быть, сможем посодействовать клиентам, которые испытывают трудности с схожими симптомами, к примеру, клиентам, проходящим химиотерапию либо нездоровым раком, у каких весьма нехороший аппетит”.
Источник
