Клетки-астроциты оказались способны как подавлять, так и стимулировать передачу нервных импульсов. Об этом сообщает пресс-служба РНФ.
В нервную систему человека входят не только нейроны, но и множество вспомогательных клеток. Сами нейроны имеют множество отростков и с помощью синапсов образуют сеть. Функция же астроцитов сводится к регулированию состава межклеточной жидкости и обеспечению питания нейронов. Кроме того, астроциты могут влиять на передачу нервных импульсов, выделяя в ткань вокруг синапсов глиотрансмиттеры — вещества, усиливающие или ослабляющие импульс. Для образования глиотрансмиттеров необходимы ионы кальция, которые поступают в астроциты из внешней среды.
Ученые из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва) и их коллеги из России и США выяснили, как источник кальция при возбуждении астроцитов влияет на передачу нервного импульса, а также на активность генов в нейронах. Ради этого ученые провели эксперименты на животных: использовали срезы мозга мышей и крыс, в астроциты которых методом генной инженерии были встроены белки, реагирующие на возбуждение светом. Из-за этого клетки становились светочувствительным и при освещении запасали ионы кальция, поступающие либо из внешней среды через ионные каналы, либо из внутриклеточного депо при стимуляции рецепторов.
Исследователи установили, что стимуляция светочувствительных белков, работающих в роли ионных каналов, подавляла передачу нервного импульса до 54% у мышей и до 15% у крыс. Этот эффект объясняется тем, что в ответ на освещение и увеличение уровня кальция клетки выделяли два “тормозящих” глиотрансмиттера — аденозинтрифосфат (АТФ) и гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Подавление усиливалось, если на клетки дополнительно воздействовали электрическим током, поскольку он приводил к дополнительной выработке АТФ и ГАМК. При стимуляции рецепторов, способствующих выбросу кальция из внутриклеточного депо, свет увеличивал силу сигнала на 62%.
Авторы отмечают, что их исследование демонстрирует возможность управление передачей импульсов для регулирования активности целых нейронных сетей. Это требуется делать как в исследовательских целях, так и при возможном лечении патологий. В дальнейшем ученые планируют продолжить эксперименты с разными типами клеток, чтобы понять принципы работы обучения и памяти.
Ранее ученые нашли препарат для погружения человека в спячку во время космических путешествий.