Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

 

НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей

Астроциты могут как подавлять, так и стимулировать передачу нервных импульсов

Астроциты могут как подавлять, так и стимулировать передачу нервных импульсов

Ученые показали, что астроциты — вспомогательные клетки нервной системы — при различных типах стимуляции светом либо помогают проводить нервные импульсы, либо препятствуют этому. Так, если в мембрану астроцита были искусственно встроены белки — ионные каналы, которые при освещении закачивали в клетку кальций, — происходило торможение сигнала. Когда же астроциты имели белки другой природы — рецепторы, — то скорость и сила нервного импульса повышалась. Полученные данные могут использоваться в поведенческих экспериментах при изучении механизмов памяти и обучения. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Hippocampus и в более ранней статье.


Нервная система животных включает несколько типов клеток, основные из которых — нейроны, участвующие в передаче нервного импульса. Они имеют большое количество отростков, контакты между которыми, называемые синапсами, объединяют клетки в единую сеть. Синапсы состоят из пресинаптической и постсинаптической мембран — на «передающем» и «воспринимающем» нейронах соответственно, — а также пространства между ними. На пресинаптической мембране выделяются особые молекулы, которые, связываясь с рецепторами на постсинаптической мембране, запускают формирование и передачу электрического импульса.


Кроме нейронов, нервную ткань составляют глиальные «клетки-помощники». К ним, например, относятся астроциты, которые регулируют состав межклеточной жидкости и питание нейронов. Кроме того, астроциты могут влиять на передачу нервного импульса. Они формируют отростки, контактирующие с синапсами, и выделяют в околосинаптическое пространство специальные вещества — глиотрансмиттеры, которые определяют силу нервного импульса. При этом количество глиотрансмиттеров сильно зависит от того, сколько ионов кальция содержится в астроцитах. Кальций же в этих клетках может накапливаться двумя способами: либо с помощью ионных каналов, закачивающих его из внеклеточной среды, либо вследствие выброса кальция, уже запасенного в так называемых внутриклеточных депо.


Ученые из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва), Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (Санкт-Петербург) и Техасского университета (США) исследовали, как источник кальция при возбуждении астроцитов влияет на передачу нервного импульса, а также на активность генов в нейронах. Для этого авторы использовали срезы мозга мышей и крыс, в астроциты которых методом генной инженерии были встроены белки, реагирующие на возбуждение светом определенных длин волн. Благодаря такой модификации клетки при освещении накапливали ионы кальция, поступающие либо из внеклеточного пространства, либо из внутриклеточного депо. В первом случае светочувствительные белки выполняли роль ионных каналов, а во втором — рецепторов, запускающих цепочку реакций для выхода кальция из депо.


Исследователи установили, что стимуляция светочувствительных белков, работающих по принципу 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.


Эксперименты с астроцитами, содержащими светочувствительные белки-рецепторы, показали, что освещение активировало клетки такого типа и увеличило силу нервного импульса между нейронами почти на 62%, что было связано с выбросом исключительно ГАМК. АТФ в этом случае не выделялся. Кроме того, в модифицированных клетках увеличилась активность генов, участвующих в формировании долговременной памяти. Такая реакция может говорить о том, что усиленная передача импульсов способна сохраняться довольно долго.


«Использование разных светочувствительных белков позволило с помощью света регулировать внутриклеточные кальций-зависимые процессы в астроцитах и подобрать параметры, улучшающие или ухудшающие передачу импульсов между нейронами. Полученные данные позволят довольно тонко управлять активностью целых нейронных сетей при изучении мозга в норме и при патологии. Мы продолжим исследовать взаимодействия между различными клетками нервной системы, чтобы лучше понять принципы организации памяти и обучения», — рассказывает Анастасия Бородинова, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

 

Рисунок 1. Схема регуляции синаптической передачи в нейронах гиппокампа с помощью разных генетически-кодируемых светочувствительных белков в астроцитах. Тетанус — высокочастотная электрическая стимуляция; ChR2 — канальный родопсин, работающий по принципу ионного канала в ответ на световой стимул; Opto-a1AR — синтетический белок, работающий по принципу рецептора в ответ на световой стимул. Источник: Анастасия Бородина


Пресс-служба Российского научного фонда

Администрация сайта med-practic.com не несет ответственности

за содержание информации
Loading...
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

Генетически модифицированная печень свиньи впервые пересажена человеку
Генетически модифицированная печень свиньи впервые пересажена человеку

Впервые в мире китайские ученые успешно пересадили генетически модифицированную свиную печень пациенту с констатированной смертью мозга...

НОВОСТИ. Хирургия НОВОСТИ. Открытия, происшествия
Ученые выявили генетические варианты, которые не повышают риск смерти от рака
Ученые выявили генетические варианты, которые не повышают риск смерти от рака

По мере повышения спроса на услуги генетического тестирования среди пациентов онкологического профиля врачам и исследователям удается выявлять новые генетические...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Генетика
«Выключить» артрит: британские ученые опробуют новый метод лечения
«Выключить» артрит: британские ученые опробуют новый метод лечения

Пациенты принимают участие в исследовании, которое, как надеются ученые, в конечном итоге даст миру новый метод лечения ревматоидного артрита...

НОВОСТИ. Системные заболевания
Парализованный пациент встал на ноги после лечения стволовыми клетками
Парализованный пациент встал на ноги после лечения стволовыми клетками

В ходе первого в своем роде клинического испытания, проведенного в Японии, метод лечения травм спинного мозга, основанный на перепрограммированных стволовых клетках...

НОВОСТИ. Нервная система НОВОСТИ. Новые методы лечения
NatCom: выявлена сеть мозга, связанная с генерализованной эпилепсией
NatCom: выявлена сеть мозга, связанная с генерализованной эпилепсией

Исследователи из Клиники «Бригем энд уименс» и Гарвардской Медицинской школы обнаружили, что генерализованные эпилептические приступы связаны с определенной...

НОВОСТИ. Нервная система
Пересадка кала может стать методом лечения депрессии
Пересадка кала может стать методом лечения депрессии

Все привыкли считать, что депрессия развивается вследствие нарушений работы мозга. Однако некоторые ученые предполагают, что виновником может...

НОВОСТИ. Психические и поведенческие расстройства НОВОСТИ. Психическое здоровье НОВОСТИ. Депрессия
Израильский метод редактирования генов может произвести революцию в лечении рака
Израильский метод редактирования генов может произвести революцию в лечении рака

Израильские исследователи из Тель-Авивского университета добились значительного прогресса в лечении опухолей головы и шеи, используя технологию редактирования...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Генетика
В Китае открыли новый способ борьбы с раком
В Китае открыли новый способ борьбы с раком

Медицинский университет Гуанси в Китае сделал собственное открытие, полученное опытным путем. Исследователи создали генно-модифицированный вирус...

НОВОСТИ. Онкология
ИИ диагностирует рак молочной железы наравне с врачами
ИИ диагностирует рак молочной железы наравне с врачами

Группа врачей и ученых провела исследование, в котором оценила возможности программы...

НОВОСТИ. Онкология
Ученые обнаружили соединение, которое возможно сможет восстановить полный двигательный контроль после инсульта
Ученые обнаружили соединение, которое возможно сможет восстановить полный двигательный контроль после инсульта

Исследователи впервые обнаружили соединение, которое помогает восстановить полный двигательный контроль после инсульта - способность...

НОВОСТИ. Нервная система
Ученые обнаружили намеки на потенциальную новую причину рака желудка
Ученые обнаружили намеки на потенциальную новую причину рака желудка

Впервые ученые систематически проанализировали соматические мутации в слизистой оболочке желудка, чтобы выявить мутационные процессы, некоторые...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Пищеварительная система
Открытие нового белка может кардинально изменить доставку противоопухолевых препаратов
Открытие нового белка может кардинально изменить доставку противоопухолевых препаратов

В семействе бактерий, обитающих в почве и микробиоме кишечника человека, обнаружен ранее неизвестный белок, который может помочь в доставке лекарств для лечения рака...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы лечения
Новый лабораторный инструмент выявляет вирусы, способные уничтожить золотистый стафилококк
Новый лабораторный инструмент выявляет вирусы, способные уничтожить золотистый стафилококк

Недавно разработанный лабораторный инструмент может в течение нескольких часов помочь определить специфические вирусы, которые можно использовать для ...

НОВОСТИ. Инфекции НОВОСТИ. Новые методы лечения
Дивозилимаб стал первым оригинальным генно‑инженерным биологическим препаратом для лечения системной склеродермии
Дивозилимаб стал первым оригинальным генно‑инженерным биологическим препаратом для лечения системной склеродермии

Российский Минздрав одобрил еще одно показание для инновационной терапии рассеянного склероза разработки «Биокад». Дивозилимаб стал...

НОВОСТИ. Системные заболевания НОВОСТИ. Лекарственные средства НОВОСТИ. Новые методы лечения
Связь между болезнями десен и деменцией
Связь между болезнями десен и деменцией

Крепкие десны — блестящий ум! Исследования показывают, что болезни десен имеют более серьезные последствия, чем мы думали. Подробнее об этом рассказала стоматолог...

НОВОСТИ. ЛОР заболевания НОВОСТИ. Нервная система

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ