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

Опубликованы новые клинические рекомендации по ведению пациентов с язвенным колитом
Опубликованы новые клинические рекомендации по ведению пациентов с язвенным колитом

С 1 января 2025 года при диагностике и лечении язвенного колита у взрослых будет необходимо применять новые клинические рекомендации...

НОВОСТИ. Пищеварительная система
Разработан новый пластырь для регенерации тканей печени
Разработан новый пластырь для регенерации тканей печени

В Национального университета Тайваня создан пластырь способствующий регенерации тканей печени. Пластырь состоит из внеклеточного матрикса и комплекса фактора роста...

НОВОСТИ. Пищеварительная система
Разработано клиническое консенсусное заявление европейских экспертов по эмболическим инсультам из неустановленного источника
Разработано клиническое консенсусное заявление европейских экспертов по эмболическим инсультам из неустановленного источника

Документ опубликован в European Heart Journal.  
Совет по инсульту Европейского общества кардиологов (ESC), Европейская ассоциация по сердечно...

НОВОСТИ. Нервная система
Снижение веса и кишечный микробиом
Снижение веса и кишечный микробиом

Ученые проанализировали, как на состав микробиоты людей с лишним весом или ожирением влияли две диеты: ограничение калорий или интервальное голодание с повышенным...

НОВОСТИ. Пищеварительная система
Разработан стандарт медпомощи при внебольничной пневмонии
Разработан стандарт медпомощи при внебольничной пневмонии

Минздрав подготовил стандарт диагностики и лечения внебольничной пневмонии у детей. Помощь им оказывают амбулаторно и в стационаре. Срок лечения законченного...

НОВОСТИ. Дыхательная система
Есть надежда. Вакцина на основе мРНК показала многообещающие результаты в борьбе с глиобластомой
Есть надежда. Вакцина на основе мРНК показала многообещающие результаты в борьбе с глиобластомой

С подробностями — SciTechDaily.
Новая противораковая мРНК-овая вакцина нацеливает иммунную систему на глиобластому...

НОВОСТИ. Онкология
Эндогенные ретровирусы и их связь с психическими расстройствами
Эндогенные ретровирусы и их связь с психическими расстройствами

Исследователи из Великобритании и США проанализировали посмертные образцы мозга людей, страдавших разными психиатрическими расстройствами, и выявили четыре эндогенных ретровируса...

НОВОСТИ. Инфекции НОВОСТИ. Психические и поведенческие расстройства
Комбинация Bristol Myers улучшает исход операции по удалению метастазов меланомы
Комбинация Bristol Myers улучшает исход операции по удалению метастазов меланомы

Получение препаратов Опдиво и Ервой от Bristol Myers Squibb перед хирургической операцией у пациентов с метастазами меланомы в лимфатические узлы, позволяет получить...

НОВОСТИ. Дерматология НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы лечения
Кариес связали с увеличением риска кровоизлияния в мозг
Кариес связали с увеличением риска кровоизлияния в мозг

У людей с невылеченным кариесом резко увеличен риск развития геморрагического инсульта. Ученые предполагают, что эта связь обусловлена бактерией, которая вызывает кариес...

НОВОСТИ. Нервная система НОВОСТИ. Стоматология
FDA одобрило операцию по имплантации мозгового чипа Neuralink второму пациенту
FDA одобрило операцию по имплантации мозгового чипа Neuralink второму пациенту

Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) выдало разрешение компании Neuralink на проведение имплантации мозгового чипа...

НОВОСТИ. Нервная система НОВОСТИ. Новые методы лечения
В России научили искусственный интеллект находить метастазы в костях
В России научили искусственный интеллект находить метастазы в костях

Компьютерную программу, которая с помощью искусственного интеллекта помогает выявлять наличие метастазов в костях онкопациентов, разрабатывают ученые...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы диагностики
Выявлены генетические мутации ассоциированные с долголетием и развитием болезни Альцгеймера
Выявлены генетические мутации ассоциированные с долголетием и развитием болезни Альцгеймера

В журнале Aging Cell опубликованы результаты исследования, посвященного генетическим мутациям, способствующим долголетию и сохранению когнитивных способностей у пациентов...

НОВОСТИ. Нервная система НОВОСТИ. Генетика
Есть эффект! Прогрессирование болезни Паркинсона замедлили введением антител
Есть эффект! Прогрессирование болезни Паркинсона замедлили введением антител

Предварительные испытания лекарства, нацеленного на белковые скопления, характерные для болезни Паркинсона, могут замедлить прогрессирование двигательных симптомов...

НОВОСТИ. Нервная система
Новый алгоритм точнее определяет раковые клетки. Прорыв в компьютерном зрении
Новый алгоритм точнее определяет раковые клетки. Прорыв в компьютерном зрении

Исследователи из Южного федерального университета совместно с коллегами из Университета Монпелье разработали новый алгоритм, значительно повышающий точность диагностики...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы диагностики
В Британии начались испытания первой в мире «индивидуальной» вакцины от меланомы
В Британии начались испытания первой в мире «индивидуальной» вакцины от меланомы

В Великобритании начались испытания первой в мире «индивидуальной» (то есть адаптированной под конкретного пациента) вакцины от меланомы — самой смертоносной формы рака кожи...

НОВОСТИ. Дерматология НОВОСТИ. Онкология

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ