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

Американские хирурги провели первую полную роботизированную трансплантацию сердца без рассечения грудной клетки
Американские хирурги провели первую полную роботизированную трансплантацию сердца без рассечения грудной клетки

Хирурги впервые успешно выполнили полностью роботизированную трансплантацию сердца без вскрытия грудной клетки. Историческая процедура была проведена в медицинском центре...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система НОВОСТИ. Хирургия НОВОСТИ. Открытия, происшествия
Исчезает без следа: ученые улучшили сплав для временных имплантатов
Исчезает без следа: ученые улучшили сплав для временных имплантатов

Российские ученые представили новый биодеградируемый сплав на основе железа, перспективный для создания медицинских имплантатов в ортопедии, онкологии и ветеринарии...

НОВОСТИ. Травматология и ортопедия
Антибиотик ципрофлоксацин, как основа для создания новых гипотензивных препаратов
Антибиотик ципрофлоксацин, как основа для создания новых гипотензивных препаратов

У ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (иАПФ) имеются в ряде случаев побочные эффекты из-за их неспецифического действия. Группа ученых из Великобритании и Южной...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система НОВОСТИ. Артериальные гипертензии, аритмии
Появилась новые возможности лечения рака предстательной железы
Появилась новые возможности лечения рака предстательной железы

В мае 2025 года на территории РФ было зарегистрировано новое показание для препарата талазопариба. Теперь он может применяться в комбинации с энзалутамидом для лечения взрослых пациентов...

НОВОСТИ. Уроандрология НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы лечения
Пластырь с миллионом наноиголок вместо классической биопсии
Пластырь с миллионом наноиголок вместо классической биопсии

Ученые Королевского колледжа в Лондоне представили свое новое изобретение: пластырь с десятками миллионов наноиголок, который может заменить традиционную биопсию...

НОВОСТИ. Новые методы диагностики
Обнаружен неожиданный метод защиты от деменции
Обнаружен неожиданный метод защиты от деменции

Датские исследователи из Орхусского университета обнаружили, что белок, вырабатываемый бактерией Helicobacter pylori — возбудителем язвы желудка, — способен замедлять развитие деменции...

НОВОСТИ. Нервная система
«Клей» ДНК может помочь предотвратить и лечить заболевания, вызванные старением
«Клей» ДНК может помочь предотвратить и лечить заболевания, вызванные старением

Исследователи из Университета Маккуори обнаружили природный белок, содержащийся в клетках человека, который играет важную роль в восстановлении поврежденной ДНК — молекулы...

НОВОСТИ. Новые методы лечения
Первая в мире терапия рака крови - терапия «троянским конем»
Первая в мире терапия рака крови - терапия «троянским конем»

Терапия «троянским конем», которая позволяет незаметно вводить токсичные препараты внутрь раковых клеток, впервые в мире стала доступна в Национальной...

НОВОСТИ. Гематология НОВОСТИ. Новые методы лечения
В исследовании терапии мигрени AbbVie достигнута основная цель
В исследовании терапии мигрени AbbVie достигнута основная цель

Компания AbbVie заявила о достижении основной цели прямого сравнительного исследования III фазы по изучению препарата для лечения мигрени. Препарат Qulipta, представленный на европейском...

НОВОСТИ. Боль
Ученые разработали «половую инфекцию» для комаров, которая может спасти миллионы жизней
Ученые разработали «половую инфекцию» для комаров, которая может спасти миллионы жизней

В борьбе с малярией, ежегодно уносящей более 600 тысяч жизней, ученые нашли неожиданное решение — они превратили брачное поведение комаров в их слабость. Исследователи из...

НОВОСТИ. Инфекции
Ученые разработали электронную татуировку для измерения умственной нагрузки и предотвращения выгорания
Ученые разработали электронную татуировку для измерения умственной нагрузки и предотвращения выгорания

Исследователи разработали временную электронную татуировку, которая расшифровывает мозговые волны для измерения умственного напряжения и предотвращения «выгорания»...

НОВОСТИ. Нервная система
В Британии тестируют таблетки из фекалий для борьбы с супербактериями
В Британии тестируют таблетки из фекалий для борьбы с супербактериями

Врачи из Великобритании начали испытания необычного, но перспективного способа борьбы с супербактериями — с помощью капсул, содержащих замороженные образцы фекалий от здоровых доноров...

НОВОСТИ. Инфекции НОВОСТИ. Фармацевтика
В Израиле впервые успешно прошла операция по пересадке искусственного сердца
В Израиле впервые успешно прошла операция по пересадке искусственного сердца

В Израиле впервые успешно проведена операция по пересадке искусственного сердца. Историческое хирургическое вмешательство состоялось в иерусалимской больнице "Хадасса Эйн-Керем"...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система НОВОСТИ. Хирургия НОВОСТИ. Открытия, происшествия
В США одобрен первый анализ крови для диагностики болезни Альцгеймера
В США одобрен первый анализ крови для диагностики болезни Альцгеймера

Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) в пятницу, 16 мая 2025 года, разрешило продажу первого диагностического устройства...

НОВОСТИ. Нервная система НОВОСТИ. Новые методы диагностики
Экспериментальный препарат увеличил продолжительность жизни пациентов с раком на 40% в ходе клинических испытаний
Экспериментальный препарат увеличил продолжительность жизни пациентов с раком на 40% в ходе клинических испытаний

Новый перспективный метод лечения некоторых наиболее агрессивных форм рака желудка показал обнадеживающие результаты во второй фазе клинических испытаний. Терапия привела...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы лечения

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ