Высокое потребление соли – известная причина гипертонии, но механизмы ее влияния на мозг остаются загадкой.
Канадские ученые обнаружили, что избыток соли в рационе активирует в мозге микроглию, которая начинает «поедать» отростки астроцитов, связывающих их с нейронами, секретирующими вазопрессин – гормон, регулирующий давление. В результате растет активность этих нейронов и артериальное давление. Работа, опубликованная в журнале Neuron, раскрывает новую роль микроглии как активного регулятора мозговых связей.
Одна из ключевых проблем современного питания – высокое содержание соли в продуктах питания. Повышенное потребление соли связано с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний и гипертонии, что представляет собой одну из самых распространенных проблем в современном обществе. Однако до сих пор не до конца ясно, как именно диета с высоким содержанием пищевой соли сказывается на функционировании головного мозга.
Исследования показывают, что некоторые физиологические состояния, такие как, например, хроническое обезвоживание, приводят к структурной перестройке глиальных клеток, которые критически важны для нормального функционирования нейронов. При этом происходит перестройка нейрон-глиальных связей, благодаря которым между этими двумя типами клеток происходит коммуникация и нейромодуляция. Тем не менее, на данный момент до конца не понятно, как пластические изменения нейрон-глиальных контактов влияют на нейронную активность.
В недавнем исследовании канадские ученые решили выяснить, как высокосолевая диета влияет на механизмы структурной пластичности астроцитов, и определить, как эти изменения влияют на активность нейронов гипоталамуса, секретирующих вазопрессин (гормон отвечает за регулирование количества жидкости в организме, тонус сосудов). Кроме того, исследователи намеревались оценить, как эти изменения сказываются на артериальном давлении. Эксперименты проводились на специальной линии трансгенных крыс, что позволило ученым визуализировать и изучать конкретные типы клеток: астроциты, микроглию и нейроны, секретирующие вазопрессин.
Исследователи выяснили, что диета с высоким содержанием соли вызывает локальное накопление реактивной микроглии именно вокруг нейронов, секретирующих вазопрессин, но не в других областях мозга. В свою очередь эта микроглия начинала активно поглощать отростки астроцитов, уменьшая астроцитарное покрытие нейронов. Ключевое открытие состояло в обнаружении процесса высвобождения микроглией трансформирующего фактора роста бета (TGF-β), который, действуя на астроциты, запускал процесс их структурного ремоделирования.
Сокращение связей между астроцитами и нейронами нарушило процесс очистки синаптических щелей от нейромедиатора глутамата. В результате глутамат начинал действовать на внесинаптические глутаматные NMDA-рецепторы (создают возбуждающий ток) и повышать активность нейронов, продуцирующих вазопрессин. Это усиление нейронной активности, вызванное микроглией, в итоге привело к повышению артериального давления.
В свою очередь подавление сигнального пути TGF-β уменьшило потерю астроцитарных отростков, ослабило повышенную активность нейронов, секретирующих вазопрессин, и предотвратило повышение артериального давления, вызванные диетой с высоким содержанием соли.
Значимость этого исследования состоит в том, что в ней описан ранее неизвестный механизм взаимодействия нейронов и глии, а также физиологического механизма регуляции артериального давления. Микроглия, которая традиционно считается иммунной системой мозга, выступает в роли регулятора синаптической пластичности, опосредуя структурные изменения астроцитов. Обнаружение сигнального пути TGF-β и эффектов от его подавления открывает новые потенциальные мишени для терапии солезависимой гипертонии.
Текст: Анна Удоратина