Нейроны общаются друг с другом через синапсы – сложные межклеточные соединения, которые помогают сигналам перескочить от одной клетке к другой и одновременно регулируют силу этого сигнала.
В синапсе сигнал может усилиться или, наоборот, ослабеть. Но синапсы должны появляться в нужное время и в нужном месте.
Бывает так, что межнейронных соединений образуется слишком много, и в мозге появляется слишком много нервных цепочек, которые мешают друг другу, создавая информационный шум – что, в свою очередь, может привести к разным психоневрологическим расстройствам. Считается, что аутизм возникает как раз из-за избытка синапсов. Но и недостаток синапсов, как можно догадаться, тоже ни к чему хорошему не приводит.
Число синапсов зависит не только от самих нейронов. За межнейронными контактами следит микроглия – так называют вспомогательные клетки нервной системы, которые представляют что-то вроде департамента иммунной системы в мозге. Но кроме того, что клетки микроглии убирают разный мусор и следят, чтобы в мозг не проникала инфекция, они ещё и обстригают на нейронах ненужные синапсы. Особенно активно этот процесс идёт в ранней юности.
В статье в Nature Neuroscience исследователи из Общеклинической больницы Массачусетса пишут, что повышенная активность микроглии может быть одной из причин шизофрении. Напрямую изучать синапсообразование и работу микроглии в человеческом мозге пока ещё невозможно, поэтому авторы работы создали специальную клеточную модель.
В клетки микроглии превращали другие иммунные клетки, которые плавают у нас в крови, а чтобы понять, как они ведут себя с синапсами, им скармливали синаптосомы, взятые от нейронов, которых тоже выращивали в клеточной культуре. Синаптосома – это набор клеточных структур (мембранные пузырьки с нейромедиаторами, специальные рецепторы и т. д.), необходимых для передачи и приёма сигнала; синаптосому можно отделить от нейрона и потом изучать отдельно – например, отдавая ее микроглие.
Для эксперимента брали иммунные клетки и нейроны от здоровых людей и от больных шизофренией. Как было сказано выше, от нейронов отделяли синаптосомы и смотрели, как их едят клетки микроглии. В другом варианте клетки микроглии просто подсаживали к нейронам. В обоих случаях микроглия от больных шизофренией по сравнению с микроглией от здоровых людей активнее поглощала синаптосомы, хоть отдельные, хоть прямо на нейронах. Но особенно такая микроглия была активна, если и сами нейроны тоже были от больных шизофренией. То есть дело здесь не только в микроглие, но и в каких-то особенностях самих нейронов.
Оказалось, что у нервных клеток больных шизофренией действительно слишком активно работает ген с4, кодирующий один из иммунных белков. Обычно белок С4 помогает бороться с инфекцией. Однако он же заставляет иммунные клетки энергичнее объедать синапсы. Кстати, именно о том же белке шла речь в статье, опубликованной несколько лет назад и посвящённой взаимосвязи шизофрении и иммунитета – в той работе говорилось, что из-за с4 нейроны теряют слишком много синапсов.
Удалось выяснить, что антибиотик миноциклин подавляет активность микроглии, спасая от неё синапсы. Миноциклин и ему подобные соединения используют протии акне, и исследователи решили сопоставить количество случаев шизофрении и использование антибиотиков среди детей и подростков от 10 до 18 лет. (Первые симптомы шизофрении, как известно, часто проявляется как раз в ранней молодости.)
Статистика охватывала более 22.000 человек, и по всему выходило, что у тех, кто использовал против акне миноциклин и похожий на него доксициклин, риск психоневрологических расстройств был меньше, чем у тех, кто принимал другие антибиотики. Какие-либо клинические выводы делать пока рано, но, возможно, в будущем число случаев шизофрении действительно можно будет уменьшить, тем или иным способом успокаивая у молодых людей иммунитет.
Автор: Кирилл Стасевич