Достаточно долгое время считалось, что единственный важный элемент головного мозга – это нейроны. Только они управляют всеми процессами в мозге – и в организме. Все остальные составляющие нашего главного органа играют исключительно вспомогательную роль.
Однако потом выяснилось, что это совсем не так. Сначала нейрофизиологи обратили своё внимание на глию, и оказалось, что «вспомогательные» клетки мозга не такие уж и вспомогательные, а астроциты активно влияют на передачу нервных импульсов и сами «общаются» друг с другом. Теперь же, судя по всему, обнаружен третий самостоятельный «игрок» на поле головного мозга: кровеносные сосуды. Исследование опубликовано в журнале eLife.
Физиолог из Университета штата Коннектикут Дэн Малки изучал заднее трапециевидное ядро (RNT, retrotrapezoid nucleus), крошечный пучок нейронов ствола мозга, который контролирует дыхание тела. В предыдущих исследованиях он показал, что нейроны RTN отвечают на повышение концентрации диоксида углерода в крови стимуляцией дыхания. Кроме того, уже более века известно, что при повышении концентрации диоксида углерода, кровеносные сосуды по всему телу расширяются, обеспечивая приток свежей крови и кислорода, вымывая углекислый газ из организма. Но если кровеносные сосуды в RTN поступают так же, как и по всему телу, это может «затереть» сигнал, мешая нейронам управлять дыханием.
Группа Малки решила посмотреть на то, как ведут себя кровеносные сосуды в заднем трапециевидном ядре в ответ на повышение концентрации углекислого газа. К удивлению учёных, сосуды… сужались. Проверив поведение сосудов в других участках мозга, в первую очередь коры, исследователи выяснили, что в остальном мозге всё происходит так же, как и в организме – сосуды послушно расширяются.
Так что же заставляет сосуды RTN «поступать наперекор» остальным кровеносным сосудам? «Виноватым» оказался второй «игрок» головного мозга – астроциты, основные клетки глии. В ответ на повышение концентрации углекислого газа, только астроциты RTN вели себя иначе: выпускали небольшую сигнальную молекулу аденозинтрифосфата (АТФ), которая заставляла сосуды сужаться.
Дополнительные проверки подтвердили правоту учёных. Кровеносные сосуды RTN сужались и тогда, когда астроциты искусственно стимулировали выделять АТФ, и тогда, когда сосуды просто обрабатывали АТФ. А блокирование рецепторов АТФ блокировало способность кровеносных сосудов отвечать на углекислый газ.
Текст: Алексей Паевский