Служебные клетки мозга помогают нейронам держать форму

Глиальные клетки помогают формироваться чувствительным окончаниям нейронов, тем самым влияя на их функции.

служебные клетки мозга помогают нейронам держать форму
Нейроны (красным, окрашены только тела нейронов, без отростков) и глиальные клетки (зелёным) ядер ствола мозга.

В состав нервной системы входят не только нейроны, но и несколько видов вспомогательных клеток, называемых глиальными. Клеток нейроглии очень много (например, они составляют более половины нашего мозга), и функций у них тоже очень много. Раньше считалось, что в целом они служат «няньками», обеспечивая нейронам механическую поддержку, питая их, формируя миелиновую оболочку вокруг нервных отростков и т. д., то есть довольно пассивны и в жизнь нейронов по большому счёт не вмешиваются. Однако со временем стало выясняться, что нейроглия на самом деле активней, чем о ней думали, и что её клетки иногда в прямом смысле указывают нейронам, что им делать. Некоторое время назад исследователи из Массачусетского технологического института опубликовали статью, в которой обсуждали связь между эпилепсией и аномалиями в работе глиальных клеток. Одни из них, под названием астроциты, могут выделять нейромедиаторы и, как считается, они регулируют медленноволновую активность во время сна. Два года назад мы писали о том, что глиальные клетки поддерживают в мозге особые электрические волны, необходимые для высших когнитивных процессов – в частности, те же астроциты помогают нейронам отличать знакомое от незнакомого.

Глиальные клетки астроциты.

Новые важные функции у служебных клеток нервной системы нашли Шай Шахам (Shai Shaham) и его коллеги из Рокфеллеровского университета. Они изучали сенсорные нейроны у круглого червя Caenorhabditis elegans, в частности, один из этих нейронов реагировал на изменения температуры, а два других – на запахи. Для сенсорных клеток (да и не только для них) крайне важна форма их поверхности в том месте, которым они чувствуют, где находятся белки, реагирующие на температуру, ароматические молекулы и т. д. Оказывается, что в «формовке» поверхностей сенсорных нервных клеток самое активное участие принимает глия, причём с разными нейронами глиальные клетки работают по-разному. Так, рядом с термосенсором глия синтезировала белок KCC-3, занимающийся ионным транспортом. От KCC-3 зависела не только форма нейрона, но и температурная память самого червя – с выключенным белком он не мог запомнить, какая температура подходит ему лучше всего.

В статье в Cell авторы пишут, что белок KCC-3 регулирует концентрацию хлорид-ионов с внешней стороны мембраны, а от хлорид-ионов, в свою очередь, зависит активность другого белка, который меняет структуру цитоскелета. Форма же клетки – или её части – как раз от цитоскелета и зависит, и вот так получается, что KCC-3 через несколько посредников задаёт внешний вид сенсорных нейронных поверхностей. Всё это касается только термочувствительных окончаний. Однако, как говорится в другой статье  из той же лаборатории, глия влияет на форму не только термочувствительных, но и других нейронов, и, возможно, там задействованы какие-то другие молекулярные сигналы.

Строго говоря, здесь речь идёт о глиальных клетках, которые находятся не в мозге, а в периферической нервной системе. Но, к примеру, у нас KCC-3 можно найти не только в периферических нервах, но ещё и в сетчатке глаза, и в ухе, и в мозге. Мутации в гене, который его кодирует, приводят к разным формам сенсорных нейропатий, когда человек страдает от звона в ушах, беспричинных болей, внезапной слабости в руках и ногах и т. д. С другой стороны, такие заболевания, как эпилепсия или синдром Хантингтона, по некоторым данным, связаны с деформациями нейронов, и что такие дефекты связаны с KCC-3. Вряд ли стоит объяснять, как форма нейронных окончаний может влиять на память, на когнитивные процессы, вообще на всё – и если глиальные клетки действительно помогают её «лепить» и поддерживать, то роль глии в функционировании нервной системы вообще и мозга в частности делается просто исключительной.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник