Исследователи из Нидерландского института неврологии обнаружили, что управление энергией тормозных клеток мозга отличается от управления энергией возбуждающих клеток нашего мозга. Почему это так и какова связь с рассеянным склерозом?
Клетки мозга соединены друг с другом аксонами — частями нейрона, передающими электрические сигналы. Чтобы сделать это эффективно, аксоны покрываются миелином, богатым липидами материалом, который увеличивает скорость проведения электрических импульсов. Важность миелина становится очевидной при таких заболеваниях, как рассеянный склероз (РС), когда миелин разрушается, что оказывает пагубное воздействие на функцию мозга.
В результате потери миелина нарушается проведение электрических сигналов , а значит, и энергетические затраты на этот процесс становятся значительно выше.
Миелин ведет себя по-разному в зависимости от типа клеток. Наш мозг состоит как из возбуждающих, так и из тормозных клеток мозга . Нам нужны эти ингибиторы, известные как интернейроны, чтобы структурировать симфонию множества электрических импульсов в нашем мозгу. Когда стимулирующие клетки мозга активны случайным образом без тормозов, управляющих этой активностью, связь между клетками мозга становится менее точной. Таким образом, интернейроны имеют большое значение для эффективного функционирования нашего мозга.
Команда исследователя Коэна Коула и его научного руководителя Маартена Коула изучила особый тип интернейрона: парвальбумин или PV-клетку. Хотя клетки PV занимают лишь небольшой процент клеток коры головного мозга , они очень хорошо контролируют окружающие сети клеток головного мозга. Это в основном из-за их обширных аксонов с множеством ответвлений.
Они также имеют высокий уровень электрической активности. Это требует много энергии, но гарантирует, что PV клетки могут эффективно ингибировать окружающие клетки. Примечательно, что клетки PV покрыты миелином только в первых нескольких ответвлениях их аксона, оставляя большие части аксона непокрытыми. Так что же именно делает миелин в этих клетках?
Миелин, по-видимому, важен для клеток PV. Предыдущие исследования тканей пациентов с рассеянным склерозом показали, что клетки PV погибают при потере миелина. Помимо проводимости, миелин также играет важную роль в питании клетки. Питательные вещества из миелина могут быть поглощены митохондриями, энергетическими фабриками клетки. Поскольку клетки PV потребляют много энергии, считалось, что миелин в этих клетках может играть важную роль в поддержании производства энергии митохондриями.
Противоположный эффект от других типов клеток
Новое исследование показывает, что это действительно так, в отличие от других типов клеток. В возбуждающих клетках мозга митохондрии были равномерно распределены вдоль аксона, но в клетках PV команда обнаружила, что аксоны с миелином содержат больше митохондрий. И когда миелин уменьшен в экспериментальных условиях, клетки PV показали уменьшение количества митохондрий, тогда как в возбуждающих клетках митохондрии становятся более многочисленными. И это новое.
В клетках ПВ митохондрии ведут себя противоположным образом, чем это было известно ранее в литературе для других типов клеток. Но почему именно это происходит в этих клетках?
Исследователь Коэн Коле говорит: «Мы подозреваем, что это связано с тем фактом, что PV-клетки имеют невероятно высокую потребность в энергии из-за их высокого уровня активности. Кроме того, их аксоны очень тонкие по сравнению с аксонами других типов клеток, которые может еще больше увеличить их потребление энергии. Таким образом, клетки PV могут быть более зависимы от внешних питательных веществ из миелина».
«Следующим важным шагом было бы лучшее понимание того, как миелин влияет на использование энергии в аксонах клеток PV. Аномалии в клетках PV и митохондриях могут быть обнаружены при многих других неврологических расстройствах, помимо рассеянного склероза. Поэтому очень важно получить больше информации. в управление энергией в этом типе клеток».
