В коже мышей нашли новый орган восприятия боли

Шведские ученые описали у мышей новую структуру, которая пронизывает все слои кожи и реагирует на внешние раздражители. Она состоит из тесно переплетенных нейронов и вспомогательных глиальных клеток. Раньше считалось, что глия не участвует в восприятии боли, но исследователи продемонстрировали, что это не так: когда они избирательно стимулировали только вспомогательные клетки, мыши отдергивали лапы и начинали зализывать раны. Работа опубликована в журнале Science.

Большинство нервных волокон за пределами головного мозга окружены защитной оболочкой — миелином. Ее образуют олигодендроциты, или шванновские клетки — группа глиальных клеток, которые обматывают собой отростки нейрона, подобно тому как изолента обматывает провод. Миелинизация ускоряет проведение сигнала по волокнам и отделяет их друг от друга. Однако некоторые нервные клетки лишены изоляции, и в качестве классического примера обычно приводят волокна болевой чувствительности. Долгое время считалось, что ноцицептивные (болевые) нейроны абсолютно «голые» и работают независимо от глии. Правда, некоторые ученые находили рядом с ними отдельные шванновские клетки, но приписывали им лишь вспомогательные функции — защиту и транспорт питательных веществ к нейронам.

Группа исследователей из Стокгольма под руководством Хинд Абдо (Hind Abdo) обнаружила, что ноцицептивные нейроны в коже мышей соседствуют со сложно организованной сетью из отростков шванновских клеток. В глубоких слоях кожи — дерме — каждая клетка обволакивает по несколько нейронов одновременно. Чем ближе к поверхности кожи, тем сильнее нейроны ветвятся, и на каждую шванновскую клетку приходится уже меньше нервных волокон. Наконец, в верхнем слое кожи, эпидермисе, шванновские клетки и отростки нейронов лежат бок о бок. При этом группы из нейронов и глиальных клеток были окружены волокнами межклеточного вещества и как бы отделены от остальной ткани. Это позволило ученым заключить, что нейроны и шванновские клетки соседствуют не случайно, а представляют собой функциональный комплекс, который они назвали нейроглиальным органом.

Чтобы проверить, участвуют ли шванновские клетки в восприятии боли, исследователи использовали методы оптогенетики: ввели в клетки мышей ген каналродопсина. Этот белок реагирует на свет с определенной длиной волны и возбуждает клетку, на поверхности которой расположен. В одной линии мышей каналродопсин находился только на ноцицептивных нейронах, в другой — только на шванновских клетках. Обе группы животных отдергивали лапы, когда на них попадал свет, а затем вели себя так, как если бы чувствовали боль: трясли конечностями и облизывали их. Таким образом ученые продемонстрировали, что необязательно стимулировать болевые волокна, чтобы вызвать ощущение боли — достаточно и шванновских клеток.

Боль может возникнуть под действием разных стимулов, в том числе, механического давления и перепада температуры. Ученые предположили, что слабый свет, недостаточный для возбуждения шванновских клеток, будет повышать их чувствительность к другим болевым факторам. Поэтому в следующей серии экспериментов на мышей светили слабым светом, а затем прикладывали к лапам острые, холодные или горячие предметы. И действительно, чувствительность усилилась — а значит, шванновские клетки реагируют на самые разные причины боли.

С учетов новых результатов болевую чувствительность больше не получится считать монополией нейронов. Однако как именно глиальные клетки участвуют в процессе восприятия стимула и как между ними разделены обязанности и как устроена интеграция сигнала, еще предстоит выяснить. Равно как и то, есть ли похожий орган в коже человека.

Болевой порог можно снизить не только легким физическим воздействием. Например, у мышей повышается чувствительность в присутствии страдающих сородичей.

Полина Воркута
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Столбнячная палочка из шеститысячелетней мумии вызвала паралич у мыши

Ученые также обнаружили два ранее неизвестных вида клостридий

Анализ генетической базы данных Национального центра биотехнологической информации позволил ученым обнаружить фрагменты геномов клостридий, отсеквенированных вместе с ДНК древних людей. Им удалось собрать 24 генома столбнячной палочки, а также обнаружить два ранее неизвестных вида клостридий. Кроме того, ученые показали, что вариант гена tent, кодирующего производство столбнячного нейротоксина, который ранее отсеквенировали из образца мумии южноамериканской культуры Чинчорро, способен вызвать паралич у мышей. Препринт этой работы доступен на сервисе bioRxiv.