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.