Чувствительные нейроны воспринимают раздражение с помощью мембранных микровыростов

Хотя мы и представляем себе в общих чертах, как работают чувствительные нейроны, многое в этой области остаётся неясным. Известно, что за разные раздражители отвечают особые специализированные клетки, но как именно эти клетки отличают, например, сильное воздействие от слабого?

Результаты экспериментов, проведённых в Медицинском центре Университета Дьюка (США), отвечают на этот вопрос, хотя и не полностью. Исследователи работали с личинками дрозофил. Изучая поведение личинок в ответ на раздражение и сопоставляя поведенческие реакции с возбуждением чувствительных нейронов, они обнаружили следующие особенности. Сенсорные сигналы от механорецепторов у личинок передают две группы нейронов, снабжённые множеством отростков-дендритов. Если эти нейроны выключались генетическими методами, насекомые переставали реагировать на прикосновение, если включались — чувство осязания к личинкам возвращалось.
 

Главной особенностью этих нейронов были микровыросты на поверхности мембраны, или филоподии. Они работают как антенны, воспринимая раздражение из окружающей среды. И количество филоподий прямо соответствовало чувствительности нейрона: если микровыростов было много, нейрон чувствовал самое слабое прикосновение, если число филоподий было невелико, к рецептору нужно было приложить большую силу. При этом никакой корреляции между длиной микровыростов и чувствительностью нейрона обнаружить не удалось.

Логично было бы предположить, что чем больше таких выростов у нейрона, тем больше мембранных ионных каналов работают на то, чтобы фиксировать раздражение, — и, соответственно, чувствительность нейронов будет зависеть от генов, которые отвечают за эти каналы. Так оно и оказалось: генетический анализ подтвердил, что гены, кодирующие белки некоторых семейств ионных каналов, напрямую контролируют осязательную чувствительность личинок дрозофил. Список этих генов исследователи приводят в своей статье в Current Biology.

Хотя механизмы осязания у насекомых и у млекопитающих могут довольно существенно различаться, некоторые признаки, как полагают исследователи, у них общие. В этом смысле опыты с дрозофилами показывают, в каком направлении следует «рыть» при изучении осязания у людей. Возможно, это поможет понять природу некоторых неврологических расстройств, связанных с гиперчувствительностью к боли или, наоборот, с очень малой чувствительностью к механическому раздражению.

Подготовлено по материалам Медицинского центра Университета Дьюка.