Служебные клетки мозга способны вызывать эпилепсию
Считается, что эпилептические припадки возникают из-за гиперактивных нейронов: в каком-то участке коры нейроны вдруг начинают согласованно посылать сильные импульсы, и ни нейроны, ни их активность при этом не поддаются контролю со стороны других зон мозга. Однако, как показали исследования учёных из Массачусетского технологического института (США), иногда дело вовсе не в нейронах, а в клетках глии, в функции которых проведение нервных импульсов никак не входит.
Изначально глиальные клетки (составляющие половину от числа всех клеток мозга) считались чем-то вроде нянек: они питают нейроны, помогают им соединяться друг с другом и вообще поддерживают жизнедеятельность нервных клеток. Однако в последнее время стали появляться данные, говорящие о более сложных функциях нейроглии. Например, выяснилось, что клетки глии могут управлять активностью нейронов. Более того, глиальные клетки реагировали на эпилептические приступы, во время которых их активность тоже повышалась. Однако было непонятно, является ли эта повышенная активность просто следствием припадка — или же нейроглия может вносить свой вклад в развитие эпилептического приступа.
Исследователи из MIT экспериментировали с дрозофилами, вызывая у насекомых мутации и затем проверяя, как эти мутации сказываются на предрасположенности к эпилепсии (неправильную активность нейронов, которая ведёт к эпилепсии, можно наблюдать и у дрозофил). Большая часть мутаций попадала в гены, отвечающие за работу нейронов, но были и такие, от которых зависела жизнь глиальных клеток. Например, мутация в гене zydeco: если этот «глиальный» ген переставал работать как надо, дрозофилы становились эпилептиками и приступ у них можно было вызвать повышением температуры.
Мутации в zydeco делали нейроны более чувствительными, более возбудимыми, и вот почему. В норме этот ген нужен для того, чтобы выводить ионы кальция из клеток глии наружу. Благодаря zydeco ионы кальция претерпевают постоянные концентрационные флуктуации: то они поглощаются глиальной клеткой, то выводятся наружу. Из-за неработающего гена zydeco в клетках глии скапливаются ионы кальция, а это делает близлежащие нейроны особо чувствительными: они начинают провоцировать эпилептический приступ в ответ на изменение температуры, на сотрясение и другие внешние стимулы.
Как именно накопление кальция в глиальных клетках повышает чувствительность нейронов, ещё предстоит узнать. Одна из гипотез состоит в том, что глиальные клетки стимулируют повышенный синтез нейромедиаторов. С другой стороны, насыщение кальцием может выключать синтез в клетках глии каких-то факторов, которые тормозят активность нейронов. Так или иначе, можно считать доказанным, что ключевая роль тут принадлежит именно глиальным клеткам — по крайней мере в некоторых случаях эпилепсии. И это опять-таки свидетельствует в пользу того, что глия играет в мозгу гораздо более значительную роль, чем было принято считать.
Вполне возможно, что в будущем от некоторых видов эпилепсии можно будет избавляться, просто понижая уровень кальция в нейроглии. Однако перед этим необходимо выяснить, какие клетки у человека соответствуют тем, что вызывали эпилепсию у дрозофилы. Самыми вероятными кандидатами авторы работы считают астроциты, которые оборачивают собой тела нейронов и являются одними из самых многочисленных клеток человеческого мозга.
Статью с результатами исследования учёные опубликовали в Journal for Neuroscience.
Подготовлено по материалам MIT News.
