Служебные клетки мозга помогают нейронам держать форму
Глиальные клетки помогают формироваться чувствительным окончаниям нейронов, тем самым влияя на их функции
В состав нервной системы входят не только нейроны, но и несколько видов вспомогательных клеток, называемых глиальными. Клеток нейроглии очень много (например, они составляют более половины нашего мозга), и функций у них тоже очень много. Раньше считалось, что в целом они служат «няньками», обеспечивая нейронам механическую поддержку, питая их, формируя миелиновую оболочку вокруг нервных отростков и т. д., то есть довольно пассивны и в жизнь нейронов по большому счёт не вмешиваются. Однако со временем стало выясняться, что нейроглия на самом деле активней, чем о ней думали, и что её клетки иногда в прямом смысле указывают нейронам, что им делать. Некоторое время назад исследователи из Массачусетского технологического института опубликовали статью, в которой обсуждали связь между эпилепсией и аномалиями в работе глиальных клеток. Одни из них, под названием астроциты, могут выделять нейромедиаторы и, как считается, они регулируют медленноволновую активность во время сна. Два года назад мы писали о том, что глиальные клетки поддерживают в мозге особые электрические волны, необходимые для высших когнитивных процессов – в частности, те же астроциты помогают нейронам отличать знакомое от незнакомого.
Новые важные функции у служебных клеток нервной системы нашли Шай Шахам (Shai Shaham) и его коллеги из Рокфеллеровского университета. Они изучали сенсорные нейроны у круглого червя Caenorhabditis elegans, в частности, один из этих нейронов реагировал на изменения температуры, а два других – на запахи. Для сенсорных клеток (да и не только для них) крайне важна форма их поверхности в том месте, которым они чувствуют, где находятся белки, реагирующие на температуру, ароматические молекулы и т. д. Оказывается, что в «формовке» поверхностей сенсорных нервных клеток самое активное участие принимает глия, причём с разными нейронами глиальные клетки работают по-разному. Так, рядом с термосенсором глия синтезировала белок KCC-3, занимающийся ионным транспортом. От KCC-3 зависела не только форма нейрона, но и температурная память самого червя – с выключенным белком он не мог запомнить, какая температура подходит ему лучше всего.
В статье в Cell авторы пишут, что белок KCC-3 регулирует концентрацию хлорид-ионов с внешней стороны мембраны, а от хлорид-ионов, в свою очередь, зависит активность другого белка, который меняет структуру цитоскелета. Форма же клетки – или её части – как раз от цитоскелета и зависит, и вот так получается, что KCC-3 через несколько посредников задаёт внешний вид сенсорных нейронных поверхностей. Всё это касается только термочувствительных окончаний. Однако, как говорится в другой статье из той же лаборатории, глия влияет на форму не только термочувствительных, но и других нейронов, и, возможно, там задействованы какие-то другие молекулярные сигналы.
Строго говоря, здесь речь идёт о глиальных клетках, которые находятся не в мозге, а в периферической нервной системе. Но, к примеру, у нас KCC-3 можно найти не только в периферических нервах, но ещё и в сетчатке глаза, и в ухе, и в мозге. Мутации в гене, который его кодирует, приводят к разным формам сенсорных нейропатий, когда человек страдает от звона в ушах, беспричинных болей, внезапной слабости в руках и ногах и т. д. С другой стороны, такие заболевания, как эпилепсия или синдром Хантингтона, по некоторым данным, связаны с деформациями нейронов, и что такие дефекты связаны с KCC-3. Вряд ли стоит объяснять, как форма нейронных окончаний может влиять на память, на когнитивные процессы, вообще на всё – и если глиальные клетки действительно помогают её «лепить» и поддерживать, то роль глии в функционировании нервной системы вообще и мозга в частности делается просто исключительной.
