Как нос защищает мозг от инфекций

Иммунные клетки помогают истребить вирус в обонятельных нейронах, не убивая их и даже не взаимодействуя с ними.

Обонятельные рецепторы в носу ловят запаховые вещества, которые мы вдыхаем вместе с воздухом. Но в этом воздухе, кроме запахов, есть и вирусы с бактериями. Представим, что вирус сел на обонятельный эпителий в глубине носа.

Здесь, в эпителии, если служебные клетки, выделяющие слизь и поддерживающие рецепторы, и есть собственно обонятельные рецепторы – нейроны, отростки которых проходят через поры так называемой решётчатой кости, отделяющей носовую полость от полости черепа. На решётчатой кости лежат нейроны обонятельной луковицы, которые принимают сигнал от рецепторов и отправляют его в обонятельные анализаторы мозга. Вирус, если он проник в обонятельный рецептор, может пройти по нему к обонятельной луковице и дальше в мозг.

Однако на самом деле респираторные заболевания, от которых страдают нос, горло, бронхи и лёгкие, чрезвычайно редко перекидываются на мозг. Отсюда можно сделать вывод, что у обонятельных нейронов есть очень мощная иммунная защита. И что эта защита каким-то образом ухитряется так бороться с вирусами, что сами нейроны не гибнут.

Исследователи из Национальных институтов здоровья в экспериментах на мышах показали, как действует иммунитет при вирусном заражении обонятельных нейронов. Когда вирус проникает в клетку, то на поверхности такой заражённой клетки появляются фрагменты вирусных белков, и так иммунитет может понять, что эта клетка больна. К заражённой клетке подходят Т-лимфоциты (точнее, та их разновидность, которая называется Т-киллерами) и убивают клетку вместе с инфекцией.

Но в случае с обонятельными нейронами всё происходит иначе. С нейронами Т-клетки не взаимодействуют, зато взаимодействуют с клетками микроглии. Так называют вспомогательные клетки нервной системы, которые выполняют иммунные функции: они блуждают между другими клетками и поглощают всё мало-мальски подозрительное, от клеточного мусора до вирусов. В статье в Science Immunology говорится, что клетки микроглии, подобрав вирус из окружающей среды или же приняв его прямо, демонстрируют его Т-лимфоцитам так, как если бы микроглия была заражена.

В ответ Т-лимфоциты выбрасывают ряд противовирусных молекул, однако нейроны при этом не гибнут. У Т-клеток активируется специальный механизм защиты, которые позволяет избавиться от вируса, не уничтожая заражённые клетки: те молекулы, которые выделяют Т-клетки, помогают заражённым клеткам самим избавиться от вирусного заражения. Собственно, о том, что мозг от обонятельного заражения защищён именно Т-лимфоцитами, было известно и раньше, однако до сих пор не было понятно, как именно действуют иммунные клетки. Оказалось, что здесь есть ещё один важный участник – клетки микроглии.

Если вирусная инфекция оказалась слишком мощной, то обоняние может исчезнуть (один из признаков новой коронавирусной инфекции – это как раз утрата обоняния). Тем не менее, даже если обонятельные нейроны оказываются сильно больны и соединения между ними начинают разрушаться, иммунные клетки в носу всё равно в состоянии сдержать инфекцию, не допустив её к мозгу; что до обоняния, то оно потом всё равно восстановится.