Клітини мікроглії здатні регулювати активність нейронів за принципом негативного зворотного зв'язку - йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі. Цей механізм оберігає мозок від занадто сильного збудження нейронів, яке веде до нападів. Можливість мікроглії регулювати нейронну активність залежить від її здатності розпізнавати і розщеплювати молекули АТФ, які нейрони виділяють при активації. Розщеплені молекули перетворюються на аденозин, який пригнічує активність нейронів. Такий зворотний зв'язок може відігравати важливу роль у захисті мозку від нейродегенеративних захворювань.
Клітини мозку ссавців - це не тільки нейрони, а й клітини глії, які виконують безліч функцій: недавні дослідження показали, що глия навіть бере участь у сприйнятті болю. Серед клітин глії виділяють мікроглію - один з типів імунних клітин. Крім боротьби з інфекціями, клітини мікроглії разом із зірковими клітинами (астроцитами) можуть поїдати мертві нейрони, що дозволяє уникнути запалення в мозку.
Дослідники зі Школи медицини Ікана Медичного центру Маунт-Синай під керівництвом Ани Бадімон (Ana Badimon) виявили нову функцію мікроглії: регуляцію нейронної активності за принципом негативного зворотного зв'язку. Вчені створили мутантні нейрони, які несли рецептори до клозапін-N-оксиду. Так нейрони можна активувати за допомогою цієї речовини. Дослідники зауважили, що при активації нейронів у передньому мозку мишей змінюється робота генів мікроглії в стріатумі. Вони проаналізували роботу генів цих клітин і виявили гени, які змінили свою активність: ними виявилися гени груп рухливості і зростання.
Щоб зрозуміти, як мікроглія впливає на активність нейронів, біологи «вимкнули» її в мозку дорослої миші. Виявилося, що без мікроглії нейрони стають гіперчутливими і частіше спонтанно збуджуються. Більше того, коли дослідники специфічно активували три різні групи нейронів, у мишей без мікроглії набагато частіше наступали припадки через надлишкову активність мозку (p⩽0.05).
Тоді дослідники провели прижиттєву мікроскопію клітин мозку, щоб вивчити їх активність. Вони записали відео роботи нейронів і помітили, що вони активуються синхронно. Ці і стало причиною нападів: швидше за все, клітини мікроглії як би «вибудовували в чергу» нейрони, щоб вони не працювали одночасно, а без мікроглії вони викликали в мозку надлишкову активність.
Відомо, що при активації нейрони виділяють молекули АТФ, які мікроглія може сприймати рецепторами P2RY12. Дослідники заблокували ці рецептори і показали, що вони необхідні для негативного зворотного зв'язку в мікроглії. Тоді біологи вивчили каскад реакцій перетворень АТФ на молекулу-інгібітор аденозин і з'ясували, що саме через нього мікроглія і регулює активність нейронів: у відповідь на виділення АТФ - ознака активності нейрона, мікроглія виділяє білки, які беруть участь у перетворенні АТФ на інгібітор аденозин.
Так американські вчені з'ясували, що мікроглія регулює роботу нейронів за принципом негативного зворотного зв'язку: у відповідь на активацію сприяє його перетворенню в інгібітор. Без мікроглії в мозку спостерігається надлишкова електрична активність, що веде до нападів. Це дослідження може бути корисним у пошуку лікування нейродегенеративних захворювань.
Нещодавно дослідники знайшли ще один дефект в активації нейронів. У клітинах з делецією 22 хромосоми, яка підвищує ризик розвитку шизофренії та розладів аутистичного спектру частіше відбувається спонтанне збудження. Це пов'язано з неправильною роботою кальцієвих каналів, які відіграють ключову роль у збудженні цих клітин. Дослідники запропонували два способи виправлення ситуації.