У шкірі мишей знайшли новий орган сприйняття болю
Шведські вчені описали у мишей нову структуру, яка пронизує всі шари шкіри і реагує на зовнішні подразники. Вона складається з тісно переплетених нейронів і допоміжних гліальних клітин. Раніше вважалося, що глия не бере участі в сприйнятті болю, але дослідники продемонстрували, що це не так: коли вони вибірково стимулювали тільки допоміжні клітини, миші віддаляли лапи і починали зализувати рани. Роботу опубліковано в журналі.
Більшість нервових волокон за межами головного мозку оточені захисною оболонкою - мієліном. Її утворюють олігодендроцити, або шваннівські клітини - група гліальних клітин, які обмотують собою відростки нейрона, подібно до того, як ізолента обмотує дріт. Мієлінізація прискорює проведення сигналу по волокнах і відокремлює їх один від одного. Однак деякі нервові клітини позбавлені ізоляції, і як класичний приклад зазвичай наводять волокна больової чутливості. Довгий час вважалося, що ноцицептивні (больові) нейрони абсолютно «голі» і працюють незалежно від глії. Щоправда, деякі вчені знаходили поряд з ними окремі шваннівські клітини, але приписували їм лише допоміжні функції - захист і транспорт поживних речовин до нейронів.
Група дослідників з Стокгольма під керівництвом Хінд Абдо (Hind Abdo) виявила, що ноцицептивні нейрони в шкірі мишей сусідять зі складно організованою мережею з відростків шваннівських клітин. У глибоких шарах шкіри - дермі - кожна клітина обволікає по кілька нейронів одночасно. Чим ближче до поверхні шкіри, тим сильніші нейрони вітаються, і на кожну шваннівську клітку припадає вже менше нервових волокон. Нарешті, у верхньому шарі шкіри, епідермісі, шваннівські клітини і відростки нейронів лежать пліч-о-пліч. При цьому групи з нейронів і гліальних клітин були оточені волокнами міжклітинної речовини і ніби відокремлені від решти тканини. Це дозволило вченим зробити висновок, що нейрони і шваннівські клітини сусідять не випадково, а є функціональним комплексом, який вони назвали нейрогліальним органом.
Щоб перевірити, чи беруть участь шваннівські клітини у сприйнятті болю, дослідники використовували методи оптогенетики: ввели в клітини мишей ген каналродопсину. Цей білок реагує на світло з певною довжиною хвилі і збуджує клітку, на поверхні якої розташований. В одній лінії мишей каналродопсин знаходився тільки на ноцицептивних нейронах, в іншій - тільки на шваннівських клітинах. Обидві групи тварин віддаляли лапи, коли на них потрапляло світло, а потім вели себе так, як якщо б відчували біль: трясли кінцівками і облизували їх. Таким чином вчені продемонстрували, що необов'язково стимулювати больові волокна, щоб викликати відчуття болю - достатньо і шваннівських клітин.
Біль може виникнути під дією різних стимулів, в тому числі, механічного тиску і перепаду температури. Вчені припустили, що слабке світло, недостатнє для збудження шваннівських клітин, буде підвищувати їх чутливість до інших больових факторів. Тому в наступній серії експериментів на мишей світили слабким світлом, а потім прикладали до лапів гострі, холодні або гарячі предмети. І дійсно, чутливість посилилася - а значить, шваннівські клітини реагують на різні причини болю.
З обліків нових результатів больову чутливість більше не вийде вважати монополією нейронів. Однак як саме гліальні клітини беруть участь у процесі сприйняття стимулу і як між ними розділені обов'язки і як влаштована інтеграція сигналу, ще належить з'ясувати. Так само як і те, чи є схожий орган у шкірі людини.
Больовий поріг можна знизити не тільки легким фізичним впливом. Наприклад, у мишей підвищується чутливість у присутності страждаючих сородичів.