Мозъчните клетки, кръстени на звезди, най-накрая получават своя шанс за изява. Три различни проучвания, публикувани в Science, показват, че астроцитите, които някога са били смятани за поддържащи клетки, влияят силно върху работата на мозъка. Тези открития - от мозъците на плодови мушици, зебра и мишки - откриват нови възможности за терапии, насочени към психични заболявания като депресия и шизофрения. Те биха могли да доведат и до по-дълбоко разбиране на действието на настоящите терапии.
Повече за тези "тихи" клетки
Досега астроцитите се смятаха за помощници, които помагат за основната работа в мозъка. Тези звездообразни клетки почистват отпадъците между нервните клетки, служат като бариери, които предпазват мозъка от вредни заплахи, и насочват нервните клетки да създават връзки помежду си. Нещо повече, тези клетки са навсякъде. Оценките варират, но астроцитите могат да съставляват около 20 % от мозъчните клетки, казва Кевин Гутенплан, съавтор на едно от новите изследвания и невролог в Орегонския университет за здраве и наука в Портланд.
Още: Притеснително: Пластмасата прониква в човешките мозъци
Последните открития показват, че ролята на астроцитите включва по-сложна работа: влияние върху съобщенията в синапсите, връзките между две нервни клетки или неврони, и влияние върху поведението. Но как астроцитите допринасят за тези невронни разговори, не беше ясно.
За разлика от невроните, астроцитите не генерират очевидни импулси на електрическа активност. „Смяташе се, че те са мълчаливи“, казва клетъчният биолог и невролог Кагла Ероглу, изследовател от Медицинския институт „Хауърд Хюз“ в Университета Дюк. Това мълчание може да е подвело учените да смятат, че астроцитите не са важни за изпращането на сигнали.
Новите резултати, заедно с все повече изследвания, показват, че астроцитите усещат ключови химически съобщения, за които обикновено се смяташе, че са предназначени за невроните, и в отговор променят активността на невроните около тях. Изглежда, че астроцитите действат като необходими посредници, които усещат ключови съобщения и ги предават на нервните клетки, когато е необходимо.
Например в гръбначния мозък на плодовата мушица химичен сигнал, наречен тирамин, драстично променя астроцитите. Тираминът е сигнал „обърни внимание“, който позволява на астроцитите да реагират на други химически съобщения, включително допамин, установяват изследователите. Без тираминовия сигнал астроцитите не реагират на допамин и други съобщения. Съществуването на този превключвател е „зашеметяващо“, казва съавторът на изследването Марк Фрийман, също от Университета за здраве и наука в Орегон. „Фактът, че един сигнал за възбуда може да накара един астроцит да пренебрегне всички тези основни невротрансмитери и изведнъж да започне да се вслушва във всичко... това поразява ума, когато се замислиш за последиците.“
Още: Ако всеки ден научавате по нещо ново, с мозъка ви ще се случи ето това
Изследвания
Други експерименти разкриват, че астроцитната сигнализация е дълбоко замесена в това, което Гутенплан нарича „глупаво“ поведение - обръщане на ларви на плодови мушици по гръб и наблюдаване колко време им отнема да се обърнат обратно. Той сравнява тази маневра с опит на човек да се преобърне, докато е плътно закопчан в спален чувал.
Когато учените изкуствено стимулират астроцитите да бъдат чувствителни към допамин, ларвите се оправят по-бързо. А когато астроцитите не са били в състояние да усещат допамин, ларвите са се преобръщали по-бавно. „Съществува специфика в това, че [астроцитите] могат да включват и изключват различните копчета“, казва Гутенплан. „Това оказва влияние върху [невронните] вериги, както и върху цялостното поведение на животните.“
Подобни изводи са получени при изследване на ларви на зебри, при което е установено, че астроцитите могат да променят активността на мозъчните клетки и да контролират поведението на животните.
Заедно тези проучвания предлагат по-цялостна представа за това как информацията може да се придвижва през мозъка, казва Ероглу. "Необходим е посредник - астроцит. Не че невроните не усещат (химическите сигнали). Те го правят. Но мозъкът не е устроен по този начин. Той е устроен така, че има посредник - астроцит."
Тази междинна стъпка повдига всякакви въпроси относно лекарствата, за които обикновено се смята, че са насочени към поведението на невроните, като например селективните инхибитори на обратното захващане на серотонина или SSRI. Тези медикаменти може да действат и върху астроцитите. И като се има предвид далечният обхват на астроцитите, това е интригуваща възможност, казва Гутенплан.
Разбирането на това защо мозъкът е еволюирал, за да включва този слой от астроцитен надзор, е голям въпрос, казва Ероглу. „Тук има нещо наистина красиво, което предстои да бъде разбрано.“ Тя посочва едно предупреждение, отправено от нейния бивш съветник, покойния Бен Барес, пионер в областта на глиалните клетки в Станфордския университет:
