Исследователи из Каролинского института в Швеции открыли новый способ, которым нервные клетки могут контролировать движение. В исследовании рыбок данио, опубликованном в журнале PNAS, они показывают, что контакт между нейронами и мышцами более динамичен, чем считалось ранее. Результаты могут открыть новые возможности для лечения травм спинного мозга и некоторых неврологических заболеваний.
Способность двигаться осознанно необходима для выживания всего животного мира и основана на взаимодействии между мышцами и мозгом. Место, где двигательные нейроны и мышечные клетки взаимодействуют друг с другом, называется нервно-мышечным соединением. Здесь нейроны передают сигнальные вещества, которые могут быть поглощены мышечными клетками, чтобы заставить их сокращаться.
Эта точка контакта – синапс – долгое время описывалась как относительно простая система у взрослых позвоночных, в которой молекула ацетилхолина является наиболее важным нейротрансмиттером. Несмотря на это, нам не хватает знаний о том, как на самом деле происходит общение и как взрослые мотонейроны могут реагировать на повреждение или изменение окружающей среды.
Регулировка тонкого мотора
Исследователи из Каролинского института накопили новые знания о том, как работает нервно-мышечный переход. Их результаты показывают, что это более динамичная система, чем считалось ранее.
"Наше исследование показывает, что функция нервно-мышечных синапсов может изменяться при определенных условиях и при определенных заболеваниях для точной настройки движений, что было совершенно неожиданным открытием," говорит доцент Константинос Ампатзис из отделения неврологии Каролинского института, который руководил исследованием.
Исследование проводилось на рыбках данио, которые являются обычной модельной системой в нейробиологических исследованиях. Исследователи показывают, что изменения в форме увеличения физической активности и повреждения позвоночника могут привести к тому, что некоторые взрослые мотонейроны переключатся с производства ацетилхолина на производство другого нейромедиатора – глутамата. Исследователи считают, что это помогает лучше контролировать движения.
Новый терапевтический потенциал
Результаты показывают, что необходимы более подробные исследования нервно-мышечного соединения, не в последнюю очередь у людей. Такие знания важны, поскольку нарушение связи между нейронами и мышцами может вызвать серьезные заболевания, такие как нервно-мышечное заболевание миастения.
"Наше исследование может открыть новые возможности для лечения заболеваний, связанных со снижением нервно-мышечной передачи," говорит доктор. Ампатзис. "Более подробные сведения о том, какие нейроны экспрессируют определенные нейротрансмиттеры, могут позволить разработать более эффективные методы лечения, восстанавливающие функцию нервной системы."
Также появляется все больше доказательств того, что нервно-мышечный узел участвует в ранних стадиях таких заболеваний, как спинальная мышечная атрофия (СМА) и боковой амиотрофический склероз (БАС), которые ранее считались заболеваниями двигательных нейронов.