(Medical Xpress) – Исследователи из Национального института здоровья обнаружили у мышей молекулярный триггер, который запускает миелинизацию, процесс, с помощью которого сети клеток мозга укрепляются изолирующим материалом, называемым миелином, который ускоряет их способность передавать сообщения.
Процесс миелинизации – важная часть развития мозга. Образование миелина необходимо для связи клеток мозга, и это может способствовать развитию навыков и обучению.
Исследователи показали, что электрический сигнал, проходящий через клетку мозга (нейрон), приводит к тому, что клетка мозга высвобождает молекулу глутамата. Глутамат, в свою очередь, запускает другой тип клеток мозга, называемый олигодендроцитами, чтобы сформировать точку контакта с нейроном. Сигналы, передаваемые через эту точку контакта, стимулируют олигодендроциты вырабатывать миелиновый белок и запускать процесс миелинизации. В этом процессе олигодендроцит оборачивает миелин вокруг аксонов ?? длинные кабельные выступы, идущие от каждого нейрона. Процесс миелинизации аналогичен обмотке оголенных проводов изолентой.
Электрические сигналы, передаваемые от одного нейрона к другому, являются основной формой коммуникации в головном мозге. Слои миелина, которые олигодендроциты обвивают нейроны, усиливают эти сигналы, так что они перемещаются в 50 раз быстрее, чем раньше.
Исследование было проведено Hiroaki Wake, Philip R. Ли и Р. Дуглас Филдс из отдела развития нервной системы и пластичности Национального института здоровья детей и человеческого развития им. Юнис Кеннеди Шрайвер (NICHD). Их результаты опубликованы в Science Express.
Изоляция аксонов начинает формироваться на поздних стадиях развития плода, но этот процесс продолжается в детстве, подростковом возрасте и в раннем взрослом возрасте, сказал доктор. Филдс, старший автор исследования. Например, младенцы не могут держать голову или ходить до тех пор, пока соответствующие моторные аксоны не станут миелинизированными, а лобные доли мозга, отвечающие за суждения и сложные рассуждения более высокого уровня, не будут полностью миелинизированы до начала двадцатых годов.??
Доктор. Поля объяснены. Точно так же понимание процесса миелинизации может привести к пониманию таких заболеваний, как рассеянный склероз, при котором миелин либо повреждается, либо разрушается. Более того, понимание миелинизации может позволить исследователям ускорить миелинизацию ?? и ремонт ?? аксонов, восстанавливающихся после травмы.
По всему мозгу олигодендроциты и нейроны существуют бок о бок. Исследователи поместили нервные клетки мыши и миелин-продуцирующие олигодендроциты вместе в чашку и стимулировали нервные клетки электрическими импульсами. Через три недели они обнаружили, что нервные клетки были обернуты миелиновым покрытием.
В отдельной культуре нейронов и олигодендроцитов исследователи заблокировали высвобождение молекулы глутамата, нейромедиатора. Нейротрансмиттеры позволяют сигналам проходить между клетками. Когда высвобождение глутамата было заблокировано, образовывалось очень мало миелинового покрытия. Дальнейшие эксперименты показали, что после электрических импульсов и высвобождения глутамата нервные клетки и соседние олигодендроциты начали посылать химические сигналы туда и обратно. Затем олигодендроциты начали вырабатывать белок, используемый для формирования миелиновой оболочки. В частности, рецепторы на клеточной мембране олигодендроцитов обнаруживают глутамат, высвобождаемый аксоном, и это запускает формирование того, что исследователи назвали специализированными адгезивными сигнальными переходами – точками контакта между олигодендроцитами и аксонами, которые позволяют передавать сигналы между клетками. Затем олигодентроциты начали откладывать миелин на электрически активные аксоны, но не на аксоны, которые не были электрически активными.
?? Это показывает, что аксоны, которые передают электрические сигналы, будут преимущественно изолированы миелином, ?? Доктор. Поля сказал.
В предыдущем исследовании д-р. Филдс и его соавторы обнаружили, что электрическая активность нейронов стимулирует другие клетки, называемые астроцитами, которые также участвуют в процессе миелинизации.