Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 151: новый орган чувствительности. Снова глия

18 августа 2019

Исследователи из Каролинского института в Швеции идентифицировали новый орган механической и температурной чувствительности в коже. Он реагирует на сильные стимулы, передавая болевые ощущения. Но самое удивительное в том, что он состоит из шванновских клеток, контактирующих с нервными волокнами, формируя единый нейроглиальный комплекс. Подробнее об исследовании можно узнать в свежем номере журнала Science.

Схематическое изображение нейроглиального органа в слоях кожи сбоку, сверху и в увеличении. Красным обозначены шванновские клетки, синим – нервные волокна. Credit: Abdo et al, Science 2019

Боль вносит в нашу жизнь не самые позитивные ощущения, однако, вряд ли кто-то будет оспаривать её важность для организма. Болевые стимулы дают четкое понимание, что вредное воздействие нужно прекратить, а от источника боли по возможности избавиться в самые короткие сроки.

Для воздействий разных модальностей в нашей коже имеется широкая гамма чувствительных рецепторов: к теплу и холоду, к механическому раздражению и давлению, а также для тех раздражителей, которые обладают большой силой – ноцицептивные (болевые) рецепторы. Считалось, что их формируют свободные нервные окончания, но как выяснили шведские исследователи, на границе эпидермиса и дермы (слои кожи) есть самостоятельный чувствительный орган, состоящий из специализированных глиальных шванновских клеток. Обычно в периферической нервной системе эти клетки образуют миелиновую оболочку нервных волокон, однако, как выяснилось, в коже существует подтип шванновских клеток с совершенно иными функциями.

Новооткрытый орган формируется из сети шванновских клеток, тесно объединенных с нервными окончаниями. Эти глиальные клетки обладают специфичностью и реагируют на температурные и механические раздражения чрезмерной силы. В ответ на них возникает болевой импульс, который шванновские клетки передают на немиелинизированные ноцицептивные нервные окончания. Все это становится пуском для рефлекторного поведения – например, отдергивания руки от горячего чайника.

Рекомбинация глии и других ноцицептивных клеток. Credit: Abdo et al, Science 2019

Другие нервные окончания также могут передавать болевую информацию, но без этого нейроглиального органа интенсивность сигнала гораздо ниже и менее чувствительна. Исследователи проверили этот факт, прицельно «отключая» обнаруженные шванновские клетки. Более того, оптогенетическая активация ноцицептивных шванновских клеток приводила к «болевому» поведению подопытных животных. В другом эксперименте такая же активация вызывала электрическую активность в пальмарном нерве в лапках мышей (в отношении ладоней человека пальмарной называют тыльную сторону ладони, в отношении лапок мышей действует та же аналогия: пальмарная сторона противоположна «рабочей» поверхности, на которую животное наступает).

«Наше исследование показывает, что чувствительность к боли осуществляют не только нервные волокна кожи, но и этот недавно открытый чувствительный к боли орган. Это меняет наше понимание клеточных механизмов физических ощущений и может иметь значение для лучшего понимания источников хронической боли», — говорит руководитель работы Патрик Эрнфорс (Patrik Ernfors), профессор кафедры медицинской биохимии и биофизики Каролинского института.

Текст: Анна Хоружая

Specialized cutaneous Schwann cells initiate pain sensation byAbdo H, Calvo-Enrique L, Martinez Lopez J, Song J, Zhang MD, Usoskin D, El Manira A, Adameyko I, Hjerling-Leffler J, Ernfors P. in Science. Published August 2019.

doi:10.1126/science.aax6452

Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен, Одноклассниках и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.