На пути к новым лекарствам: как мозг узнаёт, что нужно именно чихнуть или откашляться

Почему щекотание от пыльцы в органах дыхания вызывает именно чихание, а не кашель? Учёные обнаружили нервные клетки (нейроны), которые вызывают ту или иную реакцию. «Нейроны чихания» в носу передают соответствующие сигналы в мозг. Напротив, иные нейроны посылают сообщения о своевременности кашля. Причём понять это учёным помогли лабораторные мыши, которые и в этом случае отдувались во благо науки.


Полученные результаты могут привести к созданию новых методов лечения аллергии и хронического кашля. Новость эта очень интересна, потому что побочные эффекты современных методов лечения могут быть «невероятно проблематичными», прокомментировал результаты открытия пульмонолог Мэтью Дрейк, чьего мнения спросили как у стороннего эксперта.

Ранее науке уже стало известно, что в дыхательных путях мышей есть особые нейроны на основе сочетаний белков, называемых ионными каналами, и находятся они на поверхности клеток.

В ходе последнего исследования учёные стремились выяснить, какие нейроны в носу вызывают чихание. Для этого подопытных мышей подвергли воздействию различных веществ, каждое из которых обычно активирует определённые типы ионных каналов.

Открытие состоялось, когда вещество под названием BAM 8-22 заставило мышей чихать. Известно, что это соединение активирует ионный канал под названием MrgprC11. Поэтому исследователи заподозрили: чих подступает благодаря именно несущим MrgprC11 нейронам. Проверяя предположение, экспериментаторы «соскоблили» MrgprC11 с попавших под подозрение нейронов. Затем этих прооперированных подопытных мышей заразили гриппом — и получили больных, но не чихающих грызунов.

Даже у лишённых нейронов чихания больных мышей остались кашлеобразные реакции на гриппозную инфекцию. Используя тот же метод анализа причин и следствий, учёные отследили реакцию на кашель комплекса нейронов в трахее, которые провоцируют выработку сигнального химического вещества, известного как соматостатин.

Итак, за кашель и чихание отвечают отдельные типы нервных клеток, расположенные в разных органах. Но при обеих непроизвольных реакциях так или иначе из организма удаляются раздражители: пыль, пыльца растений, скопления инфицированных жидкостей. Так для чего же существует такое разделение, почему всё так сложно устроено?

Вирусы «эволюционируют очень быстро», отметила нейробиолог и соавтор исследования Цинь Лю из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Этот факт мог бы объяснить, почему существуют две отдельные системы, способные обнаруживать и удалять посторонние вещества из дыхательных путей.

Теперь Лю и её коллеги хотят выяснить, что происходит после того, как нейроны чихания и кашля запускаются и подают сигналы в мозг. Исследователи предполагают, что сигналы эти поступают в центр управления дыханием в головном мозге, где регулируют тип дыхательных рефлексов, вызывая либо кашель, либо чихание.

Так возникла следующая серьёзная задача — выяснить, существуют ли аналогичные наборы нейронов у людей, сказал нейробиолог Патрик Эрнфорс из Каролинского института в Стокгольме. Предварительные данные свидетельствуют о том, что да, так и есть. Но поскольку мыши — не доказательство, необходимы дополнительные исследования.

Некоторые специалисты считают, что может существовать больше нейронов, отвечающих за чихание и кашель. Большинство реакций благодаря сенсорам организма запускаются многочисленными категориями нейронов, и описываемые в статье рефлексы — лишь часть сложной системы.

Кашель может быть настолько сильным и частым, что некоторые пациенты даже теряют из-за него сознание, сказал пульмонолог Мэтью Дрейк. И у врачей нет идеальных способов лечить столь мучительные симптомы. Опиаты, такие как кодеин, — наиболее эффективные лекарства, но они могут вызывать в итоге наркотическую зависимость.

Вот почему Дрейк надеется, что сделанное в Сент-Луисе открытие поможет вывести на рынок новые средства лечения. Видимо, эта достойная во всех смыслах цель и подпитывает энтузиазм научного коллектива.