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.
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.
- Дмитрий Ладыгин
- freepik.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что случится с Сибирью к 2080 году: прогноз красноярских ученых и эксперта NASA
Арбузы вместо мерзлоты, большая ложка дегтя и открытый финал — в одном из самых обстоятельных исследований о будущем России...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Радиационная «бомба замедленного действия» обнаружена в Чернобыле: и они до сих пор готова «взрываться»
Новые опыты покажут, каким будет зона отчуждения для следующих поколений...
Искусственный интеллект «ненавидит»… белых мужчин: новое исследование еще раз подтвердило западный тренд
Появление нейросетей значительно ухудшило положение одной из групп белого населения в Америке и Европе...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
100-летняя страшная история с черепами у древнеегипетских гробниц наконец-то прояснилась
Неожиданно оказалось, что человеческие жертвоприношения 5000 лет назад совершались совсем не так, как описано в древних табличках...
Аура цвета индиго: как появился этот феномен и кем в итоге стали уникальные дети
Их называли будущим человечества, но чуда не случилось. Разбираемся, почему так произошло...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...