„Много су повезанији него што смо мислили“: Студија би могла да преобликује наше разумевање глије, ћелија за подршку нервног система
Снабдевање нерава свежим залихама митохондрија могло би да обузда хронични бол у нервима, наговештава нова студија.
Истраживање, спроведено са ћелијама миша, живим мишевима и људским ткивима, открива до тада неопјевану улогу митохондрија, електрана ћелија. Показује да потпорне ћелије унутар нервног система могу слати митохондрије до нерава који реагују на притисак, температуру и бол. Али проблеми са тим процесом испоруке могу исцрпити енергетске резерве нерава, узрокујући њихов квар.
Нова студија, објављена у среду (7. јануара) у часопису Природауказује на потенцијалне нове начине за спречавање тог неуронског слома – а једна стратегија би могла укључивати пренос митохондрија директно у нерве.
Свеже митохондрије смањују бол
Истраживање је увећало сателитске глијалне ћелије, јединствене ћелије које се физички омотавају око „корена“ нервних ћелија које се налазе у близини кичмене мождине. Тела ових нервних ћелија скупљају се у близини кичме, а из сваке групе, снопови дугих влакана протежу се до различитих делова тела, од главе до пете. Најдужи од ових снопова влакана припада ишијадичном нерву, који мери нешто више од 3 стопе (1 метар) дужине.
Сама дужина влакана представља „прави изазов“, јер да би нерв правилно функционисао, митохондрије направљене у корену нерва морају да путују до краја сваког влакна, а то само по себи захтева енергију, рекао је Ји. То поставља питање како нерви одржавају овај ланац снабдевања гладан моћи.
Научници су некада мислили да ћелије морају да праве све своје митохондрије, али су последњих година открили доказе да ћелије замењују митохондрије. Ово се може десити између ћелије истог типа или између ћелија различитих типова, као што је између а матична ћелија и имунска ћелијана пример. Да би олакшале замену, ћелије конструишу сићушне структуре назване тунелске наноцеви кроз које митохондрије могу да путују, попут пљувачке која клизи са једног краја сламке на други.
Ји и његов тим су се питали да ли би сателитске глијалне ћелије могле да пошаљу митохондрије до нервних ћелија које окружују – и испоставило се да могу.
„Ми демонстрирамо да ове ћелије заправо проширују ове тунелске наноцеви како би се испоручиле у митохондрије. Ово (налаз) је јединствено у овој студији“, рекао је Ји.
Слика 1 оф 2
У низу експеримената са ћелијама миша и људским ткивима, истраживачи су направили снимке сићушних цевчица које су се формирале између глије и нервних ћелија, примећујући различите „избочине“ које су се појавиле у цевима док су материјали путовали кроз њих. Стављајући флуоресцентну ознаку на митохондрије, могли су да прате случајеве у којима су електране из глијалних ћелија улазиле у нерве.
Наноцеви су биле пролазне структуре које су се поквариле убрзо након што је дати трансфер завршен. Експерименти су показали да је протеин тзв МИО10 је био критичан за конструкцију епрувета, помажући да се прошире из глије. Али додатно, митохондрије су се понекад могле пренети без цеви, било унутар сићушних мехурића које ослобађа глија или кроз посебне канале који су се формирали између мембрана ћелија донора и примаоца.
Код здравих лабораторијских мишева, истраживачи су открили да ометање ових различитих начина испоруке митохондрија чини мишеве осетљивијим на бол. То је зато што је подстакло оштећење нерава и изазвало их ненормално паљење.
Такође су посматрали мишеве са различитим врстама оштећења нерава, као што су излагање лековима за хемотерапију или дијабетес. Ови услови који оштећују нерве су такође пореметили митохондријалну размену од глије до извесног степена, а то је допринело боловима у нервима код лабораторијских мишева. Међутим, преношење здраве глије у мишеве је ублажило бол, тако што им је обезбедио свеж извор здравих митохондрија.
Нови поглед на глију
Приметно је да оштећење нерава од дијабетеса и хемотерапије најтеже погађа најмања нервна влакна, док средња и велика влакна показују већу отпорност. У експериментима тима, открили су да већа нервна влакна примају већи волумен митохондрија од глије, док су мала влакна имала мање у поређењу. Укратко, чини се да глија има „склоност“ према позајмљивању својих митохондрија већим влакнима, написали су аутори студије.
„То је још увек загонетка. Не знамо зашто је то случај“, рекао је Џи. Али без обзира на то, могло би почети да објашњава зашто су мала влакна подложнија оштећењима у овим условима, изазивајући симптоме утрнулости, болног пецкања или пецкања у стопалима и рукама.
Потребно је више студија да би се у потпуности разумело како се митохондрије преносе од глије до нервних ћелија у здрављу и болести. Ово фундаментално истраживање могло би утрти пут будућим третманима нервног бола, сматра тим. У теорији, третмани би могли бити усмерени на повећање активности сателитских глијалних ћелија, тако да оне производе и преносе више митохондрија.
Или алтернативно, митохондрије би се могле сакупити из ћелија узгајаних у лабораторији, пречистити, а затим убризгати директно у нерве као третман, додао је он.
Историјски гледано, глија се сматрала искључиво лепком нервног система, који пружа структурну подршку неуронима тако што их повезује. Али научници су од тада открили да је глија укључена у процесе за које се некада сматрало да њима управљају само неурони, попут памћења. А нова студија сугерише да би глија заправо могла бити физички укључена у неуронске мреже, рекао је Ји.
„Ако могу да транспортују митохондрије, тако велику органелу, у ту цев, онда можете да транспортујете многе друге ствари, зар не?“ предложио је. „То значи да су неурони и глијалне ћелије много више повезани него што смо мислили.“
