Согласно новому исследованию, опубликованному 22 августа в журнале PLOS Biology Балинтом Надь, Марией Кукли и коллегами из Университета им. Тюбинген, Германия. Полученные данные свидетельствуют о существовании сложного и тонкого взаимодействия между нейронами и ненейрональными клетками, которые их поддерживают и защищают.
Клетки-предшественники олигодендроцитов (OPC) дают начало олигодендроцитам, которые обертывают аксоны нейронов в центральной нервной системе миелином, чтобы электрически изолировать их. Нейроны передают сигнал к OPC через химические синапсы. Предыдущая работа показала, что электрическая или оптическая стимуляция нервных волокон влияет на пролиферацию OPC и их дифференциацию в олигодендроциты, но независимо от того, действует ли эта стимуляция как выключатель, влияя на OPC только своим присутствием или отсутствием, или больше как переключатель диммера , вызывая дифференцированный ответ в OPC, неясно.
Чтобы исследовать этот вопрос, авторы изучили олигодендроглиальные клетки в мозолистом теле, нервном тракте, который соединяет два полушария мозга, как в свежих срезах мозга, так и у живых грызунов. С помощью электродов они стимулировали нейроны к срабатыванию и записывали ответы в соседних OPC.
Они обнаружили, что стимуляция нейронных волокон в срезах мозга на низких частотах приводит к медленно колеблющемуся движению ионов через мембрану OPC, тогда как высокочастотная стимуляция вызывает гораздо более быстрое колебательное движение ионов. Высокочастотная стимуляция нейронных волокон у живых животных приводила к большей пролиферации OPC (создавая больше OPC) в течение недели, чем низкочастотная стимуляция; низкочастотная стимуляция, в свою очередь, привела к большей дифференцировке OPC в премиелинизирующие олигодендроциты, клетки, которые затем развиваются в олигодендроциты, которые производят миелин.
Как OPC транслируют разные паттерны возбуждения нейронов в различия в пролиферации и дифференцировке, неизвестно, но было замечено, что различия в паттернах возбуждения влияют на экспрессию генов в самих нейронах ступенчато, а не вкл / выкл, что позволяет предположить, что аналогичный механизм может действовать. работать в OPC. Интересно, что разные паттерны возбуждения нейронов по-разному влияют на свойства химических синапсов между нейронами и OPC, а также на внутриклеточные концентрации ионов в OPC, таких как натрий, калий и кальций. Следовательно, возможно, что нейроны используют синапсы с OPC, чтобы влиять на поведение OPC, включая пролиферацию и созревание. Пока не известно, действительно ли связанные с частотой различия в поведении OPC соответствуют потребностям нейрона.
Миелинизация головного мозга – это пластика. На него может влиять наше повседневное поведение, и он реагирует на воздействие окружающей среды, при этом физическая активность увеличивает его, а социальная изоляция снижает. Понимание механизмов, опосредующих влияние активности на миелинизацию, может предложить значительные возможности для терапевтического вмешательства при нарушениях, при которых миелинизация или ремиелинизация недостаточны. "Это исследование может открыть новые перспективы для терапии демиелинизирующих заболеваний, при которых ремиелинизация сильно зависит от повышенной пролиферации и дифференцировки OPC," прокомментировал Куклей.