28.07.2016

При инсульте нейроны отдают митохондрии на починку соседним клеткам

Учёные из Китая и США обнаружили, что после инсульта нервные клетки передают повреждённые митохондрии окружающим их клеткам нейроглии, а те, в свою очередь, выбрасывают наружу здоровые митохондрии, которые захватываются нейронами. Процесс обмена органоидами осуществляется с участием АДФ и белка CD38. Научная статья, посвящённая этой теме, вышла в журнале Nature.

При остром нарушении мозгового кровообращения — инсульте — нервные клетки поражённой области погибают от нехватки кислорода (ишемии). Кислород нужен в первую очередь митохондриям — органоидам, обеспечивающим клетки энергией за счёт реакций распада некоторых биологических молекул. Поэтому при недостатке кислорода в первую очередь нарушается работа митохондрий. Это приводит к запуску ряда химических реакций, которые могут повлечь за собой гибель целой клетки. Поэтому клетке нужно избавиться от «сломанных» митохондрий.

Как правило, здоровые клетки сами разлагают собственные митохондрии, пришедшие в негодность. Однако, как показали эксперименты на зрительном нерве крыс, нейроны практически не разрушают нефункциональные митохондрии самостоятельно. Они передают свои органоиды близлежащим клеткам нейроглии — астроцитам, а уже те разлагают митохондрии с помощью ферментов.

Исследователи из Гарвардской медицинской школы и Столичного медицинского университета в Пекине показали, что обратный процесс — передача митохондрий от астроцитов нейронам — тоже имеет место. Они применили несколько методов микроскопии к срезам мозга, полученным от перенесших ишемическую атаку крыс. Учёные обнаружили, что в этом случае астроциты не только поглощают и разлагают нерабочие митохондрии от нервных клеток, но и выделяют наружу здоровые митохондрии. Эти органоиды захватываются нейронами, расположенными поблизости. В нейронах, получивших дополнительные митохондрии, активнее идут процессы, защищающие клетки от гибели.

Дополнительные исследования показали: для того, чтобы астроциты активно «делились» митохондриями с нейронами, необходимо присутствие двух молекул — аденозиндифосфата (АДФ) и фермента CD38. АДФ содержится во всех клетках, ведь он получается при использовании одного из важнейших для организма источников энергии — аденозинтрифосфата (АТФ). Белок CD38 находят на поверхности множества клеток иммунной системы. Он служит маркером активности клеток и необходим для корректной передачи межклеточных сигналов. Кроме того, есть сведения, что мутации в гене CD38 часто встречаются у больных расстройствами аутистического спектра.

Открытие нейробиологов крайне интересно с точки зрения фундаментальной науки. Оно показывает ранее не известную форму коммуникации нейроглии и нейронов. Кроме того, новые данные могут получить и практическое применение. Если удастся активировать перенос здоровых митохондрий в нейроны поражённых инсультом областей мозга, степень повреждения нервных клеток можно будет свести к минимуму.

Источники:

1. polit.ru