15.05.2017
Редакция Naked Science

Ученые описали нейронный механизм нарколепсии

Сотрудники Университета Канадзавы, Университета Хоккайдо и Рурского университета выяснили, что серотониновые нейроны могут предотвращать катаплексию путем ингибирования амигдалы.

150925125209-homer-simpson-narcolepsy-season-three-mss-orig-00005828-super-tease
©Wikipedia

Нарколепсия — заболевание нервной системы, которое выражается в приступах внезапного засыпания. Наиболее распространенной является нарколепсия 1 типа: в этом случае помимо сонливости у пациента на фоне эйфории и гипнагогических галлюцинаций на короткое время может резко снижаться мышечный тонус (происходит катаплексия). Предполагается, что нарколепсия связана с дефицитом орексинов А и Б — нейропептидов, рецепторы которых локализованы в стволе мозга и латеральном гипоталамусе. Разрушение этих клеток у мышей приводит к периодам атонии во время бодрствования и «рваному» ночному сну, что подтверждают электромиография (ЭМГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ).

 

В 2014 году ученые из Японии и Германии пришли к выводу, что нарколепсия 1 типа может опосредоваться двумя эфферентными путями: серотониновые нейроны в ядрах шва (DRN) продолговатого мозга предотвращают приступы сонливости, а норадренергические нейроны голубого пятна (LC) в стволе мозга поддерживают состояние бодрствования. Однако детали этого механизма оставались неясными. В новой работе авторы вывели линию мышей с дефектными нейронами орексина-атаксина-3 (участвует в обеспечении мышечного тонуса) и сравнили активность их нейронов DRN с дикими особями. Чтобы спровоцировать у пострадавших животных катаплексию, их кормили шоколадом.

 

Нейронный механизм нарколепсии (слева). Эмоциональная реакция на внешний стимул активирует амигдалу, провоцируя катаплексию. Нехватка орексинов предотвращает стимуляцию серотониновых нейронов DRN и норадренергических нейронов LC, что приводит к засыпанию / ©Kanazawa University

 

Результаты показали, что экспрессия белка Fos в триптофангидроксилаза-2 (TPH2)-положительных серотониновых нейронах DRN значительно снизилась в мозге подопытных мышей спустя 90 минут после приема шоколада. Это подтверждает гипотезу о непосредственной или косвенной стимуляции таких нейронов орексинами. Затем, для выявления мишени нейронов DRN, ученые внедрили в их мембрану опсины, стабилизированные ступенчатой функцией (stabilized step-function opsin, SSFO), после чего активировали их синим светом. Это привело к флуоресценции различных областей мозга, связанных в том числе с атонией и организацией быстрого сна, например сублатеродорсального ядра и амигдалы.

 

Дополнительные эксперименты не обнаружили связи между приступами и большинством из этих участков (вентролатеральным околопроводным серым веществом, черной субстанцией и другими). В то же время подавление нейронов амигдалы, особенно латеральной и базолатеральной, за счет стимуляции серотониновых нейронов почти полностью ослабляло катаплексию, при этом длительность и структура быстрого сна у дефектных мышей после приема шоколада сохранялись. Напротив, активация базолатеральной и латеральной амигдалы усиливала приступы. Воспроизведение процесса на срезах, а также регистрация активности животных путем ЭЭГ и ЭМГ подтвердили открытие.

 

Подробности работы представлены в журнале Proceedings of the National Academy of Science.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 09:29
ФизТех

Переключения магнетиков между спиновыми состояниями могут передавать логический сигнал, и этим процессом можно заменить перенос электронов в современных процессорах. Ученым из МФТИ и их коллегам из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова и Испании впервые удалось зарегистрировать специфический переход соединения железа между состояниями. Это поможет разработать процессоры и устройства памяти с большим отношением производительности к количеству потребляемой энергии.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: