Последние 30 лет активно исследуется взаимодействие нейронов и глии — вспомогательных клеток нервной ткани. Долгое время значение последних недооценивалось, однако все больше исследований говорят о ее участии во многих регуляторных процессах, в частности в контроле сна. Именно этой роли был посвящен доклад Евгения Вербицкого из Южного научного центра РАН, представленный на XXIV съезде Физиологического общества имени И. П. Павлова. Главными инфопартнерами съезда стали портал Neuronovosti.Ru и объединенная редакция порталов Indicator.Ru и InScience.News.
В середине ХХ века господствовала ретикулярная теория сна. Она предусматривала роль всего одного возбуждающего нейромедиатора — ацетилхолина, который отвечает за бодрствование. Сон же, согласно данной теории, возникает, когда действия ацетилхолина просто нет. Однако современные исследования показывают, что регуляция цикла «сон — бодрствование» более сложная. На смену ретикулярной теории сна пришли новые концепции, в рамках которых в гипоталамусе выделили две основные системы регуляции с множеством медиаторов, первая из которых отвечает за бодрствование, а вторая — за сон. В случаях, когда преобладает активность нейронов, относящихся к системе «бодрствования», организм активен, а когда активируются нейроны «сна» — засыпает.
В то же время к началу ХХI века стало ясно, что в регуляции сна задействованы не только нейроны, но и вспомогательные клетки нервной ткани — глия.
«Оказалось, что глиальные клетки играют существенную роль. Это привело к возникновению концепции об активной среде мозга, основу которой составляет именно глия. Глиальная система управляет работой синапсов, определяя, в частности, какие медиаторы будут упаковываться в везикулы и выделяться в синапс», — рассказал Евгений Вербицкий.
Кроме того, современные исследования показали, что в регуляцию сна вовлечен особый G-белок, располагающийся в мембранах нейронов. Он состоит из нескольких субъединиц, которые особым образом влияют на нейроны гипоталамуса, отвечающие за сон. Одни субъединицы G-белка регулируют глубину медленного сна, а другие — его продолжительность. Еще более неожиданным оказалось, что хорошо известные регуляторные молекулы, например рилин и кортизол, могут по-разному взаимодействовать с глиальными клетками и давать уникальные для каждого организма особенности регуляции метаболизма нейронов во сне.
Затем Вербицкий рассказал, что совсем недавно (в текущем году) исследователи открыли, помимо классических нейронов и глиальных клеток, астроциты, которые имеют промежуточные свойства между астроцитами и глией. Они определяют деятельность глутаматергических нейронов и других регуляторов медленного сна.
«Все это подтверждает, что глиальные клетки многое определяют в развитии сна. Не все мы знаем и понимаем, но закрывать глаза на деятельность этих клеток невозможно. Точно сказать, что именно управляет сном, нейроны или глия, нельзя, поскольку оба компонента вносят свой вклад», — подытожил Евгений Вербицкий.
Экспериментальные исследования в этой области востребованы, поскольку, если научиться управлять взаимодействиями между нейронами и глиальными клетками, можно открыть новые пути лечения различных расстройств сна.
Съезд организован Физиологическим обществом им. И. П. Павлова и Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН; он посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.
Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
