– Przed tymi badaniami nie było jasne, w jaki sposób mózg dowiaduje się, że w organizmie występuje infekcja – mówi współautor badania, Stephen Liberles, neurobiolog z Harvard Medical School w Bostonie w stanie Massachusetts [1].
Naukowcy uważali, że cząsteczki przekaźnikowe z miejsca infekcji przemieszczają się przez krwiobieg do mózgu, dyfundując do niego, aby bezpośrednio aktywować regiony, które uruchamiają reakcje na chorobę. Przypuszczano, że molekułami przekaźnikowymi są prostaglandyny, które wytwarzane są w zakażonych tkankach.
Prostaglandyny (PG) to grupa fizjologicznie czynnych związków lipidowych zwanych eikozanoidami, wykazujących zróżnicowane działanie podobne do hormonów u zwierząt. Prostaglandyny znaleziono w prawie każdej tkance u ludzi [2]. Dana prostaglandyna może w niektórych przypadkach mieć różne, a nawet przeciwstawne działanie w różnych tkankach. Zdolność tej samej prostaglandyny do stymulowania reakcji w jednej tkance i hamowania tej samej reakcji w innej zależy od rodzaju receptora, z którym wiąże się prostaglandyna [3]. Prostaglandyny są wytwarzane w następstwie utleniania kwasu arachidonowego, DGLA lub EPA przez cyklooksygenazy (COX-1 i COX-2). Leki przeciwzapalne, takie jak aspiryna i ibuprofen hamują cyklooksygenazę, a co za tym idzie hamują produkcję prostaglandyn i proces zapalny. Na tym opierała się teza, że prostaglandyny są kluczem do wywoływania reakcji chorobowych organizmu, prostaglandyna PGE2 przekracza barierę krew-mózg i bezpośrednio angażuje neurony podwzgórza wywołując objawy [4].
Przebieg infekcji – receptor EP3 i neurony GABRA1
Jednym z receptorów prostaglandyn jest EP3. Znajduje się on na powierzchni wielu tkanek organizmu, również na neuronach w całym ciele, w tym w mózgu i jest on odpowiedzialny za generowanie objawów chorobowych [5]. Aby przetestować jego funkcję, naukowcy usunęli mózgowe receptory EP3 u myszy i zainfekowali zwierzęta wirusem grypy. Myszy nadal jednak miały objawy choroby – co dowodzi, że mózg wcale nie otrzymuje informacji z prostaglandyn przenoszonych przez krew [6].
Autorzy badania dowiedli natomiast, że kluczowym czynnikiem w powstawaniu objawów choroby jest specyficzna populacja neuronów zlokalizowana w szyi myszy. Są to neurony GABRA1 – neurony czuciowe językowo-gardłowe wykrywające PGE2. Mają one gałęzie rozciągające się od mysiego odpowiednika migdałków aż do pnia mózgu.
– Obszar migdałków jest niejako łącznikiem między powietrzem zewnętrznym a tym, co dzieje się w drogach oddechowych – mówi współautor badania Na-Ryum Bin, neurobiolog z Harvardu.
Obszar ten jest bogaty w komórki odpornościowe, które produkują prostaglandyny, gdy napotykają patogeny. Zatem historia choroby przebiega następująco: wirus grypy dostaje się do dróg oddechowych i infekuje komórki gardła, uruchamiając produkcję prostaglandyn. W ten sposób reagują wcześniej niedocenianie neurony i informacja o zakażeniu trafia prosto do mózgu [1].
Dlaczego jest to ważne odkrycie?
Ścieżki neuronowe robią coś, czego prostaglandyny przenoszone przez krew zrobić nie mogą: przekazują informacje do mózgu o tym, gdzie dokładnie występuje infekcja. Autorzy zauważają, że wiele innych typów neuronów ma receptory dla prostaglandyn. Sugerują, że mogą istnieć dalsze dedykowane ścieżki, w tym te do wykrywania infekcji jelitowych, wywołujących nudności [1].
Badanie ujawniło również pewien paradoks. Naukowcy zakładają, że powstające objawy chorobowe mają wiele korzyści w kontekście ewolucji. Natomiast kiedy w badaniu zablokowano objawy takie jak unikanie jedzenia, myszy jednak rzadziej umierały na grypę, co kłóci się z wcześniejszą tezą. Ma to jednak swoje zastosowanie w kontekście przetrwania całej populacji – przykładowo objaw, taki jak spadek sił witalnych i konieczność odpoczynku, zmniejsza rozprzestrzenianie się patogenu.
Temat udziału neuronów w przebiegu infekcji nie jest jednak jeszcze wyczerpany. Neurony migdałków wykrywające infekcje są odpowiedzialne za zachowania chorobowe tylko podczas pierwszego etapu infekcji grypowej, który atakuje górne drogi oddechowe i trwa mniej więcej tydzień. Gdy wirus przenosi się do dolnych dróg oddechowych, zadanie kierowania objawami chorobowymi przejmuje inna ścieżka nerwowa.
– Gdyby udało nam się znaleźć sposób na zablokowanie tej drugiej ścieżki, byłby to ogromny krok w leczeniu grypy – mówi Liberles.
Literatura:
- https://www.nature.com/articles/d41586-023-00675-0
- „Eicosanoid Synthesis and Metabolism: Prostaglandins, Thromboxanes, Leukotrienes, Lipoxins”. themedicalbiochemistrypage.org.
- Nelson RF (2005). An introduction to behavioral endocrinology (3rd ed.). Sunderland, Mass: Sinauer Associates. p. 100. ISBN 0-87893-617-3.
- Rang HP (2003). Pharmacology (5th ed.). Edinburgh: Churchill Livingstone. p. 234. ISBN 0-443-07145-4.
- PTGER3 prostaglandin e receptor 3 [Homo sapiens (human)] – Gene – NCBI
- Bin, NR., Prescott, S.L., Horio, N. et al. An airway-to-brain sensory pathway mediates influenza-induced sickness. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05796-0
©MGR.FARM
Jak oceniasz artykuł?
Twoja ocena: Jeszcze nie oceniłeś/aś artykułuUdostępnij tekst w mediach społecznościowych
0 komentarzy - napisz pierwszy Komentujesz jako gość [zaloguj się lub zarejestruj]