Ученые объяснили механизм возникновения вздохов
Нейроны, отвечающие за вздохи, в продолговатом мозге мыши
Фотография: Stanford / Krasnow lab
Американские ученые описали нейробиологический механизм регуляции вздохов. Результаты своей работы они опубликовалив Nature.
За регуляцию дыхания отвечают основной дыхательный центр, включающий
ретотрапециевидное и парафациальные дыхательные ядра (RTN/pFRG), и
комплекс пре-Бётцингера (preBötC) в вентроолатеральном продолговатом
мозге, генерирующий ритм вдохов. Периодически preBötC генерирует два
импульса подряд, что заставляет дыхательную мускулатуру производить
не обычный вдох, а вздох, который примерно вдвое больше по объему. Этот
процесс поддается регуляции различными нейропептидами, в частности,
бомбезином. Однако как именно это происходит, до сих пор известно
не было.
Исследователи из Стэнфорда и Калифорнийского университета в
Лос-Анджелесе провели скрининг более 19 тысяч вариантов экспрессии генов
в дыхательном центре 14-дневных мышиных эмбрионов. В результате
скрининга они обнаружили, что часть нейронов RTN/pFRG вырабатывает
бомбезин-подобный пептид нейромедин В (НМВ) и гастрин-рилизинг пептид
(ГРП). Сигналы от этих клеток поступают в небольшие субпопуляции
нейронов (примерно по 200 клеток) в preBötC, которые экспрессируют
рецепторы к НМВ и ГРП. В свою очередь, активация субпопуляций этими
нейромедиаторами, приводит к вздоху.
Введение НМВ и ГРП в preBötC в несколько раз повышало частоту
вздохов. Блокирование рецепторов к одному из этих пептидов урежало
вздохи вдвое, а к обоим — полностью предотвращало их появление. Такой же
эффект производила абляция (прицельное выжигание) обнаруженных
субпопуляций клеток в preBötC. Таким образом, за регуляцию вздохов
отвечают нейроны с рецепторами к НМВ и ГРП, и только они.
Исследователи рассчитывают, что полученные ими данные помогут
в разработке лекарств для лечения состояний, сопровождающихся чрезмерно
редкими или, наоборот, частыми вздохами.
Вздох, представляющий собой двойной вдох, служит физиологическим
механизмом расправления альвеол легких и улучшения газообмена в них.
В среднем человек спонтанно вздыхает около 12 раз в час. Кроме того,
вздохи могут быть связаны с эмоциями — тоской, усталостью или
облегчением. Назначение и механизмы этого явления пока неизвестны.
Олег Лищук
Источник: cont.ws.
Рейтинг публикации:
|
