Aivojen verisuonissa olevat solut, jotka ovat välttämättömiä kuumevasteen kannalta

Aivojen verisuonissa olevat solut, jotka ovat välttämättömiä kuumevasteen kannalta

Linköpingin yliopiston tutkijat ovat tunnistaneet aivojen verisuonista solut, jotka ovat välttämättömiä kuumevasteen saamiseksi. PNASissa julkaistut tulokset vastaavat pitkään kestäneeseen kysymykseen siitä, mitkä elimet ovat mukana kuumeen kehittymisessä.

Kaikilla on silloin tällöin kuumetta. Jos ymmärrämme kuumeen taustalla olevat mekanismit, voimme myös ymmärtää, kuinka uudet lääkkeet ja hoidot voivat toimia."

Anders Blomqvist, emeritusprofessori, Biolääketieteen ja kliinisten tieteiden instituutti, Linköpingin yliopisto

Kuume on elimistön reaktio infektioon tai tulehdukseen ja puolustusmekanismi esimerkiksi viruksia ja bakteereja vastaan. Kun infektio tai tulehdus vaikuttaa kehoon, se vapauttaa verenkiertoon molekyylejä, jotka tunnetaan sytokiineina. Nämä molekyylit ovat liian suuria läpäisemään veri-aivoesteen, pienten verisuonten verkoston, joka suojaa aivoja haitallisilta aineilta. Mutta kuume on vain oire, joka ilmenee sen jälkeen, kun aivot itse antavat signaaleja. Joten miten aivot tunnistavat, että tulehdus tai infektio vaikuttaa kehoon?

Selitys on veri-aivoesteen ulkopinnalla olevissa reseptoreissa, jotka tunnistavat sytokiinit. Nämä reseptorit välittävät signaalin veri-aivoesteen verisuonten seinämien sisäpinnalla oleville soluille, joita kutsutaan endoteelisoluiksi. Sitten ne alkavat tuottaa hormonin kaltaista prostaglandiini E2:ta, joka puolestaan ​​aktivoi reseptoreita hypotalamuksessa, joka toimii kehon termostaattina. Kuumeinen vastaus aloitettiin. Toistaiseksi oli kuitenkin epäselvää, oliko tämä ainoa mekanismi kuumeen takana.

Aiemmin ajateltiin, että prostaglandiinia on tuotettava myös tietyissä elinten soluissa, kuten maksassa ja keuhkoissa, kuumevasteen laukaisemiseksi. Mutta Linköpingin yliopiston tutkijat ovat nyt osoittaneet, että näin ei ole. Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS:ssa julkaistussa hiirillä tehdyssä tutkimuksessa Anders Blomqvist ja hänen kollegansa osoittavat, että aivojen endoteelisolut ovat ainoita, joita kuumevasteeseen tarvitaan.

"Tuloksemme vastaavat kysymykseen, jota on esitetty useita vuosikymmeniä. Toistaiseksi ei ole ollut näyttöä siitä, että vain aivojen endoteelisoluja tarvitaan kuumereaktion laukaisemiseen. Olemme nyt kurottaneet tämän tietovajeen", Anders Blomqvist sanoo.

Tutkijat työskentelivät geneettisesti muunnettujen hiirten kanssa, joista he poistivat tiettyjä geenejä, jotka koodaavat prostaglandiinien tuotantoa aivojen endoteelisoluissa. Sitten hiiriin injektoitiin aineita, joita on tiettyjen bakteerien soluseinissä ja jotka aiheuttivat tällä tavalla kuumetta. Geneettisesti muunnetuilla hiirillä ei ollut kuumereaktiota injektion jälkeen.

Tästä tutkijat päättelivät, että nämä endoteelisolut ovat välttämättömiä kuumeen laukaisemiseksi, mutta eivät osoittaneet, ovatko ne riittäviä. Tästä syystä tutkijat suorittivat testejä toisella geneettisesti muunnetulla hiirimallilla, jossa ainoat solut, jotka pystyivät tuottamaan prostaglandiini E2:ta, olivat aivojen endoteelisolut. Näillä hiirillä oli kuumevastetta, mikä vahvisti, että aivojen endoteelisolut ovat todellakin riittäviä.

Nämä kokeet mahdollistivat kehittyneet tekniikat koe-eläinten hallintaan ja tutkimiseen. Asettamalla kirurgisesti suonensisäinen katetri ja tallentamalla ruumiinlämpö telemetrialla, sekä injektiot että mittaukset voidaan suorittaa stressaamatta eläintä, jolloin kuumevastetta voidaan tarkkailla tarkemmin.

"Yleisö on pitkään uskonut, että pieneläinten ruumiinlämpö on korkeampi kuin ihmisten ja muiden suurten nisäkkäiden, noin 40 astetta. Mittaukset menivät kuitenkin pieleen, koska eläimet olivat stressaantuneet prosessin aikana. Käyttämämme tekniikat osoittavat, että hiirillä on sama lämpötila kuin ihmisillä", Anders Blomqvist sanoo.

Tutkimusta tukivat taloudellisesti Ruotsin tutkimusneuvosto, Swedish Brain Foundation ja Swedish Cancer Society.

Lähde:

Linköpingin yliopisto

Viite:

Shionoya, K., et ai. (2022) Prostaglandiinin selektiivinen tuotanto aivojen endoteelisoluissa on sekä välttämätöntä että riittävää kuumeen aiheuttamiseen. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.