Smegenų kraujagyslėse esančios ląstelės, būtinos karščiavimo reakcijai

Smegenų kraujagyslėse esančios ląstelės, būtinos karščiavimo reakcijai

Linköpingo universiteto mokslininkai nustatė pelių smegenų kraujagyslių ląsteles, kurios yra būtinos karščiavimui. Rezultatai, paskelbti PNAS, atsako į ilgalaikį klausimą, kurie organai yra susiję su karščiavimo vystymusi.

Kiekvienas žmogus kartais karščiuoja. Jei suprantame karščiavimo mechanizmus, taip pat galime suprasti, kaip gali veikti nauji vaistai ir gydymo būdai.

Andersas Blomqvistas, Linköpingo universiteto Biomedicinos ir klinikinių mokslų instituto profesorius emeritas

Karščiavimas yra organizmo reakcija į infekciją ar uždegimą ir, pavyzdžiui, apsaugos nuo virusų ir bakterijų mechanizmas. Kai organizmą paveikia infekcija ar uždegimas, jis į kraują išskiria molekules, žinomas kaip citokinai. Šios molekulės yra per didelės, kad galėtų praeiti pro hematoencefalinį barjerą – mažyčių kraujagyslių tinklą, apsaugantį smegenis nuo kenksmingų medžiagų. Tačiau karščiavimas yra tik simptomas, kuris pasireiškia po to, kai pačios smegenys duoda signalus. Taigi, kaip smegenys atpažįsta, kad organizmą paveikė uždegimas ar infekcija?

Paaiškinimas slypi receptoriuose, esančiuose išoriniame kraujo ir smegenų barjero paviršiuje, kurie atpažįsta citokinus. Šie receptoriai perduoda signalą ląstelėms, esančioms vidiniame kraujo ir smegenų barjero kraujagyslių sienelių paviršiuje, vadinamose endotelio ląstelėmis. Tada jie pradeda gaminti į hormoną panašią molekulę prostaglandiną E2, kuris savo ruožtu suaktyvina receptorius pagumburyje, kuris veikia kaip kūno termostatas. Buvo pradėtas karščiavimas. Tačiau iki šiol buvo neaišku, ar tai buvo vienintelis karščiavimo mechanizmas.

Anksčiau buvo manoma, kad prostaglandinai taip pat turi būti gaminami tam tikrose tokių organų ląstelėse kaip kepenys ir plaučiai, kad sukeltų karščiavimą. Tačiau Linšiopingo universiteto mokslininkai dabar įrodė, kad taip nėra. Nacionalinės mokslų akademijos darbuose paskelbtame tyrime su pelėmis, PNAS, Andersas Blomqvistas ir jo kolegos parodė, kad karščiavimui reaguoti reikia tik smegenų endotelio ląstelių.

"Mūsų rezultatai atsako į klausimą, kuris buvo užduotas kelis dešimtmečius. Iki šiol nebuvo įrodymų, kad karščiavimo reakcijai sukelti reikalingos tik endotelio ląstelės smegenyse. Dabar mes užpildėme šią žinių spragą", - sako Andersas Blomqvistas.

Tyrėjai dirbo su genetiškai modifikuotomis pelėmis, iš kurių pašalino tam tikrus genus, koduojančius prostaglandinų gamybą smegenų endotelio ląstelėse. Tada pelėms buvo suleista medžiagų, kurios yra tam tikrų bakterijų ląstelių sienelėse ir tokiu būdu sukeldavo karščiavimą. Genetiškai modifikuotoms pelėms po injekcijos nebuvo jokios karščiavimo reakcijos.

Iš to mokslininkai padarė išvadą, kad šios endotelio ląstelės yra būtinos karščiavimui sukelti, tačiau neparodė, ar jų pakanka. Dėl šios priežasties mokslininkai atliko bandymus su kitu genetiškai modifikuotu pelės modeliu, kuriame vienintelės ląstelės, galinčios gaminti prostaglandiną E2, buvo smegenų endotelio ląstelės. Šioms pelėms pasireiškė karščiavimas, patvirtinantis, kad smegenų endotelio ląstelių tikrai pakanka.

Šie eksperimentai buvo įmanomi dėl pažangių laboratorinių gyvūnų valdymo ir tyrimo metodų. Chirurginiu būdu įvedant intraveninį kateterį ir fiksuojant kūno temperatūrą telemetrijos būdu, tiek injekcijos, tiek matavimai gali būti atliekami nesukeliant gyvūno streso, todėl galima atidžiau stebėti karščiavimo reakciją.

"Plačioji visuomenė jau seniai tikėjo, kad mažų gyvūnų kūno temperatūra yra aukštesnė nei žmonių ir kitų didelių žinduolių, apie 40 laipsnių. Tačiau matavimai buvo klaidingi, nes gyvūnai proceso metu patyrė stresą. Mūsų naudojami metodai rodo, kad pelių temperatūra yra tokia pati kaip ir žmonių", – sako Andersas Blomqvistas.

Tyrimą finansiškai parėmė Švedijos tyrimų taryba, Švedijos smegenų fondas ir Švedijos vėžio draugija.

Šaltinis:

Linköpingo universitetas

Nuoroda:

Shionoya, K. ir kt. (2022) Selektyvi prostaglandinų gamyba smegenų endotelio ląstelėse yra būtina ir pakankama karščiavimui sukelti. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.