Smadzeņu asinsvadu šūnas, kas nepieciešamas drudža reakcijai

Smadzeņu asinsvadu šūnas, kas nepieciešamas drudža reakcijai

Linkēpingas universitātes pētnieki ir identificējuši peles smadzeņu asinsvadu šūnas, kas ir nepieciešamas drudža reakcijai. Rezultāti, kas publicēti PNAS, atbild uz ilgstošu jautājumu par to, kuri orgāni ir iesaistīti drudža attīstībā.

Ikvienam laiku pa laikam ir drudzis. Ja mēs saprotam drudža mehānismus, mēs varam arī saprast, kā var darboties jaunas zāles un ārstēšanas metodes.

Anders Blomkvists, Linšēpingas Universitātes Biomedicīnas un klīnisko zinātņu institūta emeritētais profesors

Drudzis ir ķermeņa reakcija uz infekciju vai iekaisumu un, piemēram, aizsardzības mehānisms pret vīrusiem un baktērijām. Ja organismu ietekmē infekcija vai iekaisums, tas asinsritē izdala molekulas, kas pazīstamas kā citokīni. Šīs molekulas ir pārāk lielas, lai izietu cauri asins-smadzeņu barjerai — sīku asinsvadu tīklam, kas aizsargā smadzenes no kaitīgām vielām. Bet drudzis ir tikai simptoms, kas izpaužas pēc tam, kad smadzenes pašas dod signālus. Tātad, kā smadzenes atpazīst, ka ķermeni skārusi iekaisums vai infekcija?

Izskaidrojums slēpjas receptoros uz asins-smadzeņu barjeras ārējās virsmas, kas atpazīst citokīnus. Šie receptori pārraida signālu šūnām uz asins-smadzeņu barjeras asinsvadu sieniņu iekšējās virsmas, ko sauc par endotēlija šūnām. Pēc tam viņi sāk ražot hormonam līdzīgu molekulu prostaglandīnu E2, kas savukārt aktivizē receptorus hipotalāmā, kas darbojas kā ķermeņa termostats. Tika uzsākta drudža reakcija. Tomēr līdz šim nebija skaidrs, vai tas bija vienīgais drudža cēlonis.

Iepriekš tika uzskatīts, ka prostaglandīns ir jāveido arī dažās tādu orgānu šūnās kā aknas un plaušas, lai izraisītu drudža reakciju. Taču Linkēpingas universitātes pētnieki tagad ir pierādījuši, ka tas tā nav. Pētījumā par pelēm, kas publicēts Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS, Anders Blomqvist un viņa kolēģi parāda, ka smadzeņu endotēlija šūnas ir vienīgās, kas nepieciešamas drudža reakcijai.

"Mūsu rezultāti atbild uz jautājumu, kas tika uzdots vairākas desmitgades. Līdz šim nebija pierādījumu, ka tikai smadzeņu endotēlija šūnas ir nepieciešamas, lai izraisītu drudža reakciju. Tagad mēs esam novērsuši šo zināšanu trūkumu," saka Anders Blomkvists.

Pētnieki strādāja ar ģenētiski modificētām pelēm, kurās viņi izņēma noteiktus gēnus, kas kodē prostaglandīnu ražošanu smadzeņu endotēlija šūnās. Pēc tam pelēm tika injicētas vielas, kas atrodas noteiktu baktēriju šūnu sieniņās un tādējādi izraisīja drudzi. Ģenētiski modificētajām pelēm pēc injekcijas nebija drudža reakcijas.

No tā pētnieki secināja, ka šīs endotēlija šūnas ir nepieciešamas, lai izraisītu drudzi, taču neparādīja, vai tās ir pietiekamas. Šī iemesla dēļ pētnieki veica testus ar citu ģenētiski modificētu peles modeli, kurā vienīgās šūnas, kas spēj ražot prostaglandīnu E2, bija smadzeņu endotēlija šūnas. Šīm pelēm bija drudža reakcija, kas apstiprināja, ka smadzeņu endotēlija šūnas patiešām ir pietiekamas.

Šos eksperimentus padarīja iespējamus uzlabotas metodes laboratorijas dzīvnieku vadīšanai un izpētei. Ķirurģiski ievietojot intravenozo katetru un reģistrējot ķermeņa temperatūru, izmantojot telemetriju, gan injekcijas, gan mērījumus var veikt, neradot dzīvniekam stresu, ļaujot precīzāk novērot drudža reakciju.

"Plašā sabiedrība jau sen uzskata, ka mazu dzīvnieku ķermeņa temperatūra ir augstāka nekā cilvēkiem un citiem lieliem zīdītājiem, ap 40 grādiem. Taču mērījumi bija nepareizi, jo dzīvnieki procesa laikā bija pakļauti stresam. Mūsu izmantotie paņēmieni liecina, ka pelēm ir tāda pati temperatūra kā cilvēkiem," stāsta Anders Blomkvists.

Pētījumu finansiāli atbalstīja Zviedrijas pētniecības padome, Zviedrijas smadzeņu fonds un Zviedrijas vēža biedrība.

Avots:

Linkēpingas universitāte

Atsauce:

Shionoya, K., et al. (2022) Selektīva prostaglandīna ražošana smadzeņu endotēlija šūnās ir gan nepieciešama, gan pietiekama, lai izraisītu drudzi. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.