Выявлены клетки в кровеносных сосудах мозга, участвующие в возникновении лихорадки
Исследователи из Университета Линчепинга определили у мышей клетки кровеносных сосудов головного мозга, которые необходимы для реакции лихорадки. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) и отвечают на давний вопрос о том, какие органы участвуют в возникновении лихорадки.
"У всех иногда бывает лихорадка. Если мы поймем механизмы, лежащие в основе лихорадки, мы также сможем понять, как могут работать новые лекарства и методы лечения", - говорит Андерс Блумквист, почетный профессор кафедры биомедицинских и клинических наук Университета Линчепинга.
Лихорадка - это реакция организма на инфекцию или воспаление, а также защитный механизм против, например, вирусов и бактерий. При инфекции или воспалении организм выделяет в кровь молекулы, известные как цитокины. Эти молекулы слишком велики, чтобы пройти через гематоэнцефалический барьер - сеть крошечных кровеносных сосудов, защищающих мозг от вредных веществ. Но лихорадка - это всего лишь симптом, который проявляется после того, как мозг сам подает сигналы. Как же мозг определяет, что организм поражен воспалением или инфекцией?
Объяснение можно найти в рецепторах, расположенных на внешней поверхности гематоэнцефалического барьера, которые распознают цитокины. Эти рецепторы передают сигнал клеткам на внутренней поверхности стенок кровеносных сосудов в гематоэнцефалическом барьере, известным как эндотелиальные клетки. Они начинают вырабатывать гормоноподобную молекулу простагландина Е2, которая, в свою очередь, активирует рецепторы в гипоталамусе, выполняющем функцию термостата организма. Начинается лихорадочная реакция. Однако ранее было неясно, является ли это единственным механизмом, лежащим в основе лихорадки.
Ранее считалось, что простагландин также должен вырабатываться в определенных клетках таких органов, как печень и легкие, чтобы запустить реакцию лихорадки. Но теперь исследователи из Университета Линчепинга показали, что это не так. В исследовании на мышах, опубликованном в PNAS, Андерс Бломквист и его коллеги показали, что для возникновения лихорадочной реакции необходимы только эндотелиальные клетки мозга.
"Наши результаты дают ответ на вопрос, который задавали на протяжении нескольких десятилетий. Ранее не было никаких доказательств того, что для запуска лихорадочной реакции необходимы только эндотелиальные клетки мозга. Теперь мы восполнили этот пробел в наших знаниях", - отметил Андерс Бломквист.
Исследователи работали с генно-модифицированными мышами, у которых были удалены некоторые гены, отвечающие за производство простагландинов в эндотелиальных клетках мозга. Затем мышам вводили вещества, которые присутствуют в клеточных стенках некоторых бактерий, вызывая таким образом лихорадку. Модифицированные генами мыши не показали никакой лихорадочной реакции после инъекции.
Это позволило исследователям сделать вывод, что эти эндотелиальные клетки необходимы для возникновения лихорадки, но не показало, являются ли они достаточными. По этой причине исследователи провели тесты на другой генно-модифицированной модели мышей, в которой единственными клетками, способными вырабатывать простагландин Е2, были эндотелиальные клетки мозга. У этих мышей наблюдалась лихорадочная реакция, что подтверждает, что эндотелиальных клеток мозга действительно достаточно.
Эти эксперименты стали возможны благодаря использованию передовых методов управления и обследования экспериментальных животных. Благодаря хирургическому введению внутривенного катетера и регистрации температуры тела с помощью телеметрии, инъекции и измерения можно проводить без стресса для животного, что позволяет более точно наблюдать за лихорадочной реакцией.
