Вчені з’ясували, як мозок відчуває інфекцію

Команда, досліджуючи мишей, виявила, що невелика група нейронів дихальних шляхів відіграє вирішальну роль в інформуванні мозку про інфекцію грипу. Вони також спостерігали ознаки вторинного шляху від легенів до мозку, який стає активним під час інфікування. Хоча більшість людей хворіє кілька разів на рік, наукові знання про те, як мозок викликає відчуття хвороби, відстають від досліджень інших станів організму, таких як голод і спрага. Стаття є ключовим першим кроком у розумінні зв’язку мозок-тіло під час інфекції.

«Це дослідження допомагає нам зрозуміти основний механізм виявлення патогенів і те, як це пов’язано з нервовою системою, яка досі була в основному таємничою», — сказав старший автор Стівен Ліберлес, професор клітинної біології в Інституті Блаватника HMS і дослідник Медичного інституту Говарда Хьюза. Отримані дані також проливають світло на те, як нестероїдні протизапальні препарати, такі як ібупрофен і аспірин, полегшують симптоми грипу. Якщо результати можна перекласти на людей, робота може мати важливі наслідки для розробки більш ефективних методів лікування грипу.

Заразливий стан душі

Лабораторію Liberles цікавить, як мозок і тіло взаємодіють, щоб контролювати фізіологію. Наприклад, раніше було досліджено, як мозок обробляє сенсорну інформацію від внутрішніх органів і як сенсорні сигнали можуть викликати або пригнічувати відчуття нудоти. У новій статті дослідники звернули увагу на ще один важливий тип хвороби, який контролює мозок: хворобу, спричинену респіраторною інфекцією.

Ліберлес пояснив, що під час інфекції мозок керує симптомами, коли організм виробляє імунну відповідь. Вони можуть включати загальні симптоми, такі як лихоманка, зниження апетиту та млявість, а також специфічні симптоми, такі як закладеність або кашель при респіраторному захворюванні або блювота чи діарея при шлунково-кишковій хворобі. Команда вирішила зосередитися на грипі, респіраторному вірусі, який є джерелом мільйонів захворювань і відвідувань лікарів і щороку спричиняє тисячі смертей у Сполучених Штатах.

Провівши серію експериментів на мишах, перший автор На-Рюм Бін, науковий співробітник HMS у лабораторії Liberles, ідентифікував невелику популяцію нейронів, вбудованих у язико-глотковий нерв, який проходить від горла до мозку. Важливо те, що він виявив, що ці нейрони необхідні для сигналізації мозку про наявність грипозної інфекції та мають рецептори для ліпідів, які називаються простагландинами. Ці ліпіди виробляються як мишами, так і людьми під час інфекції, і на них діють такі ліки, як ібупрофен і аспірин.

Перерізання язико-глоткового нерва, усунення нейронів, блокування рецепторів простагландинів у цих нейронах або лікування мишей ібупрофеном так само зменшили симптоми грипу та збільшили виживаність. Разом отримані дані свідчать про те, що ці нейрони дихальних шляхів виявляють простагландини, що виробляються під час інфекції грипу, і стають каналом зв’язку від верхньої частини горла до мозку.

«Ми вважаємо, що ці нейрони передають інформацію про те, що там є патоген, і ініціюють нейронні ланцюги, які контролюють реакцію на хворобу», — сказав Ліберлес.

Результати пояснюють, як такі препарати, як ібупрофен і аспірин, зменшують симптоми грипу, і припускають, що ці препарати можуть навіть підвищити виживаність. Дослідники виявили докази ще одного потенційного шляху захворювання, який проходить від легенів до мозку. Вони виявили, що він активізується на другій фазі інфекції, коли вірус проникає глибше в дихальну систему. Команда з подивом виявила, що цей додатковий шлях не включає простагландини. Миші у другій фазі інфекції не реагували на ібупрофен. За словами авторів, отримані дані свідчать про можливість покращення лікування грипу, якщо вчені зможуть розробити ліки, спрямовані на додатковий шлях.