Сразу скажу — наш мозг, этот прожорливый энергозависимый зверь, требует огромных порций топлива, а именно — крови, насыщенной кислородом и питательными веществами. Но как он решает, куда направить этот ценный ресурс в нужный момент? Вот тут и за дело взялась команда из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School).
Используя модели на мышах, учёные внимательно изучали клетки, выстилающие кровеносные сосуды — эндотелиальные клетки — и обнаружили, что они работают как настоящие сверхскоростные «сигнальные шоссе». Представьте себе крошечные каналы — так называемые разрывные соединения, которые связывают эти клетки и позволяют мгновенно передавать информацию о том, где кровь нужна в данный момент.
Результаты исследования
Получилось довольно круто: мозг умеет в режиме реального времени отдавать «приказы» сосудам — где расширяться, а где сжаться, чтобы кровь устремилась к активным участкам. Это похоже на работу диспетчера в час пик — он направляет машины по нужным дорогам, чтобы избежать пробок и максимизировать эффективность движения.
«Без этого механизма, — говорит Люк Каплан (Luke Kaplan), научный сотрудник по нейробиологии из Института Блаватника (Blavatnik Institute) в Гарвардской медицинской школе (Harvard Medical School), — мозг не смог бы поддерживать свою функцию на высоком уровне — просто не хватило бы «топлива» там, где оно наиболее необходимо».
Кстати, открытие касается и таких гениев, как два ключевых гена, участвующих в работе этого сигнального пути — без них вся система бы дала сбой.
Значение открытия
Если коротко — это понимание проливает свет на то, как работает функциональная МРТ (фМРТ), которую часто применяют, чтобы «заглянуть» внутрь мозга и увидеть, где он активен. Теперь, когда мы лучше понимаем, как именно сосуды реагируют на сигналы от мозга, интерпретировать данные сканирования станет проще.
И это ещё не всё: нарушения в этой системе коммуникации часто встречаются при нейродегенеративных болезнях, таких как болезнь Альцгеймера. И вот тут важно: если мы разберёмся, как именно сосуды «общаются» с мозгом, то, возможно, найдём новые способы борьбы с когнитивными расстройствами.
Исторический экскурс и контекст
Знаете, что интересно? Ещё в 1800-х итальянский врач Анджело Моссо (Angelo Mosso) заметил странное явление — у пациента с травмой черепа, где мозг был частично открыт, участки мозга буквально раздувались кровью при эмоциональных всплесках, таких как гнев. Вот где-то отсюда и пошло понимание взаимосвязи между активностью мозга и кровотоком — фундамент для современной МРТ.
Заключение и перспективы
Сейчас, когда мы обладаем более точной картой молекулярных коммуникаций внутри сосудов, у исследователей появился шанс изучить, как нарушения этой системы влияют на болезни.
Ченхуа Гу (Chunhua Gu), профессор нейробиологии в Гарвардской медицинской школе (Harvard Medical School), отмечает, что это элегантное, выверенное временем устройство, но, увы, подвержено сбоям при нейродегенерации.
«Понимание — ключ к лечению», — говорит он.
И да, пока что мы смотрим на мышей — но если эти механизмы подтвердятся у людей, это может серьезно изменить подход к диагностике и терапии.
В общем, мозг и его сосуды — это такая живая, динамичная команда, и чем лучше мы их «слышим», тем выше шансы, что сумеем сохранить наши умственные способности дольше.
Литература.
“Brain Endothelial Gap Junction Coupling Enables Rapid Vasodilation Propagation During Neurovascular Coupling” by Luke Kaplan et al. Cell
