Алкоголь запускает иммунные клетки, разрушающие структурную матрицу мозга

Фото из открытых источников

Хорошо известно, что алкоголь оказывает глубокое воздействие на работу мозга, и исследования показывают, что даже низкие дозы этого вещества могут нанести вред мозгу. Но каким образом алкоголь на самом деле вызывает повреждение мозга на клеточном уровне? В неожиданном открытии, о котором сообщается в журнале Immunity, ученые обнаружили, что алкоголь взаимодействует не только с нейронами.

Новые данные свидетельствуют о том, что препарат также воздействует на иммунные клетки головного мозга, называемые микроглией, заставляя их разрушать внеклеточный матрикс, который структурно поддерживает клетки мозга.

«Долгие годы воздействие алкоголя на мозг рассматривалось в основном с точки зрения нейронов, и это неспроста: алкоголь действует непосредственно на нейронные рецепторы», — говорит ведущий автор исследования нейробиолог Димитриос Давалос из Кливлендской клиники. «Наблюдая за микроглией в режиме реального времени, мы смогли увидеть, что она не просто реагирует на повреждения. Она является движущей силой пагубных изменений, которые алкоголь вызывает в мозге».

Микроглия — это специализированные иммунные клетки, которые постоянно контролируют и поддерживают работу мозга, обнаруживая угрозы, удаляя отмершие клетки и поврежденные ткани, а также обрезая нейронные связи.

Чтобы изучить, как алкоголь влияет на активность микроглии, исследователи изучили мышиную модель чрезмерного употребления алкоголя, разработанную для имитации эффектов эпизодического и интенсивного употребления алкоголя.

В ходе экспериментов мышам вводили этанол перорально или многократно в течение нескольких дней подряд, а исследователи отслеживали воздействие препарата на микроглию и нейроны в живых животных с помощью двухфотонной микроскопии и других методов визуализации.

Исследователи обнаружили, что микроглия претерпевала значительные изменения формы и активности примерно в течение часа после приема алкоголя, еще до достижения пика седативного эффекта от препарата.

Количество и длина отростков, отходящих от их тел, уменьшились, а территория наблюдения сократилась, причем этот эффект стал более выраженным после многократного воздействия алкоголя.

Исследователи также наблюдали, как микроглия повреждает внеклеточный матрикс — сеть структурных молекул, которая поддерживает клетки головного мозга и способствует стабильной связи между нейронами.

У мышей, которым давали алкоголь, микроглия начинала поглощать и переваривать компоненты матрикса, разрушая его и ослабляя структуру.

Исследователи предполагают, что это приводит к потере синаптических связей, способствуя нейронной дисфункции и, возможно, некоторым седативным эффектам алкоголя.

Однако в отдельном эксперименте с использованием генетически модифицированных мышей исследователи отключили белок MyD88 в микроглии , который играет важную роль в активации иммунного ответа.

У животных, у которых был подавлен ген MyD88, воздействие алкоголя приводило к значительно меньшему повреждению нейронов, уменьшению изменений формы и активности микроглии, а также менее выраженному седативному эффекту.

В отдельных экспериментах с этими защищенными, генетически модифицированными мышами исследователи разрушали внеклеточный матрикс животных с помощью фермента, и это приводило к восстановлению синаптической потери, двигательных нарушений и седативного эффекта при употреблении животными алкоголя.

По мнению исследователей, это свидетельствует о том, что нарушение внеклеточного матрикса является ключевым причинным процессом, непосредственно вызывающим некоторые из разрушительных воздействий алкоголя на мозг.

Хотя основные результаты были получены только в экспериментах на мышах, отдельный анализ тканей головного мозга человека, полученных от шести умерших людей с алкогольной зависимостью, показал признаки нарушения внеклеточного матрикса по сравнению с контрольной группой, что предполагает, что аналогичное повреждение головного мозга, вызванное микроглией, может происходить и у людей, злоупотребляющих алкоголем.

Это может сделать MyD88 перспективной терапевтической мишенью для будущих исследований, причем, возможно, не только в отношении воздействия алкоголя.

«Мы обнаружили специфический нейроиммунный путь, который активирует алкоголь, но возможно, что и другие препараты могут активировать этот путь», — говорит Давалос. «В моей лаборатории изучают, как мы можем воздействовать на микроглию или защищать внеклеточный матрикс головного мозга, чтобы предотвратить или ограничить повреждение мозга, вызванное употреблением психоактивных веществ и, возможно, даже другими неврологическими заболеваниями».

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний