Когда вы заболеваете гриппом, ваш организм сообщает вам об этом. У вас пропадает аппетит, вы чувствуете вялость и ухудшается настроение. Сама инфекция не вызывает этих симптомов - это делает ваш мозг.
Недавно ученые, возможно, выяснили ключевой момент в том, как это происходит. Исследуя мышей с гриппом, они обнаружили скопление нервных клеток в задней части гортани, которые определяют присутствие вируса и посылают сигналы в мозг, вызывая симптомы, реагирующие на инфекцию. Исследование является одним из первых, в котором эта реакция связывается с конкретной группой нервных клеток, говорит Анодж Иланж, биолог Медицинского института Говарда Хьюза, который не принимал участия в работе. "Они проделали действительно большую работу по всестороннему изучению этого вопроса".
Ученые знают, что плохое самочувствие во время болезни отчасти является результатом воздействия химических веществ, вырабатываемых инфицированными тканями. Некоторые из этих соединений, такие как простагландины, как известно, инициируют проявления недомогания. (Такие препараты, как ибупрофен, блокируют выработку простагландинов). Но остается неясным, как именно эти химические вещества взаимодействуют с мозгом, объясняет Стивен Либерлес, молекулярный нейробиолог из Гарвардской медицинской школы. "Удивительно мало известно о том, как мозг узнает, что в организме есть инфекция".
В новом исследовании Либерлес и коллеги сосредоточились на гриппе, который поражает дыхательные пути организма. Предыдущие исследования указывали на то, что один из видов простагландинов, вырабатываемых в ответ на вирусную инфекцию, называемый PGE2, может перемещаться по кровотоку и взаимодействовать с клетками мозга. Но когда исследователи инфицировали мышей, у которых генетически было создано отсутствие рецепторов для PGE2 в центральной нервной системе, животные все равно вели себя как больные - отказывались от еды и питья и двигались меньше обычного.
Это позволило предположить, что вместо этого PGE2 распознается периферической нервной системой, которая состоит из нейронов, расположенных вне головного и спинного мозга. Чтобы определить, где именно в организме происходит это обнаружение, группа объединила различные генетические инструменты для создания штаммов мышей с постепенно уменьшающимся набором рецепторов PGE2. В конце концов, они остановились на скоплении нейронов в задней части гортани, которая соединяет верхние дыхательные пути с мозгом. Мыши, лишенные рецепторов в этих клетках, не заболевали гриппом. Авторы работы добились того же эффекта у нормальных мышей, перерезав нервные волокна или дав животным ибупрофен.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, указывают на наличие особой системы обнаружения респираторных инфекций. Эта система может иметь несколько преимуществ, говорит Либерлес. Простагландины неустойчивы и могут не дойти до мозга через кровь, поэтому нейроны чувствуют их там, где они вырабатываются, что может быть более надежным. Эта система также предоставляет мозгу важную информацию о том, где находится инфекция, возможно, создавая специфическую реакцию, например, кашель.
Открытие этого периферического пути "пересматривает наше понимание того, как вирусная инфекция влияет на нервную систему, вызывая недомогание", - отмечает Элиа Таит Войно, иммунолог из Университета Вашингтона. Крошечные молекулы, такие как простагландины, "трудно изучать", - добавляет она, высоко оценивая использование исследователями "передовых генетических инструментов" для определения этого механизма.
Интересно, что блокирование пути PGE2 было менее эффективным для устранения болезненных проявлений на более поздних стадиях инфекции, отмечает Иланж. Возможно, это говорит о том, что другой механизм заставляет мышей испытывать недомогание, когда заболевание переходит из верхних дыхательных путей в легкие. Авторы также обнаружили, что отключение нейронов, распознающих PGE2, повышает шансы мышей на выживание. Это согласуется с результатами других исследований, показывающих, что блокирование синтеза PGE2 повышает выживаемость мышей с гриппом, но возникает вопрос, почему такой механизм развился вообще.
Одно из возможных объяснений: хотя заболевание делает мышей "более больными" гриппом, оно может защищать их от других инфекций. Например, некоторые исследования показывают, что мыши с бактериальным сепсисом имеют меньше шансов выжить, если они едят больше пищи - возможно, потому, что бактерии используют сахар в крови животного в качестве топлива. В этом случае потеря аппетита - это хорошо, говорит Либерлес. Или, возможно, это поведение развилось не потому, что оно помогает больным животным напрямую, а потому, что оно защищает их сородичей от инфекции, уменьшая социальные взаимодействия.
Неясно, передают ли нервные клетки гортани, распознающие простагландины, информацию о бактериях и вирусах, отличных от гриппа. "Будет очень важно [изучить] другие типы инфекции", - считает Иланж. Исследователи планируют сделать именно это, а также поискать нейроны, распознающие инфекцию, в других частях тела, например, в кишечнике.
