Нейрон отрывает хвостик

Российские и белорусские ученые из Института физиологии им. И.Павлова РАН и Института физиологии НАН Беларуси впервые наблюдали отмирание и самоампутацию отростков живых нервных клеток как в культуре, так и в живом организме. По мнению исследователей, ампутированные кусочки содержат биологически активные вещества.

Петербургские физиологи еще лет двадцать назад обнаружили, что живые и «здоровые» нервные клетки могут отрывать от себя кончики отростков без каких-либо отрицательных последствий, однако в то время их сообщение восприняли с недоверием. Между тем ничего необычного в этом явлении нет. Мегакариоциты отделяют от себя фрагменты клеток, известные широкой публике как кровяные пластинки, или тромбоциты. Эритроциты млекопитающих отщепляют фрагмент клетки, содержащий ядро, и после этого функционируют еще долгое время. А уж для животных самоампутация разных частей тела — обычное явление. Она встречается у ящериц и пауков, гидроидных полипов, актиний и немертин, кольчатых червей, морских звезд, моллюсков и ракообразных. Ученые считают самоампутацию защитным физиологическим механизмом. А что же происходит у нервных клеток?

Первую серию опытов исследователи провели на изолированных нейронах большого прудовика в культуре ткани. Поведение нейронов регистрировали с помощью компьютерной автоматизированной микровидеоустановки, делающей один кадр в 10 минут. В культуре ткани клетки хорошо себя чувствуют, соприкасаются отростками, образуя сплетения. Но в то время, как одни отростки увеличиваются в размере, другие сокращаются. Если отросток соприкасается с другой клеткой, он истончается и может бесследно исчезнуть; процесс исчезновения занимает до 15 часов. Если нервный отросток не контактирует с другими, его укорочение заканчивается ампутацией кончика. Чаще всего ампутация происходит на ветвящихся отростках, иногда — на нескольких сразу. Рядом с «обрубочком» нервного отростка часто появляются пузырьки, округлую форму приобретает и оторвавшийся кончик.

Самоампутация происходит не только в культуре, но и в естественных условиях, в чем исследователи убедились, наблюдая за чувствительными нейронами в кишечном сплетении. Разглядывая под микроскопом приготовленные препараты, экспериментаторы в изобилии увидели и ампутированные кончики, и обрубленные отростки, и целые фрагменты разветвленных отростков, окруженных пузырьками. Часть ампутированных структур явно увеличена в размере и находится в стадии деградации. Под электронным микроскопом хорошо видно, что заполнены они не митохондриями, как нормальные отростки, а массой разрушающихся пузырьков (лизосом).

Поскольку самоампутация отростков нейронов так широко распространена, возникает естественный вопрос: а зачем она нужна? По мнению исследователей, оторванные фрагменты клеток содержат регуляторные пептиды (трофические факторы), влияющие на обмен веществ и рост окружающих тканей. Самоампутация — это просто способ доставки биологически активных веществ из нервной клетки в окружающую ткань.