Metilen gögi we beýniniň goldaw öýjükleri: astrositler, mikrogliýa we çişme

Şol bir gök boýag bilen iki tejribe geçirip, umyt berýän iki netije alýandygyňyzy göz öňüne getiriň. Bir gapda ýyldyz şekilli goldaw öýjükleri kislorodyň we glýukozanyň ýoklugyna garamazdan diri galýar. Beýleki gapda bolsa beýniniň immun öýjükleri bakteriýa toksinine garamazdan öz asuda, şahalanan şekilini saklaýar. Bu iki netijäni bir pikire birleşdirmek özüne çekiji bolup görünýär: boýag beýnidäki çişmäni köşeşdirýär we beýnini goraýar. Hut şu birleşdirilýän ýerde ünsli okyjylar howlukmaly däldir.

Beýnide dürli wezipeleri ýerine ýetirýän iki goldaw öýjük topary bar we metilen gögi olaryň hersi bilen başga bir tejribe gyjyndyryjysy arkaly öwrenilýär. Astrositler metabolik goldaw öýjükleridir. Olar gan damarlary bilen neýronlaryň arasynda ýerleşýär, artykmaç glutamaty aýyrýar, kaliý derejesini durnuklaşdyrýar, glikogeni saklaýar we isleg birden artanda neýronlara energiýa çeşmelerini ýetirýär. Mikrogliýa bolsa beýnide hemişelik ýaşaýan immun gözegçileridir. Olaryň inçe ösüntgileri dokuma gözegçilik edýär, bakteriýa we zeper signallaryny ýüze çykarýar. Howp duýduryşy ýüze çykanda olar ösüntgilerini yza çekip, göçmäge we ýuwutmaga uýgunlaşan tegelek amýoba görnüşine geçýär hem-de signal molekulalaryny bölüp çykarýar. Bir öýjük toparyndaky netije beýlekisine gönüden-göni degişli däldir. Her ýagdaýda ulanylan ölçeg bolsa aslynda nämäniň görkezilendigini kesgitleýär.

Metabolik dartgynlykdaky astrositler: esasy netije wagt bilen bagly

Astrosit tejribesi ýetmezçilikden başlanýar. Gözlegçiler täze doglan syçanlaryň beýni gabygynyň astrositlerini ösdürip, alty sagatlap glýukozany we kislorodyň tas hemmesini aýyrdylar, soňra ikisini hem ýigrimi dört sagatlap gaýtadan berdiler. Bu insultdan soňky reperfuziýanyň laboratoriýa modelidir. Metilen gögi ýetmezçilik tapgyrynda bar bolanda, öýjükleriň diri galmagy ýaramazlaşdy. Ol diňe gaýtadan kislorodlandyrma tapgyrynda, 0.1 we 1 mikromolýar konsentrasiýalarda goşulanda bolsa, kalsein arkaly ýaşaýyş ukyplylygyny barlaýan synag boýunça diri galma ep-esli gowulandy. Syçan astrositleri baradaky barlag bu wagt tapawudyny dem alyş maglumatlary bilen bilelikde beýan edýär.

Iň möhüm tapyndy hut şu tapawutdyr. Ýetmezçilik döwründe elektronlary kabul etmek üçin kislorod tas ýok bolýar, şonuň üçin elektron geçiriji ulgamynyň olary eltjek ýeri ýok. Gaýtadan kislorodlandyrma döwründe ulgam täzeden işe başlaýar we boýagyň ýerine ýetirjek işi peýda bolýar. Metilen gögi bilen işlenen astrositler has köp kislorod sarp etdi, has köp glýukoza kabul etdi, has köp ATP öndürdi we glikogen ätiýaçlyklaryny dikeltdi. Şunda geksokinazanyň işjeňligi ýokarlandy, mitohondrial superoksid bolsa artmady. Teklip edilýän düşündiriş metilen gögüniň mitohondrial elektron göteriji hökmünde işleýşi baradaky düşündirişden tanyşdyr: ol elektronlary dem alyş zynjyrynyň petiklenen nokatlarynyň daşyndan geçirýär. Şeýlelikde, elektronlar reaktiw görnüşleriň döremegine sarp bolman, dem alyş kadaly täzeden başlanýar.

Munuň nähili subutnamadygyna üns beriň. Bu aýratynlykda öwrenilen bir öýjük görnüşinde diri galma we metabolizm baradaky netijedir; täsirli wagt aralygy hem (ýetmezçilik däl-de, dikeliş), konsentrasiýa aralygy hem anyk görkezilýär. Ol immun signal geçirilişi barada-da, özüni alyp baryş barada-da hiç zat aýtmaýar.

Bakterial howp duýduryşyndaky mikrogliýa: metabolizmiň täzeden sazlanmagy

Mikrogliýa tejribeleri ters gyjyndyryjydan — iýmit ýetmezçiliginden däl-de, ýalan ýokançlykdan başlanýar. Bakteriýanyň daşky membranasynyň bölegi bolan lipopolisaharid dogabitdi immunitetiň sensorlaryna baglanýar we janly bakteriýalar bolmasa-da, mikrogliýa patogenleriň gelendigini duýdurýar. Lipopolisaharid berlen syçanlarda we ösdürilip ýetişdirilen mikrogliýa öýjük liniýasynda netije tanyş çişme programmasy bolýar: çişmäni güýçlendirýän faktorlar artýar, mikrogliýa agressiw M1 ýagdaýyna tarap polýarlaşýar, goňşy neýronlar ölýär we haýwanlar öwreniş hem-de ýat ýumuşlaryny has pes derejede ýerine ýetirýär.

Syçanlarda bu jogap baradaky barlag onuň kislorody duýujy signal ýoly bilen baglydygyny görkezýär: lipopolisaharid ýokarky Siah2/Morg1 zynjyry arkaly üç prolil gidroksilaza fermentiniň biri bolan PHD3-iň artykmaç ekspressiýasyna getirýär. Şol bir wagtda öýjükler energiýa ulanyşyny aerob glikolize tarap täzeden sazlaýar we mitohondrial reaktiw kislorod görnüşleri artýar. Awtorlar bu üýtgeşmäni kislorod sarp edilişini we öýjükden daşarky gurşawyň turşulaşmagyny ölçän Seahorse metabolik synaglary arkaly gönüden-göni ölçediler. Metilen gögi metabolik üýtgeşmäni-de, PHD3-iň artykmaç ekspressiýasyny-da yzyna öwürdi, çişme faktorlaryny azaltdy, neýronlaryň ölmegini peseltdi we özüni alyp baryş görkezijilerini gowulandyrdy. Pozitron-emissiýa tomografiýasy goşmaça şekillendiriş maglumatyny berdi: lipopolisaharid FDG-PET boýunça gippokampda glýukozanyň kabul edilişini ýokarlandyrdy, metilen gögi bilen täsir etmek bolsa ony gaýtadan peseltdi. Bu janly beýnide çişme bilen bagly metabolizmiň has pes işjeňligine laýyk gelýärdi.

Bu astrosit barlagyndan has giň ölçegler toplumydyr: sitokinler, metabolizm, şekillendiriş we haýwanlaryň özüni alyp barşy. Emma ol başga gyjyndyryja we başga öýjüge degişlidir. Bu iki barlagy deňeşdirýän okyjylar gyjyndyryjylary aýratynlykda göz öňünde tutmalydyr: bir barlag iýmit ýetmezçiligine sezewar bolan goldaw öýjüklerini dikeliş döwründe halas edýär, beýlekisi bolsa immun öýjüklerindäki ýalan ýokançlyk duýduryşyny gowşadýar.

Mikroskop astyndaky mikrogliýa: şekil görkeziji hökmünde

Üçünji tejribe şol bir bakterial howp duýduryşyny diňe şekil arkaly öwrenýär. Alakanyň beýni gabygyndan alnan glial öýjük medeniýetlerinde IBA1 markeri üçin boýalan gözegçilik mikrogliýa öýjüklerinde köp sanly inçe ösüntgi görünýär. Bu gözegçilik edýän şahalanan görnüşdir. Her millilitre 10 mikrogram lipopolisaharid bilen ýigrimi dört sagat täsir edilenden soň, öýjükler amýoba görnüşine geçip ýasylanýar. Olaryň öýjük göwresiniň meýdany ulalýar, perimetri bolsa takmynan üýtgewsiz galýar; bu tegelekleşmegiň geometrik alamatydyr. Toksin bilen bilelikde 1 mikromolýar konsentrasiýada berlen metilen gögi şahalanan ösüntgileri saklady we göwräniň meýdanyny hem-de perimetrini gözegçilik bahalaryna ýakyn derejede saklady. Alaka öýjük medeniýeti baradaky barlag şekiliň şeýle saklanmagyny öýjük göwresiniň meýdanyny we perimetrini ölçemek arkaly mukdar taýdan bahalandyrýar.

Iki aýratynlyk bu barlagy ýönekeý suratdan has gymmatly edýär. Birinjiden, deňeşdirmek üçin ulanylan menadion — şol bir konsentrasiýadaky başga bir redoks-işjeň molekula — şekili saklamady we özbaşdak öýjükleri işjeňleşen görnüşe tarap iterdi. Diýmek, bu täsir ähli redoks sikline gatnaşýan maddalaryň umumy häsiýeti däldir. Ikinjiden, awtorlar boýagyň täsirini diňe reaktiw görnüşleriň göni zyýansyzlandyrylmagy bilen däl-de, Nrf2-niň işjeňleşmegi bilen baglanyşdyrýarlar. Nrf2 antioksidant we çişmä garşy genleriň işlemegini ugrukdyrýan transkripsiýa faktorydyr. Redoks we çişme signal geçirilişi baradaky degişli maglumatlar bu Nrf2 baglanyşygyny has giň kontekstde düşündirýär.

Şeýle-de bolsa, şekil bu üç görkezijiniň arasynda iň çäkli maglumat berýänidir. Şahalanan öýjük adatça gözegçilik edýän, tegelek öýjük bolsa adatça işjeňleşen öýjükdir, emma morfologiýa gytaklaýyn görkeziji bolup, öýjügiň işiniň doly beýany däldir. Bu öýjük medeniýetinde gan arkaly gelýän immun öýjükleri-de, nerw zynjyrlary-da, özüni alyp baryş netijesi-de ýokdy.

Üç netijäni bilelikde okamak

Setirleriň umumy aýratynlygy şudur: her gyjyndyryjynyň öz ölçegi we öz jogaby bar. Metabolik dikeliş metabolizm baradaky soraga jogap berýär. Sitokin we özüni alyp baryş maglumatlary çişme baradaky soraga jogap berýär. Şekil bolsa şekil baradaky soraga jogap berýär. Bu üç netijäniň hiç biri özbaşdak beýleki ugur barada netije çykarmaga mümkinçilik bermeýär.

Has asuda görünýän mikrogliýa nämäni subut etmeýär

Bu temanyň tutuşlygyna zerur bolan sözlem şudur: az işjeňleşen ýaly görünýän mikrogliýa ýa-da onuň metabolizminiň üýtgemegi özbaşdak beýniniň işiniň gowulanandygyny subut etmeýär.

Morfologiýa üýtgäp biler, emma funksiýa onuň yzyna eýermän biler. Öýjük şahalaryny saklap, şol bir wagtda sitokinleri bölüp çykaryp biler ýa-da peýdaly galyndy arassalama işini ýerine ýetirýän wagty tegelekleşip biler. Metabolik ölçegleriň hem şol bir çägi bar: Seahorse ýazgysy ýa-da PET skany akyl-paýhas işini däl-de, energiýanyň nähili ulanylýandygyny görkezýär. Metabolik we şekile degişli görkezijileri özüni alyp baryş synaglary bilen utgaşdyran syçan barlagy hut bir ölçegiň ähli netijäni esaslandyrmagyna garaşmagyň ýerine, subutnamanyň birnäçe derejesini bir ýere jemländigi üçin has güýçlüdir. Şonda-da adaty çäklendirmeler güýjünde galýar: lipopolisaharid hakyky ýokançlygy däl-de, ýokançlyksyz howp duýduryşyny modelleşdirýär; syçanlar adam däl; awtorlaryň özleri-de görnüşleriň arasyndaky tapawutlary belleýär. Dowam etdiriji barlag meýilleşdirýän her bir adam, bu signal ýolunyň adam dokumasynda hem edil şeýle işleýändigini çaklamazdan öň, mikrogliýa baradaky netijeleriň dürli modelleriň arasynda nähili geçirilip bilinjekdigini göz öňünde tutmalydyr.

Mundan täsir ediş wagty barada amaly netije gelip çykýar. Astrosit tejribesinde ir berilmegi netijäni ýaramazlaşdyrýar, dikeliş döwründe berilmegi bolsa gowulandyrýar. Mikrogliýa netijeleri çişme gyjyndyryjysynyň ýüze çykýan wagtynyň töwereginde berilmeginden alnan. Hakyky durmuşdaky beýni zeperi iki tapgyry bir wagtda garyşdyrýar: energiýa üpjünçiliginiň bozulmagy we immun howp duýduryşy birnäçe sagadyň dowamynda üýtgäp ösýär. Bir tapgyry aýratynlykda öwrenýän tejribe olaryň utgaşan ýagdaýy üçin wagt tertibini kesgitläp bilmez. Şonuň üçin bermegiň wagt aralyklary baradaky ara alyp maslahatlaşmalarda ýetmezçilik bilen çişmäniň wagt yzygiderlilikleri aýratyn tutulýar.

Dogruçyl jemleme bir abzasa sygýar. Aýratynlykda öwrenilen astrositlerde gaýtadan kislorodlandyrma döwründe berlen metilen gögi dem alşy täzeden işe girizýär we öýjükleri halas edýär. Bakteriýa bölegi bilen gyjyndyrylan mikrogliýada bolsa ol belli bir PHD3 signal ýoly arkaly çişme bilen bagly metabolik programmany yzyna öwürýär we dynçlyk şekilini saklaýar. Her netije öz tejribe şertleriniň çäginde hakykydyr, ýöne olaryň hiç biri beýnidäki çişme barada umumy höküm däldir. Glial öýjükleriň deňeşdirilmegi hut şu iki dürli netijäniň birine garyşmagynyň öňüni alýandygy üçin peýdalydyr.