Кашель или чихание? Откуда мозг знает, что дать волю?

Нейроны чихания, активируемые такими триггерами, как пыльца или вирусная инфекция, посылают сигнал «ачу», тогда как нейроны кашля вызывают взлом..

Вызывает ли запах пыльцы чихание или кашель? Ученые обнаружили нервные клетки, которые вызывают одну реакцию вместо другой: «чихательные нейроны» в носовых проходах передают сигналы чихания в мозг, а отдельные нейроны посылают сообщения о кашле, согласно исследованию1, проведенному на мышах.

Результаты могут привести к новым и улучшенным методам лечения таких заболеваний, как аллергия и хронический кашель. Это отрадная новость, потому что эти состояния могут быть «невероятно разочаровывающими», а побочные эффекты текущих методов лечения могут быть «невероятно проблематичными», говорит пульмонолог Мэтью Дрейк из Орегонского университета здоровья и науки в Портленде, который не принимал участия в работе. Исследование было опубликовано сегодня в Cell.

Сигналы, извергающие сопли

Предыдущая работа2 классифицировала нейроны дыхательных путей мыши на основе комплексов белков, называемых ионными каналами, которые передаются на поверхности клеток.

Чтобы выяснить, какие нейроны носа вызывают чихание, исследователи подвергали мышей воздействию различных соединений, каждое из которых, как известно, активирует определенные типы ионных каналов.

Они добились успеха, когда вещество под названием БАМ 8-22 заставило мышей чихать. Известно, что это соединение активирует ионный канал под названием MrgprC11, что заставляет исследователей подозревать, что нейроны, несущие MrgprC11, вызывают чихание. Действительно, когда исследователи удалили MrgprC11 из предполагаемых чихающих нейронов, а затем заразили мышей гриппом, они обнаружили больных, но не чихающих мышей.

Даже несмотря на то, что чихательные нейроны были исключены из поля зрения, у больных мышей продолжали возникать кашлеподобные реакции на инфекцию гриппа. Используя методы, аналогичные тем, которые были направлены на нейроны чихания, исследователи отследили реакцию кашля на набор нейронов в трахее, которые экспрессируют сигнальное химическое вещество под названием соматостатин.

Вирусы «эволюционируют очень быстро», говорит нейробиолог и соавтор исследования Цинь Лю из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури. Это могло бы объяснить, почему существуют две отдельные системы, способные обнаруживать и удалять их из дыхательных путей.

Теперь Лю и ее коллеги хотят выяснить, что происходит после того, как нейроны чихания и кашля срабатывают и подают сигнал в мозг. Она считает, что вполне вероятно, что их сигналы передаются в центр управления дыханием мозга, где они изменяют характер дыхания, вызывая либо кашель, либо чихание.

Другие ачу-нейроны?

Следующая серьезная задача — выяснить, существуют ли подобные наборы нейронов у людей, говорит нейробиолог Патрик Эрнфорс из Каролинского института в Стокгольме. По словам Лю, предварительные данные свидетельствуют о том, что да, но необходимы дополнительные исследования.

Некоторые исследователи подозревают, что еще предстоит найти новые нейроны, отвечающие за чихание и кашель. По словам сенсорного нейробиолога Стивена Либерлеса из Гарвардской медицинской школы в Бостоне, штат Массачусетс, большинство реакций на сенсорную информацию вызываются многочисленными категориями нейронов, и чихание и кашель, вероятно, будут схожими.

По словам Дрейка, кашель может быть настолько постоянным, что люди теряют сознание. И все же у врачей нет хороших вариантов лечения кашля. Опиаты, такие как кодеин, являются наиболее эффективными доступными наркотиками, но они могут вызывать сильную сонливость и зависимость.

Отсутствие эффективных лекарств может привести к тому, что врачи откажутся от лечения кашля, говорит Дрейк. «Я надеюсь, что появление на рынке новых методов лечения действительно изменит наше представление о том, как лечить кашель, и наш энтузиазм в отношении его лечения», — говорит он.