Как мозг регулирует кашель и чихание

Ученые Вашингтонского университета, Сент-Луис обнаружили нервные клетки, которые вызывают кашель или чихание у мышей. Полученные результаты могут привести к созданию новых методов лечения таких заболеваний, как аллергия и хронический кашель.
Бороться с кашлем крайне трудно. На сегодня самым эффективным средством от хронического кашля является кодеин, но это опиат, вызывающий привыкание. Поэтому врачи иногда просто отказываются лечить кашель, надеясь, что организм справится сам. Но кашель особенно при аллергии может быть настолько тяжелым, что человек теряет сознание. Надо искать методы борьбы с ним.

Ученые Вашингтонского университета, Сент-Луис обнаружили нервные клетки, которые вызывают кашель или чихание у мышей. Это разные нейроны, и работают они по разному. Полученные результаты могут привести к созданию новых методов лечения таких заболеваний, как аллергия и хронический кашель.
По словам пульмонолога Мэтью Дрейка из Орегонского университета здоровья и науки в Портленде, не принимавшего участия в работе, эти заболевания могут быть «невероятно раздражающими», а побочные эффекты существующих методов лечения — «проблематичными». Исследование было опубликовано в журнале Cell.

Схема работы нейронов, ответственных за чихание — они располагаются в носу, и за кашель — они располагаются в трахее. Сигналы идут в ствол мозга.

Микрофотография носового прохода мыши с нейронами чихания, выделенными красным цветом. Нейроны чихания (красные) выстраиваются в носовом проходе мыши. H. Jiang et al. Cell
Сигналы, вызывающие чихание и кашель
Предыдущая работа классифицировала нейроны в дыхательных путях мыши на основе белковых комплексов, которые находятся на поверхности клеток и регулируют работу ионных каналов.
Чтобы выяснить, какие нейроны вызывают чихание, исследователи подвергали мышей воздействию различных соединений, каждое из которых, активирует определенные типы ионных каналов.
Ученые обнаружили, что вещество под названием BAM 8-22 вызывает у мышей чихание. Это соединение активирует ионный канал MrgprC11. Исследователи удалили MrgprC11 из нейронов, которые как они подозревали отвечают за чихании, а затем заразили мышей гриппом. Они получили больных, но не чихающих мышей.
Даже когда чихательные нейроны были отключены, у больных мышей сохранялась реакция на гриппозную инфекцию, подобная кашлю. Используя методы, аналогичные тем, что применялись к нейронам чихания, исследователи отследили реакцию на кашель по набору нейронов в трахее, которые экспрессируют сигнальное химическое вещество соматостатин.
Вирусы «развиваются очень быстро», — говорит нейробиолог и соавтор исследования Цинь Лю из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури. Это может объяснить, почему существуют две разные системы, способные обнаруживать и удалять вирусы 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, скорее всего, их сигналы поступают в центр управления дыханием в мозге, где они изменяют паттерны дыхания, вызывая либо кашель, либо чихание.

Как бороться с кашлем
Следующая важная задача — выяснить, существуют ли подобные наборы нейронов у людей. Предварительные данные говорят о том, что они существуют, говорит Лю.
По словам Дрейка, кашель может быть настолько сильным, что люди теряют сознание. И все же у врачей нет хороших вариантов лечения кашля. Опиаты, такие как кодеин, являются наиболее эффективными препаратами, но они могут вызывать сильную сонливость и привыкание.
По словам Дрейка, отсутствие эффективных лекарств может привести к тому, что врачи перестанут заниматься лечением кашля. «Я надеюсь, что с появлением новых препаратов на рынке это действительно изменит наши представления о том, как лечить кашель», — говорит Дрейк.
Источник: cell.com