Читать книгу - "Песнь клетки. Медицинские исследования и новый человек - Сиддхартха Мукерджи"
Аннотация к книге "Песнь клетки. Медицинские исследования и новый человек - Сиддхартха Мукерджи", которую можно читать онлайн бесплатно без регистрации
Онколог Сиддхартха Мукерджи наглядно, живым языком и при помощи доступных метафор объясняет невероятную сложность клеточных взаимодействий в организме, рассказывает об истории медицины и об эволюции восприятия человеческого тела в науке: от целостного конструкта к “зданию”, собранному из бессчетного множества отдельных и независимых “кирпичиков”, и к сложной системе, рожденной из плотного взаимодействия этих кирпичиков. О том, как: понимание именно этого взаимодействия таит в себе ключ к пониманию нашей физиологии и как его нарушение влечет за собой все известные науке патологии.В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.
Выход глиальных клеток из тени в центр нейробиологической сцены отражает удивительное изменение в развитии клеточной биологии нервной системы. Несколько лет назад я отправился в Гарвард, чтобы посетить лабораторию Бет Стивенс, которая изучает клетки нейроглии уже более десяти лет. Подобно многим нейробиологам, Стивенс пришла в это направление через изучение нейронов. В 2004 году после защиты диссертации она начала работать в Стэнфордском университете, где изучала нейронные сети глаза.
Нервные связи между глазами и мозгом формируются у человека задолго до рождения23, и это позволяет ребенку видеть мир сразу при появлении на свет. Задолго до того, как открываются глаза, еще на ранних этапах развития зрительной системы, от сетчатки к мозгу пробегают волны спонтанной активности, как танцоры, репетирующие движения до начала представления. Эти волны определяют конфигурацию проводной сети мозга: создают будущие сети, усиливают и ослабляют связи между нейронами. (Нейробиолог Карла Шац, обнаружившая эти волны спонтанной активности, писала: “Клетки, которые вместе возбуждаются, вместе и сплетаются”24.) Эта “репетиция” в зародыше (спайка нейронов до начала функционирования глаз) играет важнейшую роль для работы зрительной системы. Мы представляем себе мир до того, как видим его в реальности.
На этом подготовительном этапе создается избыток синапсов (точек химической связи) между нервными клетками – только для того, чтобы исчезнуть на более поздних этапах. Для создания синапса у нейрона есть специализированные структуры на конце аксона, похожие на крохотные наросты; там хранятся химические вещества, с помощью которых передается сигнал соседнему нейрону. Считается, что синаптический прунинг (“обрезка” избыточных синапсов) заключается в удалении этих специализированных структур, приводящем к разрушению синаптической связи, что равноценно удалению или разрезанию паяного соединения между двумя проводами. Это очень странное явление: наш мозг создает избыток контактов, а затем его ликвидирует.
Причина разрушения синапсов остается загадкой, но считается, что это нужно для уточнения и усиления “правильных” синапсов и удаления слабых и ненужных. “Это подкрепляет давнее интуитивное представление, – рассказывал мне психиатр из Бостона25. – Секрет обучения заключается в систематическом удалении избытка. Мы растем главным образом за счет отмирания”. Мы устроены таким образом, чтобы не быть устроенными никаким конкретным образом, и эта анатомическая пластичность, вероятно, является ключом к пониманию пластичности нашего разума.
Но как осуществляется синаптический прунинг? Зимой 2004 года Бет Стивенс пришла в лабораторию нейробиолога Бена Барреса в Стэнфорде. “Когда я начала работать в лаборатории Бена, об удалении специфических синапсов было известно мало”, – рассказывала она мне. Стивенс и Баррес сосредоточили внимание на зрительных нейронах: глаз стал окном в мозг.
В 2007 году они объявили об удивительном открытии26. Они обнаружили, что за прунинг синаптических связей в зрительной системе отвечают глиальные клетки. Их статья, опубликованная в журнале Cell, вызвала огромный интерес, но также подняла волну новых вопросов.
Какие именно клетки нейроглии отвечают за прунинг? Каков механизм этого процесса? В следующем году Стивенс перешла на работу в детский госпиталь Бостона, где организовала собственную лабораторию. Когда я посетил ее морозным мартовским утром 2015 года, работа в лаборатории шла полным ходом. Студенты работали за микроскопами. Одна женщина сидела за лабораторным столом, сосредоточенно дробя фрагмент только что взятой биопсии человеческого мозга, чтобы получить отдельные клетки и вырастить их в питательной среде.
Стивенс удивительно подвижна: когда она говорит, ее руки и пальцы описывают круги, словно обрисовывая ^сформированные синапсы. “Вопросы, которые мы начали изучать в новой лаборатории, непосредственно следовали из тех вопросов, которыми мы занимались в Стэнфорде”, – рассказывала она27.
К 2012 году Стивенс и ее студенты создали экспериментальную модель для изучения синаптического прунинга и идентифицировали клетки, ответственные за это явление. Было известно, что специализированные клетки так называемой микроглии (паукообразные, со многими пальцевидными отростками) скапливаются в мозге, подбирая клеточные обломки, и их роль в удалении патогенов и клеточного мусора была открыта уже несколько десятилетий назад. Стивенс обнаружила, что они также скапливаются вокруг синапсов, которые должны быть уничтожены. Клетки микроглии просачиваются в синаптическую щель между нейронами и разделяют их. Они служат “вечными смотрителями” мозга, как было сказано в одной статье28.
Пожалуй, самой поразительной особенностью синаптического прунинга является то, что для удаления связей между нейронами используется иммунный механизм. Макрофаги иммунной системы поглощают (осуществляют фагоцитоз) патогены и обломки клеток. Клетки микроглии мозга используют аналогичные белки и процессы для маркировки подлежащих уничтожению синапсов, с той разницей, что они поглощают не патогенные организмы, а фрагменты нейронов, вовлеченные в синаптическую передачу. Это еще один удивительный пример перепрофилирования: те же белки и процессы, что используются для удаления патогенов из тела, здесь приспособлены для тонкой настройки связей между нейронами. В ходе эволюции микроглия научилась “поедать” фрагменты собственного мозга.
“Когда мы узнали об участии в процессе клеток микроглии, поднялся целый ряд вопросов, – рассказывала Стивенс. – Откуда клетки микроглии узнают, какие синапсы подлежат уничтожению? <… > Мы знаем, что синапсы конкурируют между собой – и выигрывает сильнейший. Но как слабые синапсы помечаются для удаления? В данный момент наша лаборатория работает над решением всех этих вопросов”.
Прунинг нейронных контактов под действием клеток глии стал областью активных исследований, и не только в лаборатории Стивенс. Последние эксперименты показывают, что нарушение глиального прунинга может быть связано с шизофренией: при этой болезни прунинг происходит неправильно29. Функции других клеток глии связывают с болезнью Альцгеймера, рассеянным склерозом и аутизмом. “Чем глубже мы заглядываем, тем больше находим”, – сказала Стивенс. Трудно назвать аспект нейробиологии, который не связан с клетками глии.
Я вышел из лаборатории Стивенс на обледенелые улицы Бостона, повторяя про себя строчки из стихотворения Кеннета Коха “Один поезд может скрыть другой”30:
Одна сестра в семье может затмевать другую,
Так что, ухаживая, следите за обеими. <… >
А в лаборатории
Одно открытие может затмевать другое,
Один вечер может скрывать другой, одна тень – множество теней.
Десятилетиями нейрон в такой степени олицетворял развитие клеточной биологии, что затмевал глиальные клетки. Но если вы хотите проникнуть в суть научной проблемы или что-то изобрести, стоит следить за всеми клетками, а не восхищаться какой-то одной. Глиальные клетки вышли из “множества теней”. Подобно тому как один из их подтипов оборачивает нейроны, они охватили оболочкой всю сферу нейробиологии. Это уже не ассистент знаменитости – это новая звезда в науке.
Весной 2017 года меня накрыла волна глубочайшей депрессии. Я намеренно использую слово “волна”: когда она меня настигла, потихоньку подбираясь на протяжении месяцев, я чувствовал себя так, словно тонул
Прочитали книгу? Предлагаем вам поделится своим впечатлением! Ваш отзыв будет полезен читателям, которые еще только собираются познакомиться с произведением.
Оставить комментарий
-
Гость Елена12 июнь 19:12 Потрясающий роман , очень интересно. Обожаю Анну Джейн спасибо 💗 Поклонник - Анна Джейн
-
Гость24 май 20:12 Супер! Читайте, не пожалеете Правила нежных предательств - Инга Максимовская
-
Гость Наталья21 май 03:36 Талантливо и интересно написано. И сюжет не банальный, и слог отличный. А самое главное -любовная линия без слащавости и тошнотного романтизма. Вторая попытка леди Тейл 2 - Мстислава Черная
-
Гость Владимир23 март 20:08 Динамичный и захватывающий военный роман, который мастерски сочетает драматизм событий и напряжённые боевые сцены, погружая в атмосферу героизма и мужества. Боевой сплав - Сергей Иванович Зверев