О тромбоцитах

Чем я занимаюсь в лабе

В рамках обещанного поста на тему «физиология», решила поделиться тематикой своего PhD проекта. Итак, мой проект называется «Влияние тромбоцитов на активность нейронов».

Тему придумала не я. Она была задана лабораторией, и огромную часть работы в ней уже сделала, например, моя коллега и старший товарищ, Марина Духинова. Мне предстоит продолжать начатое, и собственно, по-настоящему продолжать только сейчас (с декабря начинается второй год аспирантуры), потому что первый год в значительной степени ушел на отработку методик, заказ оборудования и реактивов и формальные вещи типа лекций, лицензий и экзаменов по безопасности.

А теперь к научной части.

Откуда взялась такая тема, почему тромбоциты (и что это), могут ли они вообще влиять на нейроны и как. (Биологов прошу извинить, буду упрощать — можете переходить к списку статей ниже).

На самом деле, это очень интересный вопрос. Всё, как водится, началось с истории. Историю я подробно пересказывала в статье про лабу — но, если кратко, она состоит в том, что как-то раз мой шеф с коллегой решили посмотреть: что будет, если вколоть в кровь мыши гомогенат мозга.

У нее случится анафилактический шок — мышь падает на бок, начинает задыхаться и даже может умереть. Может показаться, что ничего хорошего не будет, если вколоть всё что угодно, но это не так — любые другие органы такого эффекта не давали (и не надо сейчас про биоэтику – дальше объясню, к чему это всё).

Когда посмотрели, что именно вызывает такой эффект, оказалось, что со стороны мозга ключевым компонентом являлись липидные рафты — плотные структуры мембраны нервных клеток, богатые ганглиозидами (гликолипидами нервной системы, а гликолипиды — это молекулы углеводы+жиры).

А со стороны крови — тромбоцитами.

В школе проходят, что тромбоциты, или кровяные пластинки, отвечают за свертываемость крови, и это так, но они не так просты. Встречаясь с мембраной нейронов, тромбоциты активируются и выбрасывают, собственно, всё, что в них есть, а это, в частности, агенты воспаления, ростовые факторы и нейротрансмиттеры. И если первый эксперимент был не очень физиологичен (да, да, гомогенат мозга в кровь попасть не может), то сам по себе контакт крови и нейронов вполне возможен.

В здоровом мозге одно от другого отделяет гемато-энцефалический барьер. Про него многие слышали: именно из-за этого барьера возникают сложности с доставкой лекарств в центральную нервную систему, но он нам всё равно нужен для защиты мозга от токсичных веществ, микроорганизмов и даже собственных клеток иммунной системы. При этом есть ситуации, когда такой барьер нарушается.

Самое очевидное, при травме головы.

Этой моделью занимается как раз моя коллега, и она показала, что да, при травме головы (которую мы тоже вызываем, понятно, на мышах, а не на людях), тромбоциты оказывают прямое воздействие на кровоизлияние, течение воспаления, пластичность и активность нейронов. Причем разница есть как у мышей с тромбоцитами и без, так и у мышей с наличием и отсутствием тех самых ганглиозидов, контакт с которыми тромбоциты активируют. Это упрощённо; когда выйдет статья, я про это напишу подробнее.

Помимо травмы головы есть еще ряд ситуаций, когда увеличивается проницаемость гемато-энцефалического барьера. Его нарушают химические агенты (включая алкоголь) и воспаление. Воспалительные процессы обнаружили в случае многих психических заболеваний, таких как депрессия, биполярный синдром, эпилепсия, шизофрения, болезнь Альцгеймера, и т.д (Maes, 2011; Walker and Sills, 2012; Pesce et al., 2014; Furtado and Katzman, 2015; Latta, Brothers and Wilcock, 2015).

А тромбоциты являются самыми быстрыми агентами воспаления (порядок ответа – секунды).

Учитывая, что при активации выбрасывают тромбоциты в том числе и нейротрансмиттеры (серотонин, допамин, гистамин), то логично было бы проверить, как такая активация влияет на активность нейронов, и связано ли это как-то с самими психическими заболеваниями. И тема уже поднималась (Asor and Ben-Shachar, 2012; Ehrlich and Humpel, 2012; Bijl et al., 2015; Dietrich-Muszalska and Wachowicz, 2016), но толком пока не исследована — например, замечено, что количество тромбоцитов и содержимое их гранул может быть маркером психических заболеваний, но мало кто берётся говорить о механизме такой взаимосвязи.

Вот этим мы и занимаемся.

И моя задача будет с помощью электрофизиологических экспериментов показать, есть ли эффект тромбоцитов на активность нейронов (предварительный вывод — есть), какой и чем он вызван. Если вам было бы интересно узнать про эту тему дальше (могу написать про методы нейробиологии, отдельные психические заболевания и подробнее про механизмы), пишите.

Ну а чтобы наш диалог был двусторонним, напишите в Клуб, чем вы занимаетесь по работе/учёбе.


Список ссылок (для коллег):

Asor, E. and Ben-Shachar, D. (2012) ‘Platelets: A possible glance into brain biological processes in schizophrenia.’, World journal of psychiatry, 2(6), pp. 124–133. doi: 10.5498/wjp.v2.i6.124.

Bijl, N., Thys, C., Wittevrongel, C., Marche, W. De, Devriendt, K., Peeters, H., Geet, C. Van and Freson, K. (2015) ‘Platelet studies in autism spectrum disorder patients and first-degree relatives. Nora Bijl’, Molecular autism. Molecular Autism, 6, pp. 1–24. doi: 10.1186/s13229-015-0051-y.

Dietrich-Muszalska, A. and Wachowicz, B. (2016) ‘Platelet haemostatic function in psychiatric disorders: Effects of antidepressants and antipsychotic drugs’, The World Journal of Biological Psychiatry, 2975(June), pp. 1–11. doi: 10.3109/15622975.2016.1155748.

Ehrlich, D. and Humpel, C. (2012) ‘Platelets in psychiatric disorders.’, World journal of psychiatry, 2(6), pp. 91–4. doi: 10.5498/wjp.v2.i6.91.

Furtado, M. and Katzman, M. A. (2015) ‘Neuroinflammatory pathways in anxiety, posttraumatic stress, and obsessive compulsive disorders’, Psychiatry Research. Elsevier, 229(1–2), pp. 37–48. doi: 10.1016/j.psychres.2015.05.036.

Latta, C. H., Brothers, H. M. and Wilcock, D. M. (2015) ‘Neuroinflammation in Alzheimer’s disease; A source of heterogeneity and target for personalized therapy’, Neuroscience. IBRO, 302, pp. 103–111. doi: 10.1016/j.neuroscience.2014.09.061.

Maes, M. (2011) ‘Depression is an inflammatory disease, but cell-mediated immune activation is the key component of depression’, Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. Elsevier Inc., 35(3), pp. 664–675. doi: 10.1016/j.pnpbp.2010.06.014.

Pesce, M., Ferrone, A., Rizzuto, A., Tatangelo, R., Iezzi, I., Ladu, S., Franceschelli, S., Speranza, L., Patruno, A., Felaco, M. and Grilli, A. (2014) ‘The SHP-1 expression is associated with cytokines and psychopathological status in unmedicated first episode Schizophrenia patients’, Brain, Behavior, and Immunity. Elsevier Inc., 41(1), pp. 251–260. doi: 10.1016/j.bbi.2014.04.008.

Walker, L. and Sills, G. J. (2012) ‘Inflammation and epilepsy: the foundations for a new therapeutic approach in epilepsy?’, Epilepsy currents / American Epilepsy Society, 12(1), pp. 8–12. doi: 10.5698/1535-7511-12.1.8.

Leave a Reply