Боль помогает бороться с инфекцией

Болевые нейроны кишечника, почувствовав опасную бактерию, стараются не дать инфекции распространиться по телу.

Когда в кишечник попадает опасная бактерия, кто с ней имеет дело в первую очередь? Очевидно, клетки кишечного эпителия и иммунные клетки. Но одновременно те же эпителиальные и иммунные клетки постоянно сталкиваются не только с опасными микробами, но и с полезной микрофлорой, которая обычно живёт в кишечнике и помогает нам переваривать пищу. И это не говоря о самой пище – ведь нужно также уметь отличать бактериальные молекулы, указывающие на присутствие патогенов, и молекулы из еды. В том, чтобы точно узнавать опасные бактерии, у эпителиальных и иммунных клеток есть помощники, и эти помощники – кишечные нейроны.

В кишечнике работают примерно 108 нервных клеток: они помогают регулировать местный кровоток, управляют сокращениями мышц и выполняют ещё ряд функций – например, часть нейронов тесно общается с иммунитетом посредством сигнальных молекул (и мы как-то писали, как нейроны мобилизуют иммунную систему при появлении в кишечнике паразитов).

С другой стороны, некоторые нейроны способны чувствовать боль и дискомфорт, которые могут происходить от механического раздражения или от каких-то химических веществ. Как раз опасные бактерии нередко выделяют вещества, причиняющие боль, и известно, что нейроны, чувствующие эти бактериальные молекулы, взаимодействуют как с эпителиальными, так и с иммунными клетками.

В недавней статье в Cell на примере бактерий сальмонелл описано, как кишечные болевые нейроны помогают остановить инфекцию. За микробами в кишечнике следят пейеровы бляшки – группы эпителиальных клеток, среди которых есть особые М-клетки: они поглощают микробов и демонстрируют их иммунным клеткам, находящимся тут же. Если продемонстрированный микроб оказался безобидным, иммунитет остаётся спокойным, если это оказался патоген, включается иммунная защита.

Некоторые микробы, включая бактерий сальмонелл и, к примеру, норовирусов, используют М-клетки, чтобы расселиться дальше: войдя в ткани кишечника, они могут отправиться в печень или селезёнку. Но рядом с пейеровыми бляшками обычно сидят болевые нейроны – нервные клетки с рецепторными белками, которые реагируют на неприятные раздражители. Оказалось, что болевые нейроны в буквальном смысле закрывают для сальмонелл вход в ткани кишечника: если нервная клетка почувствовала бактерию, в пейеровой бляшке уменьшается число М-клеток.

Кроме того, на эпителиальных клетках кишечника и особенно на М-клетках, которые остались, становится больше особых симбиотических бактерий, которые мешают патогенной бактерии закрепиться на кишечных клетках. Для размножения симбиотических защитных бактерий было важно, чтобы на нейронах работали их болевые рецепторы: если у подопытных мышей рецепторы отключали, защитных бактерий на кишечном эпителии было мало.

Удалось также определить молекулу, которая помогает болевым нейронам организовать антибактериальную защиту – это нейропептид CGRP. Почувствовав присутствие бактерий болевыми рецепторными белками, нейроны выделяли CGRP, тем самым уменьшая число М-клеток и стимулируя рост полезных симбионтов (в будущем ещё предстоит расшифровать последовательность молекул в сигнальной цепочке, которая начинается с CGRP и заканчивается на М-клетках и бактериях). И в результате сальмонеллы не могли расселиться из кишечника по организму. Очевидно, такой механизм работает не только с сальмонеллой – известно, что болевые нейроны играют роль в противостоянии другим патогенным бактериям.

Источник