Sveikata

2020.11.14 16:58

Kaip žarnynas saugo smegenis nuo infekcijos?

LRT.lt2020.11.14 16:58

Smegenys yra unikaliu būdu apsaugotos nuo į organizmą patenkančių bakterijų ir virusų, tačiau iki šiol mokslininkams nebuvo pavykę išsiaiškinti jų gynybos mechanizmo. Neseniai su pelėmis atliktas ir su žmogaus mėginiais patvirtintas tyrimas atskleidė, kad smegenys turi netikėtą sąjungininką – žarnyną. 

Smegenys neabejotinai yra svarbiausias bet kurio gyvo organizmo organas, nes jos valdo daugumą kitų sistemų, atlieka mąstymo ir samprotavimo funkcijas, užtikrina emocijų raišką. Žmogui evoliucionuojant, susikūrė net keletas apsauginių priemonių, saugančiu smegenis nuo fizinio pažeidimo: jos yra tvirtame, kauliniame dėkle – kaukolėje, jas gaubia net trys vandeniui nepralaidūs audiniai, vadinami smegenų dangalais.

Kur kas mažiau žinoma apie tai, kaip smegenys apsaugomos nuo infekcijų. Vos tik į kraujotaką patenka bakterijos ar virusai, įsijungia imuninė sistema ir imuninės ląstelės bei antikūnai stoja į kovą su įsibrovėliais. Tačiau smegenų dangalai sudaro nepralaidų barjerą, neleidžiantį imuninėms ląstelėms patekti į smegenis.

Leidinyje „Nature“ paskelbtame tyrime Kembridžo universiteto (JK) ir Nacionalinio sveikatos instituto (JAV) mokslininkų vadovaujama komanda nustatė, kad smegenų dangaluose yra plazmos ląstelėmis vadinamų imuninių ląstelių, kurios išskiria antikūnus. Šios ląstelės yra išsidėsčiusios šalia stambiausių smegenų dangalus išvagojusių kraujagyslių, į kurias ir išskiria „apsauginius“ antikūnus, saugančius visą smegenų perimetrą. Ištyrę specifinį šių ląstelių gaminamų antikūnų tipą, mokslininkai labai nustebo – paaiškėjo, kad jų išskiriami antikūnai paprastai būdingi žarnynui.

Plazmos ląstelės yra kilusios iš tam tikro imuninių ląstelių tipo, vadinamo B ląstelėmis. Kiekvienos B ląstelės paviršiuje yra tik tai ląstelei būdingas antikūnas. Jei antigenas (imuninį atsaką sukelianti bakterijos ar viruso dalis) prisijungia prie to paviršiuje esančio antikūno, B ląstelė suaktyvinama – ji ima dalintis, gamindama tą patį antigeną atpažįstančias naujas ląsteles.

Dalijimosi metu B ląstelė įveda mutaciją į antikūno geną, kuri pakeičia vieną aminorūgštį, todėl jos jungimosi charakteristikos šiek tiek skiriasi. Kai kurios iš šių B ląstelių ima gaminti antikūnus, leidžiančius geriau prisijungti prie patogeno – jos ir toliau dalinasi, todėl jų daugėja, o tos B ląstelės, kurių antikūnai prasčiau jungiasi su patogenu, žūva. Tokiu būdu organizme užtikrinama veiksmingiausių antikūnų, skirtų kovai su konkrečiais patogenais, gamyba.

Dažniausiai kraujyje aptinkami antikūnai yra imunoglobulinas G (IgG), kuris gaminamas blužnyje ir kaulų čiulpuose – jis saugo visą organizmą. Tačiau smegenų dangaluose rasti antikūnai buvo imunoglobulinas A (IgA), kuris paprastai gaminamas žarnyno gleivinėje arba nosies ir plaučių gleivinėje – šie antikūnai saugo gleivinių paviršius bei tuos paviršius, kurie sąveikauja su išore.

Mokslininkams pavyko išanalizuoti antikūnų genus B ląstelėse ir žarnyno bei smegenų dangalų plazmos ląstelėse ir išsiaiškinti, kad jie yra tarpusavyje susiję. Kitaip tariant, smegenų dangaluose atsiduria tos ląstelės, kurios selektyviai pasidaugino žarnyne, atpažinusios tam tikrus patogenus.

„Tai, kaip smegenys apsisaugo nuo infekcijos už fizinio smegenų dangalų barjero iki šiol mums buvo paslaptis, tačiau atradę, kad svarbi jų gynybos linija prasideda žarnyne, buvome šiek tiek nustebę, – sako tyrimui vadovavusi profesorė Menna Clatworthy iš Kembridžo universiteto Medicinos katedros ir Terapinės imunologijos ir infekcinių ligų instituto. – Bet iš tikrųjų viskas logiška – net ir nedidelis žarnyno barjero pažeidimas leidžia bakterijoms ir virusams patekti į kraują, o išplitę į smegenis jie gali sukelti pražūtingų padarinių. Smegenų dangaluose įsitvirtinusios antikūnus gaminančios ląstelės, gebančios atpažinti žarnyno mikrobus, užtikrina apsaugą nuo labiausiai tikėtinų įsibrovėlių.“

Šį atradimą mokslininkai padarė stebėdami peles, kurios dažniausiai naudojamos fiziologiniuose tyrimuose, nes turi nemažai į žmogaus panašių savybių. Tyrimai parodė, kad tais atvejais, kai pelių žarnyne nebuvo bakterijų, smegenų dangaluose IgA gaminančių ląstelių neaptikta – tai reiškia, kad šios ląstelės iš tikrųjų yra žarnyno ląstelės, kur jų užduotis yra atpažinti žarnyno mikrobus, ir tik prireikus, jos persikelia kiek aukščiau, į smegenų dangalus. Mokslininkams pašalinus smegenų dangaluose įsitvirtinusias plazmos ląsteles, kitaip tariant, sutrikdžius mikrobus sulaikančio IgA gamybą, bakterijos ir virusai iš kraujotakos galėjo netrukdomi išplisti į smegenis.

Tuo, kad IgA ląstelių yra ir žmogaus smegenyse, tyrėjai įsitikino analizuodami operacijų metu pašalintus žmogaus smegenų dalių mėginius. Tokiu būdu paaiškėjo, kad ši gynybos sistema greičiausiai atlieka labai svarbų vaidmenį, saugant žmones nuo centrinės nervų sistemos infekcijų – meningito ir encefalito.