Оказывается, они ошибались. Глутамат, самый распространенный нейротрансмиттер в головном мозге, также необходим.
Исследователи из Университета Буффало и Университета Джона Хопкинса сообщили о своих выводах на мышах в Journal of Neuroscience.Команда исследователей применила новый подход к старому вопросу о том, как созревают связи спинного мозга с мышцами, говорит Кирквуд Персониус, ведущий автор статьи и клинический доцент кафедры реабилитации в Школе общественного здравоохранения и медицинских профессий UB.
Каждая мышца состоит из множества отдельных мышечных волокон, и у взрослых каждое из этих мышечных волокон контактирует с одним двигательным нейроном. Однако это простое устройство не то, что вы видите при рождении.
Вместо этого с каждым мышечным волокном контактируют до 10 нервов.По мнению исследователей, процесс, который позволяет одному двигательному нейрону оставаться, в то время как все остальные втягиваются, по-видимому, заключается в следующем: нерв, который наиболее эффективен в активации мышцы, побеждает.Но что конкретно происходит во время возбуждения нерва, которое вызывает стабилизацию победителя и отстранение остальных?
На протяжении многих десятилетий считалось, что процесс обрезки начинается с высвобождения нейромедиатора ацетилхолина из нерва. По словам авторов статьи, это казалось логичным, поскольку мотонейроны действительно выделяют много ацетилхолина.
«Однако теперь мы показали, что важным передатчиком является тот, которого раньше никто не ожидал: это глутамат», — сказал Персониус, PT, доктор философии. «Нервы высвобождают молекулу, которая превращается в глутамат, а затем глутамат активирует рецепторы глутамата, особенно рецепторы NMDA, в мышцах».Рецепторы NMDA (N-метил-D-аспартат) являются одним из нескольких типов молекул, которые реагируют на глутамат. Они особенно важны для центральной нервной системы, контролирующей развитие мозга, обучение и синаптическую пластичность. «Никто не думал, что рецепторы NMDA играют какую-либо роль в иннервации мышц», — сказал Персониус.
Исследователи проверили свою гипотезу о том, что активация рецептора глутамата модулирует развитие нервно-мышечной системы несколькими способами, каждый из которых подтвердил то, что они думали. Кроме того, они показали, что реакция мышцы на глутамат очень сильна при рождении, но быстро исчезает по мере взросления мышей.
«Наша работа перезапускает область, которая застряла из-за широко распространенного убеждения, что процесс зависит от одного передатчика, ацетилхолина», — сказала Сьюзан Удин, доктор философии, соавтор статьи и профессор физиологии в Школе медицины и биомедицинских наук им. Джейкобса. .«Это исследование открывает широкий спектр экспериментальных возможностей, потому что из исследований центральной нервной системы известно очень много о том, как работают рецепторы NMDA. Наша работа открывает возможное понимание того, почему восстановление мышечной функции часто ограничивается после травмы периферического нерва».Те же процессы, которые контролируют развитие мышечных волокон, имеют тенденцию повторяться после периферической травмы у взрослых.
Сейчас исследовательская группа проверяет гипотезу о том, что плохие результаты, часто наблюдаемые после травм периферических нервов, можно улучшить, манипулируя рецепторами NMDA.