Ученые из Медицинского центра Университета Дьюка изучали процессы анафилаксии на мышах и обнаружили, что фермент тучных клеток, называемый химазой, активирует чувствительные к теплу нейроны, которые затем вызывают быстрое снижение выработки тепла бурой жировой тканью. Это открытие предлагает новые мишени для устранения опасных симптомов анафилаксии. Исследование опубликовано в Science Immunology
Анафилаксия— это тяжелая аллергическая реакция, которая может вызвать внезапное падение артериального давления и температуры тела, приводящее к обмороку и, возможно, даже к смерти. В течение многих лет эту реакцию связывали исключительно с внезапным расширением кровеносных сосудов, выделением гистамина и нарушением кровотока. Однако в недавнем исследовании, проведенном учеными Duke Health, было обнаружено, что дополнительный механизм — нервная система — играет немаловажную роль в этой реакции, особенно в случае терморегуляции.
Итоговая модель. (Слева) Увеличенный периферический периваскулярный участок. Во время IgE-опосредованной анафилаксии IgE-сенсибилизированные тучные клетки (ТК) системно активируются, при связи аллергенов с IgE, что приводит к обширной дегрануляции. После высвобождения гранулы попадают на близлежащие нервные волокна, что способствует целенаправленному высвобождению множества медиаторов от ТК к нервным волокнам. Текущее исследование показало, что химаза ТК, может активировать сенсорные нейроны TRPV1+ через свой родственный рецептор PAR1. (Справа) Продукты тучных клток активируют сенсорные нейроны TRPV1+ во время анафилаксии, вызывая псевдотепловой сигнал, который передается через терморегуляторную нейронную цепь (DRG➔LPBd➔MnPO), что приводит к ингибированию термогенеза через бурою жировую ткань (БЖТ). Этот эффект снижает теплопродукцию и способствует гипотермии при анафилаксии. Credit: Bao et al., Sci. Immunol. 8, eadc9417 (2023)
В исследовании отслеживалась последовательность событий, происходящих, когда аллергены активируют тучные клетки. Тучные клетки — это иммунные клетки, которые запускают химические реакции, сопровождающиеся выбросом многочисленных ферментов и медиаторов, так называемых биологически активных веществ. Эти вещества приводят к отеку, затрудненному дыханию, зуду, снижению артериального давления (АД) и гипотермии. Исследователи обнаружили, что одно из химических веществ, выделяемых тучными клетками при активации – это фермент, взаимодействующий с сенсорными нейронами, особенно с теми, которые участвуют в терморегуляторной нейронной сети организма.
Во время аллергической реакции эти нейроны получают сигнал к немедленному отключению механизмов генерации тепла в бурой жировой ткани, что приводило к гипотермии у модельных мышей. Активация этой сети также вызывает внезапное падение АД. Ученые также подтвердили свои выводы, продемонстрировав, что если убрать у мышей специфический фермент тучных клеток, то гипотермия у мышей не наступает. Также удалось показать, что прямая активация чувствительных к теплу нейронов у мышей вызывала анафилактические реакции, такие как гипотермия и гипотония.
В итоге чувствительные нейроны, участвующие в терморегуляции и воспринимающие высокие температуры окружающей среды, во время анафилаксии посылают в мозг ложный сигнал о том, что тело подвергается воздействию высоких температур, даже если это не так. Это вызывает быстрое падение температуры тела, а также АД.
По словам старшего автора Сомана Абрахама (Soman N. Abraham), профессора кафедры патологии Университета Дьюка, открытие того, что нервная система играет роль в развитии анафилаксии, дает новые цели для потенциальной профилактики или терапии этого состояния. Исследования группы продолжаются, и помимо изучения упомянутых процессов это открытие также может стать важной вехой в разработке лечебных манипуляций для других состояний, включая септический шок.
Текст: Савва Запекин
A mast cell–thermoregulatory neuron circuit axis regulates hypothermia in anaphylaxis by Chunjing Bao et al. in Science Immunology 2023
DOI: 10.1126/sciimmunol.adc9417