Клетки Маутнера – самые большие клетки, обнаруженные в головном мозге животных. Они являются частью центральной нервной системы большинства видов рыб и земноводных и вызывают спасательные реакции бегства при приближении хищников.
Передача сигналов от клеток Маутнера к их мотонейронам гарантируется только в том случае, если определенная часть этих клеток, аксон, не повреждена. Аксон – это удлиненная структура, которая граничит с телом клетки с ее клеточным ядром на одном из двух концов. Если повреждение аксона происходит близко к телу клетки, клетка Маутнера погибает.
Если аксон поврежден на его противоположном конце, утраченные функции либо не восстанавливаются вовсе, либо только медленно и в ограниченной степени. Однако клетка Маутнера реагирует на повреждение в середине аксона быстрой и полной регенерацией. Ведь уже через неделю после травмы аксон и его функция полностью восстанавливаются, и рыба снова способна убегать от приближающихся хищников.
"Такой быстрой регенерации нейрона никогда не наблюдалось нигде в центральной нервной системе других видов животных до сих пор. Здесь процессы регенерации обычно растягиваются на несколько недель или месяцев », – говорит д-р.
Александр Хеккер, первый автор нового исследования и член отделения физиологии животных. Это открытие явно опровергает широко распространенное в научном сообществе мнение о том, что клетки Маутнера неспособны к регенерации.
Однако наблюдение, что реакция бегства рыбок данио была полностью неизменной сразу после регенерации, не обязательно доказывает функциональную регенеративную способность клетки Маутнера. Возможно, другие нейроны у рыбок данио способны вызвать это спасающее жизнь поведение побега и, таким образом, взять на себя потерянную функцию клеток Маутнера.
Однако именно такая возможность была исключена результатами, опубликованными биологами Байройта во главе с проф. Доктор. Стефан Шустер в PNAS в январе 2020 года.
Им впервые удалось показать, что только клетки Маутнера контролируют ускользающее поведение рыбок данио. Если аксон необратимо разрушен, в рыбе нет других клеток, способных компенсировать потерю.
«Клетки Маутнера теперь предлагают нам возможность исследовать очень разные реакции на повреждения отдельных клеток в пределах одной нервной системы: отсутствие или недостаточность процессов регенерации, с одной стороны, и надежная и полная регенерация, с другой. Удивительно, но травмы аксона, которые привели к столь противоречивым ответам, были недалеко друг от друга.
Выяснение причин – захватывающая область исследований, которая также включает идентификацию генов, которые активны в регенерации нейронов. И если мы выясним причины, по которым процессы регенерации в клетках Маутнера не происходят, мы также сможем лучше понять механизмы, которые предотвращают регенерацию нейронов у людей », – сказал Хекер.