Сколько червя ни корми, он принимает решение сам

"Элегантные" черви – один из самых излюбленных объектов исследования у генетиков.
Фото с сайта www.usda.gov

Какие механизмы мозга определяют принятие нами того или иного решения? Сотрудники Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, которым помогали ученые Принстона, в опытах на круглом червячке с красивым именем «Кэнорабдитис элеганс» (С.еlegans) доказали, что у того за принятие решения отвечает «полиморфизм», или, по-другому, генетическое разнообразие белковых рецепторов катехоламинов. Рецепторы представляют собой протеиновые молекулы, встроенные в оболочку-мембрану клеток. Они улавливают молекулы жизненно важных веществ. Катехоламинами же называются соединения, например тот же адреналин, регулирующие активность нервных клеток, проявляющуюся изменением поведения в поисках пищи.

Пример такого гибкого поведения – «эксплорация-эксплуатация», или «разведка-использование». Количественно скорость принятия решения червячком оценивается тем временем, которое необходимо ему для того, чтобы покинуть место с убывающим ресурсом пищи. Ученые показали, что вынесение решения зависит от многих генов, активность которых регулируется полиморфизмом в гене tyra, отвечающем за синтез белкового рецептора тирамина. Этот катехоламин червячков химически родственен адреналину, а его рецептор в чувствительных нейронах играет роль сенсора пищи и ее доступности. Ученые пришли к выводу, согласно которому катехоламины издревле регулировали принятие решений даже на таком низком уровне организации живого (считается, что геном С.еlegans сформировался более 400 млн. лет назад).

Улавливание воздействий внешней среды осуществляется белковыми рецепторами, передающими затем сигнал в цитоплазму клеток. При достаточной силе раздражителя нервная клетка генерирует электрический разряд, иммунная же отвечает синтезом белковых антител. В университете Дьюка в г. Дарем, штат Северная Каролина, на тех же червях было показано, что другой катехоламин, октопамин, помимо всего прочего отвечает еще и за неспецифический иммунитет. Вещество связывается с рецептором на поверхности чувствительных нервных клеток (сенсорных нейронов), тем самым регулируя реакцию нейровоспаления (есть и такое) и ответ организма на стресс.

Известно, что с точки зрения иммунологии организм постоянно находится между Сциллой недостаточности иммунного ответа и Харибдой его излишней выраженности. В первом случае мы имеем дело с разного рода иммунодефицитами, во втором же – с разной степени выраженности аутоиммунными расстройствами. Например, Шарль Рише получил в 1913 году Нобелевскую премию за открытие и описание анафилактического шока, со случаем которого он столкнулся в Монако, где один из матросов княжеской яхты погиб после купания в воде, кишевшей медузами.

Это объясняет, почему нервные клетки эволюционно древнего организма берут на себя и роль иммунорегулятора с помощью молекул, которые у нас отвечают за возбуждение сенсорных нейронов. С одной стороны, организм необходимо защищать от внешних патогенов, а с другой – каким-то образом отвечать на клеточное повреждение, возникающее при развитии воспаления.

С ходом эволюции клеточная организация функций иммунной и нервной систем все более расходились и усложнялись, и сегодня в нашем организме это вроде бы две совершенно изолированные и не связанные друг с другом системы. Однако если докопаться до эволюционной сущности, то мы увидим там много общего и молекулярного сходства. Надо полагать, что два новых открытия помогут, постепенно двигаясь от противного, распутать сложные взаимоотношения и взаимодействия двух не самых последних по своей важности систем организма. А это, в свою очередь, поможет и фармакологам создать более эффективные лекарства для лечения расстройств нервной и иммунной систем.