Международная группа ученых, при участии сотрудников МФТИ, показала, что яд паука-кругопряда Argiopelobata (Аргиопа дольчатая) блокирует излишне активные нейрорецепторы мозга человека. Благодаря токсинам можно создать препараты для лечения заболеваний нервной системы. Исследование опубликовано в журнале Neuron.
Фото: Robert Penella // Flickr
Нейроны мозга – это клетки, которые отвечают за обработку и передачу информации в организме. За быструю передачу сигнала между нейронами отвечает сигнальное соединение – нейромедиатор. Молекулы вещества проходят по специальному каналу и связываются со своими рецепторами на мембране соседнего (принимающего) нейрона.
После того, как связь между нейронами установлена, рецепторы открывают ионные каналы, пропуская положительно заряженные ионы. Заряды между мембраной нейрона меняются, создавая импульс, который передается дальше другим клеткам.
При заболеваниях нервной системы некоторые рецепторы, в особенности те, которые проводят кальций, становятся слишком активными. Попадание большого количества кальция в принимающий нейрон влияет на импульс и ведет к гибели нервных клеток. Чтобы не допустить напрасную гибель нейронов, нужны лекарства, которые будут вовремя блокировать кальциевые рецепторы. Подобные лекарства помогут людям с эпилепсией и другими заболеваниям нервной системы, в том числе с боковым амиотрофическим склерозом, которым страдал выдающийся физик Стивен Хокинг.
Фото: CurtisCripe // Flickr
Чтобы понять, какие вещества могут заблокировать кальциевый рецептор, исследователи из Колумбийского университета, Московского физико-технического института (МФТИ) и Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН изучили структуру молекулы самого рецептора и тех молекул, которые смогут с ним взаимодействовать.
Ученые проанализировали молекулы рецептора с тремя блокаторами – двумя искусственными соединениями и природным токсином аргиопин из яда паука-кругопряда Argiopelobata. Молекулы соединений состоят из «головы» и «хвоста». Блокатор проникает внутрь рецептора, когда он открывается под действием нейромедиатора и помещает свой положительно заряженный «хвост» в отрицательно заряженную часть ионного канала. При этом пройти сквозь канал блокатору не позволяет «голова», застревающая во внутренней части рецептора. Получается своеобразная пробка, закрывающая ионный канал.
Отметим, что токсин и синтетические вещества блокируют только те рецепторы, которые пропускают кальций. Препараты, созданные на основе токсинов, будут блокировать только «паталогические» рецепторы, не затрагивая жизненно важные. Нейроны смогут передавать импульсы, но не будут погибать из-за избытка кальция.
«Примечательно, что в работе мы использовали токсин паука, открытый академиком Евгением Гришиным в 1986 году. Получается, что те вещества, которые паук использует для убийства жертвы, мы применяем для исследования основ функционирования нервной системы, и они же помогут в создании новых лекарственных препаратов для лечения нейродегенеративных заболеваний», – добавляет Александр Василевский, преподаватель кафедры физико-химической биологии и биотехнологии МФТИ и заведующий лабораторией в ИБХ им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН.
Напоминаем Вам, что в нашем журнале "Наука и техника" Вы найдете много интересных оригинальных статей о развитии авиации, кораблестроения, бронетехники, средств связи, космонавтики, точных, естественных и социальных наук. На сайте Вы можете приобрести электронную версию журнала за символические 60 р/15 грн.
В нашем интернет-магазине Вы найдете также книги, постеры, магниты, календари с авиацией, кораблями, танками.
