Ученые выяснили, почему бешенство вызывает агрессию

Как бешенство вызывает агрессию?

Ученые выяснили, почему бешенство вызывает агрессию

Вирус бешенства поражает центральную нервную систему хозяина, и у людей он может вызывать целый ряд истощающих симптомов, включая состояние тревоги и смятения, частичный паралич, возбуждение, галлюцинации и, в конце концов, симптом «гидрофобии» или страха перед водой.

Гидрофобия вызывает у пострадавшего панику при виде воды и отказывается пить. Эти тяжелые симптомы обычно сопровождаются смертью.

Хотя бешенство можно предотвратить с помощью вакцинации, более бедные слои населения в Африке и Азии часто не имеют необходимых ресурсов для сдерживания распространения этого вируса. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) утверждает, что случаи бешенства на этих континентах являются причиной 95% всех смертей во всем мире от этого заболевания.

Хотя бешенство тщательно изучается с начала 19 века, механизмы, с помощью которых этот вирус «захватывает» мозг и часто ввергает инфицированного хозяина в состояние бешеной агрессии, остаются в значительной степени неясными.

Теперь команда исследователей из Университета Аляски Фэрбэнкс раскрыла, как вирус действует на молекулярном уровне, изменяя поведение носителя вируса.

«Многие возбудители инфекций меняют поведение своих носителей, но мы не понимаем, как они это делают», — объясняет ведущий автор исследования д-р Карстен Хьюффер. «Впервые в нашем исследовании представлен детальный молекулярный механизм того, как возбудитель инфекции вызывает специфическое поведение.»

Д-р Хьюффер и его коллеги опубликовали результаты своих исследований в журнале «Научные доклады».

Вирус взаимодействует с мышечными рецепторами

Ученые объясняют, что одна из причин, по которой бешенство настолько интригующе, заключается в том, что, хотя оно имеет относительно простой генетический состав, оно может шокировать животных бесконечно более сложными системами, такими как собаки.

Доктор Хьюффер объясняет, что «вирус бешенства имеет только пять генов и очень мало информации». У собак более 20 000 генов со сложной иммунной и центральной нервной системой.»

» Однако этот вирус может перепрограммировать поведение собаки таким образом, что она теряет страх, становится агрессивной и кусается, что позволяет вирусу распространяться через слюну собаки».

Доктор Карстен Хьюффер.

Однако он также отмечает, что «поведение легче поддается изучению, чем сам вирус», поскольку бешенство поражает мозг лишь в незначительной степени.

В своем исследовании исследователи также рассмотрели предыдущие результаты 1980-х и 1990-х годов, которые показывают, как молекулы этого вируса связываются с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами — или белками, которые реагируют на нейротрансмиттер ацетилхолин — воздействуя таким образом на управление мышцами.

Это исследование показало, как молекулы гликопротеина вируса связываются с молекулами рецепторов ацетилхолина, что, помимо влияния на сигнальный путь, который диктует управление мышцами, означает, что они также могут воспроизводиться и инфицировать мозг.

Более недавние исследования также показали, что гликопротеиновая молекула бешенства содержит последовательность аминокислот, которая очень похожа на последовательность аминокислот, обнаруженную в змеином яду.

Эти аминокислоты действуют как ингибиторы никотиновых ацетилхолиновых рецепторов.

Бешенство «подавляет рецепторы в мозгу»

Доктор Хьюффер и его коллега доктор Марвин Шульте, специалист по никотиновым рецепторам, связали эти данные воедино, и они увидели, что свойства аминокислот в гликопротеине бешенства могут быть ключевым фактором, влияющим на поведение носителя вируса после его заражения.

«Мы знали, что никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, которые связываются с вирусом в мышцах, также находятся в мозгу, и мы предполагали, что вирус также может связываться с такими рецепторами, — говорит доктор Хьюффер.

«Если структура змеиного яда похожа на структуру некоторых частей вируса и ингибирует эти рецепторы, — продолжает он, — мы подумали, что, возможно, вирус может также ингибировать эти рецепторы в мозгу». Кроме того, мы думали, что это взаимодействие может повлиять на поведение.»

После того, как была отмечена эта возможная связь, доктор Хьюффер и другой коллега, доктор Майкл Харрис, провели серию экспериментов на мышах, чтобы проверить их гипотезу.

«Вирусы собираются в промежутках между клетками мозга на ранних стадиях инфекции. Именно в этих пространствах общаются клетки мозга, — объясняет доктор Харрис.

«Мы подумали, — добавляет он, — что если вирусы могут связываться с рецепторами в этих пространствах и изменять то, как обычно общаются клетки мозга, то вирус может изменить поведение инфицированного животного».

Один из тестов включал в себя введение гликопротеина бешенства в мозг мышей, чтобы выяснить, как это повлияет. Исследователи заметили, что после инъекции животные стали значительно более взволнованными.

Как объясняет доктор Харрис: «Когда мы вкололи этот маленький кусочек гликопротеина вируса в мозг мышей, мы стали бегать гораздо больше, чем мыши, которым сделали контрольную инъекцию. Такое поведение можно наблюдать и у бешеных животных.»

По словам д-ра Хьюффера и его команды, впервые были представлены экспериментальные доказательства того, как бешенство взаимодействует с другими клетками нервной системы, вызывая измененное поведение, которое определяет инфицированных хозяев, чтобы помочь распространить вирус.

Источник: http://UpSkin.ru/mednews/kak-beshenstvo-vyzyvaet-agressiyu.html

Ученые выяснили, почему бешенство вызывает агрессию

Ученые выяснили, почему бешенство вызывает агрессию

Бешенство — это вирусное заболевание, которое приводит к изменению поведения инфицированных животных, делая их агрессивными. Биологические механизмы, лежащие в основе заболевания, не определены, но теперь ученые могут объяснить, как вирус воздействует на молекулярном уровне. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

SEENSO

Актуальность проблемы

Вирус бешенства атакует центральную нервную систему, и у людей это может вызвать ряд симптомов, включая состояния тревоги и замешательства, частичный паралич, возбуждение и галлюцинацию, и на последних этапах симптом, называемый «гидрофобия» или страх воды.

Гидрофобия заставляет человека паниковать при виде воды и отказываться от питья. За этими тяжелыми симптомами обычно наступает смерть.
Хотя бешенство можно предотвратить с помощью вакцинации, население в Африке и Азии зачастую не располагает необходимыми ресурсами для предотвращения этого вируса.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) заявляет, что случаи бешенства на этих континентах составляют 95% смертей в мире из-за этой болезни.
Хотя бешенство тщательно изучено с начала XIX века, механизмы, с помощью которых этот вирус «захватывает» мозг и вызывает состояние безумной агрессии, в значительной степени неясны.

Теперь исследователи показали, как вирус действует на молекулярном уровне и изменяет поведение хозяина.

«Многие инфекции меняют поведение больного, но мы не понимаем, как это происходит», — говорит ведущий автор исследования доктор Карстен Хюффер (Karsten Hueffer). «В нашем исследовании впервые представлен подробный молекулярный механизм того, как вирус вызывает специфическое поведение».

У вируса бешенства относительно простой генетический состав, и он может поражать животных со сложными системами, таких как собаки.

Доктор Хьюффер объясняет, что «вирус бешенства имеет только пять генов. Собаки имеют более 20 000 генов и сложные иммунную и нервную системы».

Тем не менее, этот вирус может перепрограммировать поведение собаки, поэтому она становится агрессивной и начинает всех кусать, что позволяет вирусу распространяться через слюну собаки. Однако поведение легче изучать, чем сам вирус, потому что бешенство влияет только на головной мозг.

Материал и методы исследования

Ученые проанализировали предыдущие результаты 1980-х и 1990-х годов, в которых показано, как молекулы этого вируса связываются с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами или белками, которые реагируют на нейротрансмиттер ацетилхолин, оказывая влияние на контроль мышц.

Результаты научной работы

Молекулы гликопротеина вируса связываются с молекулами рецептора ацетилхолина, что, помимо влияния на сигнальный путь, который контролирует мышцы, также могут реплицировать и поражать головной мозг.

Более поздние исследования также показали, что молекула гликопротеина вируса бешенства содержит последовательность аминокислот, которая очень похожа на аминокислотную последовательность, обнаруженную в яде змеи. Эти аминокислоты действуют как ингибиторы никотиновых ацетилхолиновых рецепторов.

Исследователи связали эти результаты и обнаружили, что свойства аминокислот в  гликопротеине могут играть ключевую роль при агрессивном поведении.
Исследователи провели серию экспериментов на мышах, чтобы проверить свою гипотезу.

«Вирусы собираются в промежутках между клетками мозга на ранних стадиях инфицирования. Эти пространства связаны с клетками мозга, — объясняет доктор Харрис. «Мы думали, что если вирусы могут связываться с рецепторами в этих пространствах и изменять их, как обычно взаимодействуют клетки мозга, то вирус может изменить поведение инфицированного животного».

Один из тестов включал инъекцию гликопротеина вируса в мозг мышей, чтобы проследить, какое влияние он будет оказывать. Исследователи заметили, что после инъекции животные стали более возбужденными.

Как объясняет Харрис: «Когда мы ввели этот маленький кусочек вирусного гликопротеина в мозг мышей, мыши начали бегать гораздо больше, чем мыши, получившие контрольную инъекцию. Такое поведение наблюдается у животных, зараженных бешенством».

Это первый случай, когда экспериментальные данные показали, как вирус бешенства взаимодействует с другими клетками нервной системы и вызывает измененное поведение, которое определяет инфицированное животное.

Авторы другого исследования заявили, что по всему миру от бешенства умирают 160 человек каждый день.

Литература

Hueffer K. et al. Rabies virus modifies host behaviour through a snake-toxin region of its glycoprotein that inhibits neurotransmitter receptors in the CNS //Scientific reports. – 2017. – Т. 7. – №. 1. – С. 12818.

Перед применением советов и рекомендаций, изложенных на сайте Medical Insider, обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен

 

Источник: https://medicalinsider.ru/news/uchenye-vyyasnili-pochemu-beshenstvo-vyzyvaet-agressiyu/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.