Болевые нейроны кишечника, почувствовав опасную бактерию, стараются не дать инфекции распространиться по телу.

Когда в кишечник попадает опасная бактерия, кто с ней имеет дело в первую очередь? Очевидно, клетки кишечного эпителия и иммунные клетки. Но одновременно те же эпителиальные и иммунные клетки постоянно сталкиваются не только с опасными микробами, но и с полезной микрофлорой, которая обычно живёт в кишечнике и помогает нам переваривать пищу. И это не говоря о самой пище – ведь нужно также уметь отличать бактериальные молекулы, указывающие на присутствие патогенов, и молекулы из еды. В том, чтобы точно узнавать опасные бактерии, у эпителиальных и иммунных клеток есть помощники, и эти помощники – кишечные нейроны.

(Фото: m.ilias1987 / Depositphotos) 

В кишечнике работают примерно 10⁸ нервных клеток: они помогают регулировать местный кровоток, управляют сокращениями мышц и выполняют ещё ряд функций – например, часть нейронов тесно общается с иммунитетом посредством сигнальных молекул (и мы как-то писали, как нейроны мобилизуют иммунную систему при появлении в кишечнике паразитов).

С другой стороны, некоторые нейроны способны чувствовать боль и дискомфорт, которые могут происходить от механического раздражения или от каких-то химических веществ. Как раз опасные бактерии нередко выделяют вещества, причиняющие боль, и известно, что нейроны, чувствующие эти бактериальные молекулы, взаимодействуют как с эпителиальными, так и с иммунными клетками.

В недавней статье в Cell на примере бактерий сальмонелл описано, как кишечные болевые нейроны помогают остановить инфекцию. За микробами в кишечнике следят пейеровы бляшки – группы эпителиальных клеток, среди которых есть особые М-клетки: они поглощают микробов и демонстрируют их иммунным клеткам, находящимся тут же. Если продемонстрированный микроб оказался безобидным, иммунитет остаётся спокойным, если это оказался патоген, включается иммунная защита.

Некоторые микробы, включая бактерий сальмонелл и, к примеру, норовирусов, используют М-клетки, чтобы расселиться дальше: войдя в ткани кишечника, они могут отправиться в печень или селезёнку. Но рядом с пейеровыми бляшками обычно сидят болевые нейроны – нервные клетки с рецепторными белками, которые реагируют на неприятные раздражители. Оказалось, что болевые нейроны в буквальном смысле закрывают для сальмонелл вход в ткани кишечника: если нервная клетка почувствовала бактерию, в пейеровой бляшке уменьшается число М-клеток.

Кроме того, на эпителиальных клетках кишечника и особенно на М-клетках, которые остались, становится больше особых симбиотических бактерий, которые мешают патогенной бактерии закрепиться на кишечных клетках. Для размножения симбиотических защитных бактерий было важно, чтобы на нейронах работали их болевые рецепторы: если у подопытных мышей рецепторы отключали, защитных бактерий на кишечном эпителии было мало.

Удалось также определить молекулу, которая помогает болевым нейронам организовать антибактериальную защиту – это нейропептид CGRP. Почувствовав присутствие бактерий болевыми рецепторными белками, нейроны выделяли CGRP, тем самым уменьшая число М-клеток и стимулируя рост полезных симбионтов (в будущем ещё предстоит расшифровать последовательность молекул в сигнальной цепочке, которая начинается с CGRP и заканчивается на М-клетках и бактериях). И в результате сальмонеллы не могли расселиться из кишечника по организму. Очевидно, такой механизм работает не только с сальмонеллой – известно, что болевые нейроны играют роль в противостоянии другим патогенным бактериям.

Портал Nature пишет, что тут возникают важные вопросы практического свойства, связанные с использованием обезболивающих: если они подавляют работу болевых рецепторов, то не потворствуют ли они тем самым кишечным инфекциям? На самом есть данные, что при приёме некоторых опиоидных обезболивающих действительно вырастает риск распространения инфекции из кишечника по всему телу. Возможно, если уж от обезболивающих никуда не деться, стоит одновременно с ними как-то усиливать антибактериальную оборону в кишечнике.