Исследователи из Института фундаментальной науки Южной Кореи и Университета Сонгюнкван описали у мышей механизм, который помогает поддерживать активность нейронов и кровоток при продолжительной сенсорной стимуляции. Работа опубликована 5 ноября 2026 года в журнале Advanced Science. О результатах сообщило издание Medical Xpress со ссылкой на Институт фундаментальной науки.

Команда сравнила реакцию мозга на сигналы длительностью 5 и 20 секунд. Короткий сигнал ненадолго усиливал активность нейронов и сосудистый ответ. При 20-секундной стимуляции активнее включались астроциты, звёздчатые клетки, контактирующие и с нейронами, и с сосудами. Они помогали дольше поддерживать оба ответа.

От движения воды до выделения D-серина

По предложенной исследователями схеме, длительная активность нейронов усиливает поступление воды в астроциты через белок-канал AQP4. Клетки увеличиваются в объёме, и это связано с активацией TRPA1, чувствительного к растяжению канала. Через него в астроциты поступают ионы кальция Ca²⁺. Повышение кальция активирует канал BEST1, через который клетки выделяют D-серин. Эта аминокислота участвует в передаче сигналов между нервными клетками, поддерживает их активность и способствует расширению сосудов.

Чтобы проверить роль отдельных звеньев, учёные подавляли AQP4 или TRPA1 в астроцитах мышей. При длительной стимуляции ослабевали и активность нейронов, и сосудистый ответ. Краткие ответы менялись заметно меньше. Когда мышам с подавленным TRPA1 вводили D-серин, реакция объёма крови в мозге, активность нейронов и сенсорный ответ восстанавливались.

Условно этот механизм можно сравнить с системой, которая помогает поддерживать работу участка мозга, пока сигнал не прекращается после короткого импульса. Астроциты реагируют на изменение собственного объёма, а затем выделяют D-серин, который поддерживает нейронный ответ и расширение сосудов. Это объяснение механизма, а не доказанный способ усилить работу мозга или готовое лечение.

Астроциты выделяли D-серин и в покое. В опытах на срезах мозга и живых мышах он участвовал в регулировании диаметра проникающих артериол, то есть влиял на их базовый тонус. Сосудистый эффект сохранялся и при блокировке электрической активности нейронов. Это указывает на самостоятельный вклад астроцитов в регуляцию сосудов.

Авторы предполагают, что длительность стимуляции может объяснить, почему предыдущие исследования по-разному оценивали роль астроцитов в нейроваскулярной связи. При коротком сигнале сосудистая реакция возникает быстро, а при продолжительном к ней добавляется более медленный механизм с участием астроцитов.

Исследование проводили на мышах, поэтому его результаты нельзя напрямую переносить на человека. В доступном сообщении не приведены все параметры первичных экспериментов, размеры выборок и количественные оценки эффекта. Результаты также не доказывают лечебную пользу D-серина. Для работы с биомедицинскими публикациями доступна подготовка научной статьи.

Концептуальная схема предложенной последовательности AQP4–TRPA1–BEST1–D-серин при продолжительной сенсорной стимуляции у мышей

Фото: geralt / Pixabay