Микроворсинки необходимы для полноценного осязания

Микроворсинки покрывают поверхность эпителия желудочно-кишечного тракта, дыхательной системы и др., а также участвуют в перемещении многих типов клеток.

Некоторое время назад ученые университета Джонса Хопкинса, работающие под руководством Нико Катсаниса (Nico Katsanis), продемонстрировали, что микроворсинки играют важную роль в других биологических процессах, в том числе в обеспечении трех из пяти чувств человека: зрения, слуха и обоняния. Авторы решили проанализировать также возможную роль микроворсинок в осязании.

Ученые провели ряд тестов на нормальных мышах и генетически модифицированных животных линии Bbs, имеющих дефектные микроворсинки. Для проверки температурной чувствительности хвост мыши помещали в теплую воду и засекали время до того момента, когда хвост начинал дергаться. Для оценки реакции на механическое воздействие к задней лапке мыши прикладывали усиливающееся, но не болезненное, давление до тех пор, пока животное не отдергивало лапку.

При проведении обоих тестов время реакции Bbs-мышей на внешние стимулы было дольше по сравнению со временем реакции нормальных животных. По-видимости, это обусловлено не утерей чувствительности, а повышением ее порога. То, что Bbs-мыши демонстрировали нормальную координацию на крутящемся роторе, исключает вероятность того, что заторможенность реагирования таких животных обусловлена двигательными проблемами.

Исследователи также установили, что дефекты микроворсинок не нарушают функции мозга. Для этого одну из задних лапок животного в течение часа многократно погружали в горячую воду, после чего замеряли нервную активность основания спинного мозга, обеспечивающего взаимосвязь между задними лапами и мозгом.

В то время как у мышей группы контроля наблюдалась выраженная активность спинномозгового нерва, у Bbs-мышей этот отдел нервной системы оставался в состоянии покоя. Это свидетельствует о том, что проблема задержки реакции таких животных обусловлена невозможностью достижения получаемой органами чувств информацией мозга.

Чтобы проверить пороги чувствительности людей с генетически обусловленными заболеваниями, при которых нарушается структура ресничек, авторы задействовали 9 пациентов с синдромом Бардета-Бильда, проявлениями которого являются ожирение, полидактилия и потеря зрения. Дефекты микроворсинок характерны также для генетически обусловленного поликистоза почек.

Пациентов подвергли нескольким несложным тестам на восприятие, таким как регистрация вибрации прикладываемого к запястью камертона или определение формы и массы предмета на ощупь. Все пациенты продемонстрировали неполноценную реакцию, по крайней мере, на часть тестов.

Это открытие поможет в диагностике силиопатий – заболеваний, характеризующихся патологиями микроворсинок – и регулировании отношения к таким пациентам со стороны здоровых людей. Часто пациентов с силиопатиями из-за их «заторможенности» считают умственно отсталыми или аутичными, однако полученные результаты свидетельствуют об их умственной полноценности.