Обычно мышцы сокращаются, чтобы поддерживать тело, но в редком состоянии, известном как катаплексия, мышцы тела "заснуть" и стать непроизвольно парализованным. Катаплексия выводит из строя, потому что оставляет пострадавшего бодрствующим, но полностью или частично парализованным. Это один из странных симптомов расстройства сна, называемого нарколепсией.
"Катаплексия характеризуется параличом мышц во время когнитивного осознания, но до сих пор мы не понимали, как это произошло, – сказал Джон Пивер из отдела клеточных исследований Университета Торонто & Системная биология. "Мы показали, что нейродегенерация клеток головного мозга, синтезирующих химический гипокретин, приводит к нарушению работы норадреналиновой системы. Когда система норандреналина перестает работать должным образом, она не может поддерживать связь между моторной и когнитивной системами. Это приводит к катаплексии – мышцы засыпают, но мозг не спит."
Пивер и Кристиан Берджесс, также из Cell & Системная биология использовала мышей с нокаутом гипокретина (мышей, испытывающих катаплексию), чтобы продемонстрировать, что за катаплексией стоит дисфункциональная связь между системой норадреналина и системой, производящей гипокретин. Исследование было недавно опубликовано в журнале Current Biology в сентябре.
Ученые впервые установили, что мыши испытывали внезапную потерю мышечного тонуса во время катаплектических эпизодов. Затем они вводили лекарства для систематического ингибирования или активации определенного подмножества адренергических рецепторов, мишеней норадреналина. Им удалось снизить частоту катаплексии на 90 процентов за счет активации рецепторов норадреналина. Напротив, они обнаружили, что ингибирование тех же рецепторов увеличивает частоту катаплексии на 92%. Их следующий шаг состоял в том, чтобы успешно связать, как эти изменения влияют на клетки мозга, которые напрямую контролируют мышцы.
Они обнаружили, что норадреналин отвечает за поддержание активности клеток мозга (мотонейронов) и мышц. Но во время катаплексии, когда мышечный тонус падает, уровень норадреналина исчезает. Это заставляет мышцу расслабиться и вызывает паралич во время катаплексии. Пивер и Берджесс обнаружили, что восстановление норадреналина предотвращает катаплексию, подтверждая, что норадреналиновая система играет ключевую роль.