Клетки иммунной системы в головном мозге самок крыс уничтожают и переваривают нейроны, формируя определенную область головного мозга во время развития и потенциально влияя на поведение. Это понимание взаимосвязи между биологическим полом, иммунной системой и развитием мозга может проложить путь к пониманию того, почему определенные расстройства мозга более распространены у представителей одного пола, и может дать информацию о будущих стратегиях лечения или профилактики. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PNAS.
Актуальность исследования
Врачи знают, что пол играет роль в определении индивидуального риска заболеваний головного мозга. Например, у мужчин чаще диагностируют поведенческие расстройства, такие как аутизм или синдром дефицита внимания, тогда как женщины чаще страдают от тревожных расстройств, депрессии или мигрени.
Однако эксперты не до конца понимают, как пол способствует развитию мозга, особенно в контексте этих заболеваний. Ученые считают, что отчасти это может иметь какое-то отношение к разным размерам определенных областей мозга.
Новизна исследования
Ученые из Университета Мэриленда (University of Maryland) считают, что выяснили механизм, почему и как одна область головного мозга различается по размеру у мужчин и женщин. Исследование, проведенное на крысах, показало, что клетки иммунной системы в мозге самок уничтожают и переваривают нейроны, чтобы сформировать эту область мозга во время развития.
Исследователи также обнаружили, что изменение размера данной области мозга, которая формируется в первые пару дней жизни, влияет на то, предпочитают ли самки крыс запах самцов. У грызунов это «предпочтение запаха» является показателем предпочтения сексуального партнера, при этом самки крыс обычно предпочитают запахи самцов.
Хотя эти наклонности крыс не имеют прямого отношения к предпочтениям сексуальных партнеров человека, результаты показывают, что изменения в мозге, определяемые иммунной системой, могут позже повлиять на поведение.
Практическая значимость работы
Детальное понимание того, как биологический пол и иммунная система способствуют формированию развивающегося мозга, может однажды помочь понять, почему определенные заболевания головного мозга чаще возникают у одного пола, чем у другого, и может пролить свет на более эффективные способы лечения или предотвращения этих состояний.
«Хотя мозг мужчин и женщин во многом совпадает, кажется, что иммунная система обеспечивает большую часть естественных вариаций. Это может произойти из-за того, что иммунная система предназначена для изменчивости, чтобы иметь возможность реагировать на широкий спектр атак из внешнего мира», — обьясняет автор исследования Марк Гладвин (Mark Gladwin) из Университета Мэриленда, Балтимор.
Материалы и методы исследования
В текущем исследовании доктор Маккарти с соавторами изучили область, расположенную глубоко внутри мозга, которая у самцов крыс в два-четыре раза больше, чем у самок. Эта разница в размерах также проявляется в мозге людей из аналогичной области, но половые различия не так выражены.
Когда учёные внимательно изучили различные типы клеток в мужском и женском мозге, то заметили, что иммунные клетки в мозге самок крысы сформировали на своей поверхности больше структур, которые иммунные клетки используют для поедания других клеток, называемых фагоцитарными чашечками.
Ученые также наблюдали, как эти иммунные клетки переваривают нейроны. Как правило, эти иммунные клетки питаются мусором, мертвыми или умирающими клетками, а также клетками, инфицированными вирусами или бактериями, а не здоровыми клетками мозга.
В тот момент когда учёные применили лекарственные средства и антитела, чтобы заблокировать способность иммунных клеток поглощать нейроны в мозге крыс, то обнаружили, что эта область в мозге самок крыс развилась больше, подобно размеру области в мозге самцов крыс.
«В течение почти 50 лет мы считали, что клетки просто умирали у женщин, а не у мужчин, и думали, что это происходит из-за стероидных гормонов», — комментирует исследователь Маргарет Маккарти (Margaret McCarthy). «В открытом поле клеток, соприкасающихся друг с другом, мы обнаружили, как иммунная клетка микроглии прорывается сквозь другие клетки и поедает одну конкретную клетку. Клетки, которые поедают эти микроглии, не случайны, но мы не знаем, почему они выбраны. Это те вопросы, которые нам еще предстоит изучить».
Исследуемая область мозга известна тем, что контролирует репродуктивное поведение крыс. Например, самки крыс обычно предпочитают запахи самцов крыс, когда у них есть выбор, а самцы крыс предпочитают запахи самок.
Исследователи обнаружили, что самки с большей областью мозга из-за того, что их функция иммунных клеток была заблокирована, больше не предпочитали запах самца крысы, а вместо этого выбирали женский запах или вообще не имели никаких предпочтений.
«Это открытие дополняет доказательства того, что иммунная система играет важную роль в определении определенных половых различий в мозге, которые в конечном итоге могут привести к различиям в распространенности нарушений развития головного мозга», — заключает доктор Маккарти. «Еще предстоит выяснить, можно ли манипулировать этим процессом для разработки новых методов лечения аутизма или тревоги, и это многообещающее направление исследований».
Авторы другого исследования утверждают, что окситоцин стимулирует пластичность мозга
