به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، نورون‌هایی که انواع مختلف لامسه را حس می‌کنند، غیرتخصصی ایجاد می‌شوند، اما در نهایت بر اساس نوع پوستی که عصب‌بندی می‌کنند، ویژگی‌های خاصی ایجاد می‌کنند و اختصاصی می‌شوند. این یافته که بر اساس تحقیقات روی موش‌ها انجام شده است، یک معمای طولانی مدت در مورد اینکه چگونه این سلول‌های عصبی در نهایت وظایف تخصصی خود را انجام می دهند، روشن می‌کند. این تحقیق در نهایت می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا اعصاب آسیب دیده یا بیمار را بازسازی کنند و برخی از اختلالات عصبی ارثی را نیز درک کنند.

سلول‌های عصبی که لمس را حس می‌کنند، بر اساس نشانه‌هایی از خود پوست، به جای برنامه‌ریزی از پیش تعیین‌شده ودر انتهای مناسب برای پوست مودار یا بدون مو رشد می‌کنند.این مطالعه تحقیقاتی توسط دانشمندان دانشکده پزشکی هاروارد انجام شده و نتایج آن نیز در Developmental Cell منتشر شده است. نویسندگان می‌گویند اگر این یافته‌ها در مطالعات بیشتر تأیید شود، در نهایت می‌تواند به محققان کمک کند تا درمان‌هایی را برای بازسازی اعصاب آسیب دیده یا بیمار توسعه دهند، یا بهتر درک کنند که چه چیزی در نوروپاتی‌های مادرزادی، شرایطی که در افرادی که با نقص عصبی حسی متولد می‌شوند، اختلال ایجاد کرده است. دیوید گینتی، نویسنده ارشد این مطالعه، رئیس دپارتمان تحقیقات نوروبیولوژی در موسسه Blavatnik در HMS و محقق موسسه پزشکی هاوارد هیوز می‌گوید: درواقع این پوست است که به نورون‌های نامشخص می‌گوید چگونه از نظر شکل، اندازه و ساختار بالغ شوند تا به نوع انتهایی مناسب برای آن ناحیه خاص پوست تبدیل شوند.

حس لامسه و وظایف آن

حس لامسه ما به ما  این امکان را می‌دهد که اشیاء را شناسایی و دستکاری کنیم، در زمینه‌های اجتماعی ارتباط برقرار کنیم و محرک‌های بی ضرر و مضری را که بر روی بدن اثر می‌گذارند شناسایی و تشخیص دهیم. اولین گامی که منجر به درک و واکنش به مجموعه ناهمگن دنیای لمسی ما می‌شود، فعال شدن نورون‌های حسی لمسی است که گیرنده‌های مکانیکی نامیده می‌شوند، که دارای اجسام سلولی در گانگلیون‌های ریشه پشتی (DRG) و عقده‌های سه قلو هستند و انتهای آکسونی را تشکیل می‌دهند. در پوست گیرنده‌های مکانیکی که لمس نور را تشخیص می‌دهند، گیرنده‌های مکانیکی آستانه پایین (LTMRs) هستند. این نورون‌ها از نظر مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی متنوع هستند و زیرشاخه‌های آن به محرک‌های مکانیکی مختلف، از جمله فرورفتگی ملایم پوست، انحراف مو، حرکت در سراسر پوست و لرزش پاسخ می‌دهند. اختلال عملکرد گیرنده‌های مکانیکی و مدارهای مرکزی آنها می‌تواند منجر به اختلال در حس مرتبط با نوروپاتی شود. مانند بیماری Charcot-Marie-Tooth، آلوداینیای مکانیکی در حالات درد نوروپاتیک، و واکنش بیش از حد در برخی از اختلالات رشدی. حسگرها به طور ناقص شناخته شده باقی مانده است.

طرح مسئله

نورون‌های حسی مکانیکی که پوست را عصب دهی می‌کنند، زیربنای حس لامسه ما هستند. گیرنده‌های مکانیکی سریع خود را با تغییرات تطبیق می‌دهند که پوست کرک (غیر مو) را عصب دهی کنند تا بتوانند سلول‌های مایسنر را تشکیل دهند، در حالی که در پوست مودار، آنها با فولیکول‌های مو مرتبط می‌شوند و انتهای نیزه ای طولی را تشکیل می‌دهند. اینکه چگونه گیرنده‌های مکانیکی انتهای آکسونی مناسب برای اهداف پوستی خود ایجاد می‌کنند ناشناخته است.

نحوه عصب دهی پوست

گینتی توضیح داد که حدود 20 نوع نورون مختلف به پوست عصب دهی می‌کنند تا طیف وسیعی از احساسات مانند دما، درد یا لمس را تشخیص دهند. در طول رشد پوست، این سلول‌های عصبی امتدادهایی به نام آکسون‌ها را از اجسام سلولی واقع در نزدیکی نخاع به پوست می‌فرستند. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این نورون‌ها در پاسخ به مولکول‌های سیگنال‌دهنده ساکن در پوست بدون مو که عصب دهی می‌کنند، رشد می‌کنند. وقتی آکسون‌ها به مقصد نهایی خود در پوست می‌رسند، به اصطلاح پایانه‌هایی را تشکیل می‌دهند که به عنوان اندام‌های انتهایی شناخته می‌شوند، که متناسب با عملکرد نورون‌ها هستند. به عنوان مثال، نورون‌هایی که لمس سبک را حس می‌کنند (به نام گیرنده‌های مکانیکی آستانه‌ی پایین یا LTMR) ) در صورتی که به پوست بدون مو ختم شوند، مانند کف دست‌ها، اندام‌های انتهایی به نام سلول‌های مایسنر نامیده می‌شوند، مانند کف دست‌ها، که به آن‌ها دقت حسی نسبتاً بالایی می‌دهد. در مقابل، آنهایی که در نهایت به پوست مودار ختم می‌شوند که بیش از 90 درصد از سطح بدن را پوشش می‌دهد، اندام‌های انتهایی به نام کمپلکس‌های نیزه‌ای که شدت حسی پایین‌تری دارند اما قادر به تشخیص محرک‌های غیراختصاصی مانند لمس پوست یا وزش باد در مو هستند.

دو نظریه در مورد تخصصی شدن اعصاب حسی پوست

کوتسیومپا گفت، اگرچه محققان چندین دهه در مورد این انواع مختلف اعصاب حسی می‌دانستند، اما هنوز مشخص نشده نبود که چگونه آنها تا این حد تخصصی می‌شوند. دو نظریه در این خصوص مطرح شده است: یا این پایانه‌های عصبی از همان ابتدا و زمانی که تولید می‌شوند، سرنوشت مشخصی دارند، که برجستگی‌هایی را به مقصد از پیش تعیین‌شده‌شان یعنی پوست بدون مو یا پرمو می‌فرستند، یا به‌طور غیر تخصصی به وجود می‌آیند و سپس بر اساس نشانه هایی از خود پوست به یک نوع خاصی تبدیل می‌شوند (کمپلکس بسیار حساس مایسنر) یا نوع دیگر (کمپلکس های نیزه ای کمتر حساس).  برای تعیین اینکه کدام یک از این نظریه‌ها درست است، کوتسیومپا، گینتی و همکارانشان از موش‌ها به عنوان یک سیستم مدل استفاده کردند. این حیوانات دارای پوستی بدون مو بر روی بالشتک‌های پنجه خود هستند که مشابه پوست کف دست و پاهای انسان است و پوستی مودار که بیشتر قسمت های بدن آنها را می پوشاند.

شیوه مطالعاتی

محققان با استفاده از یک تکنیک برچسب‌گذاری ژنتیکی، موش‌هایی با نورون‌های حسی تولید کردند که در پوست دیده می‌شد تا به آن‌ها اجازه دهد که رشد این سلول‌ها را از قبل از تولد ردیابی کنند. اگرچه پایانه‌های عصبی مختلف در پوست‌های بدون مو و پشمالو ظرف یک هفته پس از تولد قابل تشخیص بودند، اما این نورون‌ها در رحم یکسان به نظر می‌رسند، که به این معنی است که تفاوت‌های آنها بعداً در رشد ظاهر می‌شود. کوتسیومپا گفت: این یافته اولین سرنخ را به دست داد که رشد سلول‌های بسیار حساس مایسنر یا اندام‌های انتهایی نیزه‌ای کمتر از قبل تعیین‌شده نیست، اما ممکن است توسط نوع پوست مقصد نهایی تعیین شود.

نحوه شکل گیری سلول‌های مایسنر و اندام‌های انتهایی

در طول این آزمایش، محققان تعدادی نورون حسی منفرد را مشاهده کردند که در نواحی مرزی بین پوست بدون مو و پوست پرمو به انتهای چندگانه منشعب می‌شدند. اگرچه این پایانه‌ها از یک بدنه سلولی منشعب می‌شوند، اما بسته به اینکه انتهای آنها در قلمروی بدون مو یا پر مو باشد، سلول‌های مایسنر و اندام‌های انتهایی نیزه ای شکل گرفتند. باز هم، این یافته از این ایده حمایت می‌کند که اندام‌های انتهایی بر اساس سیگنال‌هایی از پوست ایجاد می‌شوند که نورون‌ها را در نهایت عصب‌بندی می‌کنند. به عبارت دیگر، شکل، اندازه، ساختار - و در نهایت سرنوشت - این نورون‌ها توسط نشانه‌هایی از نوع پوستی که در اختیارشان قرار می‌گرفتند تعدیل می‌شود.

تولید موش‌های جهش یافته بدون مو

در آزمایشی دیگر، محققان با موش‌هایی کار کردند که حامل جهشی بودند که نه تنها روی بالشتک‌های پنجه‌شان، بلکه در بالای پنجه‌هایشان نیز پوستی بدون مو ایجاد کرد. اگرچه این جهش احتمالاً فقط خود پوست را تحت تأثیر قرار می‌دهد، اما بررسی نورون‌های حسی عصب دهی بالای پنجه نشان داد که آنها سلول‌های بسیار حساس مایسنر را درست مانند آنهایی که در پوست پد پنجه قرار دارند ایجاد کردند، که این نشان می‌دهد یک سیگنال از پوست بر رشد نوع عصبی تأثیر گذاشته است.

بیان پروتئین‌های مورفوژنیک استخوان 5 و 7 (BMP5 و BMP7)

هنگامی که محققان به دنبال مولکول‌هایی بودند که ممکن است به عنوان سیگنال عمل کنند، تحقیقات قبلی و آزمایش‌های خود دو نامزد را پیشنهاد کردند که به‌عنوان پروتئین‌های مورفوژنیک استخوان 5 و 7 (BMP5 و BMP7) شناخته می‌شوند که به شدت در پوست بدون مو بیان می‌شوند. مطمئناً، زمانی که محققان موش‌ها را به‌طور ژنتیکی تغییر دادند تا گیرنده‌های این خانواده از پروتئین‌ها را حذف کنند، پوست بدون مو آنها سلول‌های مایسنر بسیار کمتری داشت و آنهایی که باقی مانده بودند به‌طور غیرعادی رشد کردند. اگرچه به نظر می‌رسد BMP5 و BMP7 برای توسعه جسم مایسنر کلیدی هستند، اما محققان هیچ مولکول سیگنال نامزدی را برای کمپلکس‌های نیزه ای شناسایی نکردند.

بازسازی نورون‌های حسی در پوست

کوتسیومپا گفت، این یافته‌ها با هم نشان می‌دهند که نوع پوست تعیین می‌کند که نورون‌های حسی کدام اندام‌های انتهایی رشد خواهند کرد، یافته‌ای که می‌تواند بر تلاش‌ها برای بازسازی نورون‌های حسی در پوست تأثیر بگذارد. همچنین در نهایت می‌تواند به محققان کمک کند تا درمان‌هایی را برای نوروپاتی‌های حسی، یکی از شرایطی که او به‌عنوان متخصص مغز و اعصاب قصد دارد درمان کند، توسعه دهند. کوتسیومپا گفت: "نوروپاتی های حسی برخی از شایع ترین اختلالات عصبی ارثی هستند." کار ما ممکن است سرنخ‌هایی برای درمان‌ها در آینده بدهد.»

پایان مطلب/.