Определенные клетки в мозговом железе потребности, чтобы произвести белое вещество, которое гарантирует эффективную коммуникацию среди клеток в центральной нервной системе. Белое вещество относится к белым связкам миелина, защитного покрытия на аксонах что проект от основной части клетки головного мозга.Ученые вызвали умеренный E. coli инфекция у 3-дневных мышей.
Это вызвало переходный подстрекательский ответ в их мозгах, который был решен в течение 72 часов. Это воспаление мозга, хотя мимолетный, вмешалось в хранение и выпуск железа, временно приводящего к уменьшенной железной доступности в мозгу. Когда железо было необходимо больше всего, это было недоступно, говорят исследователи.«Что важно, то, что выбор времени воспламенения во время мозгового развития переключает механизмы мозга от развития до попытки иметь дело с воспламенением», сказал Джонатан Годбут, адъюнкт-профессор нейробиологии в Университете штата Огайо и ведущем авторе исследования. «Последствие этого – это неправильное железное хранение нейронами, которое ограничивает доступ железа к остальной части мозга».
Исследование издано в 9 октября 2013, выпуск Журнала Нейробиологии.Клетки, которые должны погладить во время этого критического периода развития, называют олигодендроцитами, которые производят миелин и обертывают его вокруг аксонов. В текущем исследовании неонатальная инфекция заставила нейроны увеличивать свое хранение железа, которое лишило железо от олигодендроцитов.У других мышей ученые подтвердили, что неонатальный E. coli инфекция был связан с моторными проблемами координации и гиперактивностью два месяца спустя – эквивалент молодой взрослой жизни в людях.
Мозги этих тех же самых мышей содержали более низкие уровни миелина и меньшего количества олигодендроцитов, предлагая, чтобы у кратких сокращений доступности мозгового железа во время раннего развития были длительные последствия на мозге myelination.Выбор времени инфекции у новорожденных мышей обычно совпадает с поздними стадиями третьего триместра беременности в людях. Процесс myelination начинается во время эмбрионального развития и продолжается после рождения.
Хотя другие исследователи заметили, что связи между новорожденными инфекциями и эффектами на миелин и поведение, ученые не выяснили, почему те ассоциации существуют. Группа Годбута сосредотачивается на понимании, как активация иммунной системы может вызвать неожиданные взаимодействия между центральной нервной системой и другими частями тела.«Мы не первые, чтобы показать рано, что подстрекательские события могут изменить мозг и поведение, но мы первые, чтобы предложить подробный механизм, соединяющий неонатальное воспламенение с физиологическими изменениями в центральной нервной системе», сказал Дэниел Макким, ведущий автор на бумаге и студент в Огайо Государственная Программа Аспирантуры Нейробиологии.
Неонатальная инфекция вызвала несколько изменений в мозговой физиологии. Например, зараженные мыши увеличили подстрекательские маркеры, изменили нейронное железное хранение и уменьшили олигодендроциты и миелин в их мозгах. Значительно, нарушения в мозгу myelination соответствовали поведенческим и моторным нарушениям спустя два месяца после инфекции.
Хотя это неизвестно, если эти проблемы движения длились бы целую жизнь, Макким отметил, что, «так как эти нарушения продлились в то, что будет молодой взрослой жизнью в людях, это кажется вероятным, чтобы быть относительно постоянным».Уменьшенный myelination, связанный с движением и проблемами поведения в этом исследовании, был также связан с беспорядками спектра шизофрении и аутизма в предыдущей работе других ученых, сказал Годбут, также следователь в Огайо Государственный Институт Поведенческого Исследования Медицины (IBMR).
«Больше исследования в этой области могло подтвердить, что человеческие поведенческие осложнения могут явиться результатом воспламенения, изменяющего миелиновый образец. Шизофрения и расстройства аутизма – часть этого», сказал он.
Это текущее исследование не определило потенциальные вмешательства, чтобы предотвратить эти эффекты инфекции молодости. Godbout и коллеги теоретизируют, что питание матери – диета высоко в антиокислителях, например – могло бы помочь понизить воспаление мозга, который следует за неонатальной инфекцией.
«Предродовой и неонатальный период – такое активное время развития», сказал Годбут. «Это – действительно ключ – эти подстрекательские проблемы во время критических точек в развитии, кажется, имеют сильные воздействия. Мы могли бы просто хотеть думать больше об этом клинически».
Эта работа – результат тесного сотрудничества между Godbout; Ning Цюань и Майкл Бэйли Огайо Государственное Подразделение Устной Биологии и IBMR; Дана Мактигу Огайо Государственный Отдел Нейробиологии и Центр Ремонта Мозгового и Спинного мозга; и Стэки Бильбо из Университета Дюка. Дополнительные соавторы из штата Огайо – Жаклин Либлейн-Бофф (теперь с Пищей Эбботта), Дэниел Макким, Дэниел Ши, Пин Вэй, Чжэнь Дэн и Кэролайн Соики.
Исследование было поддержано Пищей Эбботта и Национальными Институтами Здоровья.