Recettori degli odori scoperti nei polmoni: Proprio come quelli del naso, ma invece di evocare una tazza di caffè che potrebbe farvi tosse

Maggio 25, 2016 Admin Salute 0 2
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A differenza dei recettori nel naso, che si trovano nelle membrane delle cellule nervose, quelle nei polmoni sono nelle membrane delle cellule neuroendocrine. Invece di inviare impulsi nervosi al cervello che permettono di "percepire" l'odore acre di una sigaretta accesa qualche parte nelle vicinanze, si attivano le cellule neuroendocrine a forma di pallone per scaricare ormoni che rendono il vostro airways costrizione.

La classe di recente scoperta di cellule che esprimono i recettori olfattivi in ​​vie aeree umane, chiamate cellule neuroendocrine polmonari, o PNEC, sono stati trovati da un team guidato da Yehuda Ben-Sharar, PhD, assistente professore di biologia e della medicina della Washington University di St. Louis, e tra cui colleghi Steven L. Brody e Michael J. Holtzman della Scuola di Medicina della Washington University, e Michel J. gallesi del Lucille A. Carver College of Medicine presso la University of Iowa.




"Dimentichiamo", ha detto Ben-Shahar, "che il nostro piano corpo è un tubo all'interno di un tubo, così i nostri polmoni e del nostro intestino sono aperti con l'ambiente esterno. Anche se sono dentro di noi, sono in realtà parte della nostra esterna layer. Così costantemente subiscono insulti ambientali, "ha detto," e ha senso che ci siamo evoluti meccanismi per proteggere noi stessi ".

In altre parole, le PNEC, descritti nel numero di marzo del Journal of Respiratory cellulare e biologia molecolare, sono sentinelle, guardie il cui compito è di escludere i prodotti chimici tossici o irritanti.

Le cellule possono essere responsabili della ipersensibilità chimica che caratterizza malattie respiratorie quali malattia polmonare cronica ostruttiva (COPD), e asma. I pazienti con queste malattie sono detto di evitare i fumi del traffico, odori pungenti, profumi e sostanze irritanti simili, che possono innescare costrizione delle vie respiratorie e difficoltà respiratorie.

I recettori degli odori sulle cellule, potrebbero essere un bersaglio terapeutico, Ben-Shahar suggerisce. Per bloccarli, potrebbe essere possibile prevenire alcuni attacchi, consentendo alle persone di ridurre l'uso di steroidi o broncodilatatori.

Ogni respiro che fai

Quando un mammifero inala, sostanze chimiche volatili scorrono su due macchie di tessuto epiteliale specializzata in alto nei passaggi nasali. Queste patch sono ricche di cellule nervose con molecole-odoranti vincolante specializzati incorporati nelle loro membrane.

Se un banchine chimiche su uno di questi recettori, il neurone, l'invio di impulsi lungo il nervo olfattivo al bulbo olfattivo nel cervello, dove il segnale è integrato con quelli di centinaia di altre cellule simili a evocare il profumo della vecchia pelle o essiccati lavanda.

Consapevole del fatto che le malattie respiratorie sono caratterizzate da ipersensibilità agli stimoli volatili, Ben-Shahar ei suoi colleghi si rese conto che i polmoni, come il naso, devono essere provviste di rilevare sostanze chimiche per via inalatoria.

In precedenza un team della University of Iowa, dove Ben-Shahar era un socio di ricerca post-dottorato, aveva cercato i geni espressi da macchie di tessuti da donatori trapianto polmonare. Hanno trovato un gruppo di cellule ciliate che esprimono i recettori del gusto amaro. Quando sono state rilevate sostanze offendere, le ciglia battere più forte a spazzare fuori delle vie aeree. Questo risultato è stato sulla copertina del 28 agosto 2009 numero di Science.

Ma dal momento che le persone sono sensibili a molte sostanze inalate, non solo quelli amari, Ben-Shahar ha deciso di guardare di nuovo. Questa volta ha scoperto che questi tessuti esprimono anche recettori degli odori, non sulle cellule ciliate ma invece sulle cellule neuroendocrine, cellule a forma di pallone che scaricano serotonina e vari neuropeptidi quando vengono stimolati.

Questo aveva un senso. "Quando le persone con malattia delle vie aeree hanno risposte patologiche agli odori, sono di solito abbastanza veloce e violento", ha detto Ben-Shahar. "I pazienti improvvisamente chiuse e non possono respirare e queste cellule possono spiegare perché."

Ben-Shahar sottolinea le differenze tra chemosensation nel naso e nel polmone. Le cellule nel naso sono neuroni, fa notare, ciascuna con un recettore strettamente sintonizzato, e loro segnali devono essere intrecciati insieme nel cervello di interpretare nostro ambiente odore.

Le cellule delle vie aeree sono cellule non neuronali di secrezione e possono trasportare più di un recettore, in modo che siano ampiamente sintonizzati. Invece di inviare impulsi nervosi al cervello, che inondano i nervi locali e muscoli con la serotonina e neuropeptidi. "Sono forse progettati," ha detto, "per suscitare una rapida, risposta fisiologica se si inalano qualcosa che è male per te."

I diversi meccanismi spiegano perché cognizione svolge un ruolo molto forte nel gusto e odore di tosse in risposta ad un irritante. È possibile, ad esempio, di sviluppare un gusto per birra. Ma nessuno non impara a tosse; la risposta è rapida e largamente automatica.

Gli scienziati sospettano che queste cellule polmonari neuroscretory contribuiscono alla ipersensibilità dei pazienti con broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) alle sostanze irritanti presenti nell'aria. La BPCO è un gruppo di malattie, tra cui enfisema che sono caratterizzate da tosse, respiro sibilante, mancanza di respiro e senso di costrizione toracica.

Quando gli scienziati hanno esaminato i tessuti delle vie aeree dei pazienti con BPCO hanno scoperto che avevano più di queste cellule neurosecretory di tessuti delle vie aeree da donatori sani.

Di topi e uomini

Come un genetista Ben-Shahar vorrebbe andare più lontano, battendo i geni per assicurarsi che l'alienazione di cellule neurosecretory non è solo correlata con malattie delle vie respiratorie, ma invece basta per produrlo.

Ma c'è un problema. "Per esempio, un fegato da un mouse e un fegato da un essere umano sono piuttosto simili, esprimono gli stessi tipi di cellule, ma i polmoni da diverse specie di mammiferi sono spesso molto diversi,. Si può vedere a colpo d'occhio," Ben- Shahar ha detto.

"Chiaramente.", Ha detto Ben-Shahar, "primati si sono evolute linee cellulari diverse e sistemi di segnalazione per le funzioni specifiche di respiratori."

Questo rende difficile per svelare i meccanismi biomolecolari di malattie respiratorie.

Eppure, egli spera che i percorsi PNEC fornirà bersagli per i farmaci che potrebbero meglio controllare l'asma, BPCO e altre malattie respiratorie. Sarebbero i benvenuti. C'è stato un forte aumento di queste malattie negli ultimi decenni, le opzioni di trattamento sono stati limitati, e non ci sono cure.

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