Исследование показало, что электронные сигареты повреждают стволовые клетки головного мозга

Исследование показало, что электронные сигареты повреждают стволовые клетки головного мозга

Группа исследователей из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила, что электронные сигареты, часто предназначенные для молодежи и беременных женщин, вызывают стрессовую реакцию в нервных стволовых клетках, которые являются критически важными клетками мозга.

Присутствуя на протяжении всей жизни, стволовые клетки становятся специализированными клетками с более конкретными функциями, такими как клетки мозга, клетки крови или кости. Стволовые клетки гораздо более чувствительны к стрессу, чем специализированные клетки, поэтому они представляют собой модель для изучения воздействия токсичных веществ, таких как сигаретный дым.

Электронные сигареты, или ЭК, представляют собой устройства для доставки никотина, которые распыляют никотин и ароматизирующие химические вещества посредством нагревания. Исследователи еще не понимают, как химические вещества в ЭК могут влиять на нервные стволовые клетки, особенно на их митохондрии – органеллы, которые служат электростанциями клетки и имеют решающее значение в регулировании здоровья клеток.

Используя культивированные нейральные стволовые клетки мыши, исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде определили механизм, лежащий в основе токсичности стволовых клеток, индуцированной ЭК, как "стресс-индуцированная гиперфузия митохондрий," или SIMH.

"SIMH – это защитная реакция на выживание," сказала Прю Талбот, профессор кафедры молекулярной, клеточной и системной биологии, руководившая исследованием. "Наши данные показывают, что воздействие на стволовые клетки жидкостей, аэрозолей или никотина вызывает реакцию, которая приводит к SIMH."

Исследование, проведенное на Vuse, ведущем бренде EC, опубликовано в iScience, журнале открытого доступа от Cell Press.

"Несмотря на то, что изначально они были более безопасными, ЭК, такие как Vuse и JUUL, не безвредны," сказала Атена Захеди, первый автор исследовательской работы, получившая докторскую степень в области биоинженерии в этом году. "Даже кратковременное воздействие может вызвать стресс клеток таким образом, что при хроническом использовании может привести к гибели клеток или заболеванию. Наши наблюдения могут относиться к любому продукту, содержащему никотин."

Захеди, получатель докторской стипендии президента Калифорнийского университета в 2019-2020 гг., Объяснил, что во время SIMH круглые точечные митохондрии сливаются вместе, образуя длинные гиперслитые сети, чтобы спасти друг друга, что делает их менее уязвимыми для деградации.

"Высокий уровень никотина в ЭК приводит к избытку никотина специальных рецепторов в мембране нервных стволовых клеток," Захеди сказал. "Никотин связывается с этими рецепторами, заставляя их открываться.  Кальций и другие ионы начинают поступать в клетку. В конце концов, следует перегрузка кальцием."

Захеди объяснил, что слишком много кальция в митохондриях вредно. Затем митохондрии набухают, изменяя свою морфологию и функцию. Они могут даже разрывать и пропускать молекулы, что приводит к гибели клеток.

"Если никотиновый стресс продолжается, SIMH разрушается, нервные стволовые клетки повреждаются и в конечном итоге могут погибнуть," Захеди сказал. "Если это произойдет, из стволовых клеток нельзя будет производить больше специализированных клеток – например, астроцитов и нейронов."

Захеди добавил, что поврежденные митохондрии стволовых клеток могут ускорить старение и привести к нейродегенеративным заболеваниям. Она объяснила, что нервные стволовые клетки могут подвергаться воздействию никотина обонятельным путем. Пользователи вдыхают пары, которые могут путешествовать по обонятельным путям и достигать мозга.

Талбот и Захеди подчеркивают, что молодым и беременным женщинам нужно особенно внимательно относиться к своим результатам.

"Их мозг находится на критической стадии развития," сказал Талбот, директор Центра стволовых клеток UCR. "Воздействие никотина во время пренатального или подросткового развития может влиять на мозг разными способами, что может ухудшить память, обучение и когнитивные способности. Кроме того, насущные проблемы вызывают пристрастие и зависимость от никотина у молодежи. Стоит подчеркнуть, что именно никотин наносит вред нервным стволовым клеткам и их митохондриям. Мы должны быть обеспокоены этим, учитывая, что никотин теперь широко доступен в ЭК и их жидкости для пополнения."

Оставьте комментарий