Исследователи из Университета Колорадо (США) определили механизм регуляции слуховой чувствительности, защищающий слуховую систему от избыточной нагрузки. Механизм позволяет временно снизить чувствительность системы, например, при воздействии на нее громких звуков, которые способны нанести необратимый ущерб. Исследование опубликовано в PNAS.
Credit: public domain
Механоэлектрическая трансдукция (МЭТ) – это процесс перевода механических импульсов в электрические, который осуществляют волосковые клетки слуховой и вестибулярной систем. Отклонение механосенсорного пучка волосков на поверхности клетки при механическом воздействии (например, при поступлении волны звука в слуховой проход) увеличивает натяжение воротных, или стробирующих, пружин, которые открывают МЭТ-каналы. Предполагается, что механизмы, регулирующие чувствительность МЭТ-каналов, регулируют точность восприятия в слуховой системе, широкий динамический и частотный диапазон ее селективности и, возможно, защиту от перевозбуждения.
Довольно давно существует гипотеза о том, что именно стробирующая пружина может действовать в качестве контроллера активности МЭТ. Исследователи из Университета Колорадо (США) взялись проверить эту гипотезу на кохлеарных волосковых клетках крысы – модели волосковых клеток млекопитающих.
Текущее исследование представляет собой первое доказательство того, что пружина сама по себе способна модулировать чувствительность канала как на молекулярном, так и на механическом уровнях. При этом ведущую роль в МЭТ наружных волосковых клеток крысы играет циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). Активация этого органического соединения снижает жесткость стробирующей пружины и, соответственно, чувствительность канала. Таким образом, в исследовании впервые выявлен физиологический механизм управления жесткостью воротной пружины посредством цАМФ.
Авторы утверждают, что их работа открывает путь для более обширного и детального исследования того, как слуховая система использует описываемое свойство для усиления диапазона звуков, которые она может детектировать, и для защиты сенсорных клеток от потенциальных повреждений. Также авторы надеются, что их исследование откроет возможности для создания нового типа лекарств-аудиопротекторов, которые могут использоваться для защиты от потери слуха при сильном воздействии на слуховую систему, к примеру, очень громкого звука.
Текст: Анна Удоратина
cAMP and voltage modulate rat auditory mechanotransduction by decreasing the stiffness of gating springs by Andrew Mecca et al. PNAS. Published July 2022.
