Кожен раз, коли курець вдихає тютюновий дим, невеликі молекули нікотину легко долають гематоенцефалічний бар’єр і потрапляють в мозок. Однією з головних його мішеней стають ацетилхолінові рецептори (nACh-r) на поверхні нервових клітин, які піддаються впливу нікотину.
Зв’язуючись з ними, нікотин викликає каскад відповідних ефектів, включаючи легку ейфорію. Проте цим його вплив не обмежується. Молекули нікотину проникають всередину нейронів, де їх подальша доля залишається ще туманною і погано вивченою. Краще її зрозуміти дозволить нова робота, проведена вченими з команди професора Каліфорнійського технологічного інституту Генрі Лестера (Henry Lester) спільно з колегами з Китаю.
У статті, опублікованій у свіжому номері Journal of General Physiology, описується метод, що дозволяє візуалізувати розподіл молекул, які потрапили в клітину. Для цього біологи сконструювали штучну систему, що складається з двох білків. Один з них вибірково зв’язується з нікотином і змінює форму, приводячи до активації другого, флуоресцентного білка. Такий «датчик» можна вибірково вносити в потрібні ділянки клітини і за світінням і його загасання з’ясовувати, де і коли саме накопичується нікотин.
Перші ж експерименти показали, що вже через кілька секунд після внесення в середовище, на якій вирощувалася культура нейронів, нікотин проникав всередину клітин і опинявся в ендоплазматичній мережі. Ці складчасті структури служать клітинам головною «фабрикою» і «складом», де синтезуються і тимчасово зберігаються нові білки, в тому числі рецептори nACh-r.
Флуоресцентні мітки показують розподіл нікотину на мембранах ендоплазматичної мережі / ©Caltech, Lester laboratory
Вчені помітили, що під впливом нікотину їх «термін зберігання» скорочується, рецептори починають активніше мігрувати до клітинної мембрани — місцем своєї основної роботи. Збільшення кількості нікотинових рецепторів на мембрані веде до підвищення чутливості нейрона до подальшого впливу нікотину. В результаті кожна наступна сигарета здається трохи більш приємною, ніж попередня. Можливо, цей механізм відіграє певну роль у розвитку адикції і шкідливої звички.