Hvordan oppdager hjernen en influensainfeksjon?

En studie publisert i Nature^1-2 har undersøkt hvordan hjernen får informasjon om et begynnende angrep fra influensaviruset og hvordan hjernen forbereder kroppen på infeksjonen.

Patogene infeksjoner forårsaker en stereotyp sykdomstilstand som involverer nevronalt formidlede atferdsmessige og fysiologiske endringer^3-4. Ved infeksjon frigjør immunceller en "storm" av cytokiner og andre mediatorer, hvorav mange blir oppdaget av nevroner^5-6.

Før denne studien var det ikke klart hvordan hjernen blir oppmerksom på at det er en infeksjon i kroppen. Forskere har frem til nå antatt at budbringer-molekyler fra infeksjonsstedet flyter med blodstrømmen til hjernen og direkte aktiverer områder som kickstarter sykdomsadferdsprogrammet. Prostaglandiner er blant disse budbringer-molekylene. Aspirin og ibuprofen blokkerer produksjonen av prostaglandiner og demper sykdomsatferden, noe som viser at prostaglandiner er sentrale i den tidlige fasen av en infeksjonssykdom.

Forfatterne fant at en spesifikk prostaglandinreseptor, kalt EP3, er ansvarlig for å generere sykdomsatferd. EP3 finnes på nevroner i hele kroppen, inkludert i hjernen. For å teste funksjonen, fjernet forskerne hjernens EP3-reseptorer i mus og infiserte dyrene med influensavirus. Musene endret fortsatt oppførsel - noe som indikerer at hjernen ikke får infeksjonsmeldinger fra blodbårne prostaglandiner.

Derimot fant forskerne en spesifikk EP3-holdig samling av nevroner lokalisert i musens hals. Disse nevronene hadde grener fra musens tonsilleområde til hjernestammen via nervus glossopharyngeus. Ut fra funnene i studien mener forskerne at når influensavirusene kommer inn i luftveiene og infiserer halsceller, utløser det lokal produksjon av prostaglandin som så trigger nevronene. Infeksjonsvarslet går via nevronene til hjernen og forteller hjernen nøyaktig hvor infeksjonen er i ferd med å utvikle seg, samt utløser atferdsendringer som nedsatt matlyst og vanninntak, samt redusert fysisk aktivitet. Forskerne mener det finnes mange andre typer nevroner med prostaglandinreseptorer og som også reagerer på andre immunrelaterte signaler. De mener det finnes liknende direkte nervebaner som for eksempel påviser tarminfeksjon og utløser kvalme.

En annen observasjon forskerne gjorde, var at ved å blokkere sykdomsatferden hos musene, som matvegring, var det færre mus som døde. Det kan tyde på at ikke alle atferdsendringene som hjernen setter i gang, er til nytte for oss.

Forskerne forteller at nevronene i halsen med infeksjonssensorer er aktive kun de første dagene av infeksjonen. Ettersom viruset forflytter seg nedover i luftveiene, vil andre nervebaner ta over jobben med å gi signaler som utløser endringer i sykdomsatferden. Og som forskerne uttrykker, "hvis vi kunne finne en måte å blokkere den andre nervebanen på, så kan det i kombinasjon med blokkering av nervesignalene fra halsen, kunne få stor klinisk betydning".