Используя метод лазерной интерференционной микроскопии (ЛИМ), учёные Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и Всероссийского научно-исследовательского института оптико-физических измерений РАН разработали подходы к детальной оценке состояния живой нервной клетки. Им удалось измерить различные участки самого большого отростка нейрона – аксона. Подробности исследования специалисты представили на V Международной конференции «Современные достижения бионаноскопии», проходившей в Москве 15–17 июня.

Эта работа очень важна с точки зрения методологии, так как даёт исследователям инструмент для изучения живых тканей и клеток. Большинство современных методов микроскопии требует фиксации и окрашивания биологического объекта, что часто приводит к искажению нативной структуры этого самого объекта и, как следствие, к искажению получаемой информации.

Предложенная новая методика – попытка приблизиться к тому, чтобы увидеть реальную картину происходящего в живой клетке. Кроме того, в данной работе, которая выполнялась под руководством А. И. Юсиповича, использовались приборы, изготовленные отечественными разработчиками: автоматизированный интерференционный микропрофилометр был создан в институте ВНИИОФИ в Москве на базе микроинтерферометра Линника МИИ-4 (ЛОМО, Россия).

Рис. 1. Схема строения нервной клетки. Источник: Википедия.

Основной принцип, используемый при исследовании объектов с помощью ЛИМ, – измерение их оптических свойств и окружающей среды, а также высоты объекта в точке измерения. Измерения «ширины» объекта соответствуют таковому для обычных оптических микроскопов, а вот «высота» объекта измеряется гораздо точнее. ЛИМ позволяет достичь точности измерения «по вертикали» – 2,5 нанометра.

Нервная клетка имеет множество отростков. Аксон, самый протяжённый из них, может достигать у крупных позвоночных животных длины до одного метра и более. Снаружи он, как рулет, покрыт миелиновым волокном, образованным многократным оборачиванием выроста мембраны так называемых Шванновских клеток. Но это покрытие неоднородно и местами прерывается, образуя так называемые перехваты Ранвье, играющие очень важную роль в процессе передачи нервного импульса.

С помощью метода ЛИМ учёные смогли оценить диаметр нервного волокна и диаметр аксона в перехвате Ранвье, длину перехвата Ранвье и участков между ними.

В той области, где вклад миелина в толщину волокна максимален (края промежутка аксона, покрытого миелином), точность измерения составляет около 40 нанометров. В области перехвата Ранвье, где минимальна доля мембран, точность метода – около 300 нанометров. В остальных участках нервного волокна точность метода будет меняться в зависимости от доли миелина.

Таким образом, как считают учёные, метод позволяет довольно точно оценить геометрию и функциональное состояние нервного волокна.

Источник информации:

А. И. Юсипович, Н. Н. Родионова, Е. З. Бибинейшвили, В. Л. Минаев, Г. В. Максимов. Измерение характеристик нервного волокна при помощи метода лазерной интерференционной микроскопии. – Сборник тезисов V Международной конференции «Современные достижения бионаноскопии». Стр. 71–72.