Учёные обнаружили «переключатель», который заставляет мозг прекратить чесаться

Новые открытия показывают, что облегчение от расчесывания тщательно контролируется нервной системой и может помочь объяснить, почему хронические расстройства зуда становятся такими неукротимыми. Credit: Shutterstock

Когда возникает зуд, расчесывание обычно приносит облегчение через несколько мгновений. Ученые обнаружили часть биологической системы, которая сообщает мозгу, что расчесывание уже было достаточным. Открытие показывает, как нервная система естественным образом ограничивает расчесывание, и может помочь объяснить, почему этот процесс нарушается у людей с хроническими расстройствами зуда. Результаты были представлены на 70-м ежегодном собрании Биофизического общества.

Исследователи из лаборатории Роберты Гуалдани в Лувенском университете в Брюсселе выявили неожиданную роль молекулы, известной как TRPV4, в зуде, вызванном механической стимуляцией, такой как расчесывание.

«Изначально мы изучали TRPV4 в контексте боли, — объяснила Гуалдани. — Но вместо фенотипа боли очень четко проявилось нарушение зуда, а именно того, как регулируется поведение при расчесывании».

TRPV4 и нервная система

TRPV4 является частью семейства ионных каналов, которые функционируют как крошечные молекулярные шлюзы в сенсорных нервных клетках. Эти каналы позволяют ионам проходить через клеточные мембраны в ответ на физические или химические изменения. Они помогают нервной системе обнаруживать такие ощущения, как температура, давление и напряжение тканей.

Ученые подозревали в течение многих лет, что TRPV4 играет роль в восприятии механической стимуляции, но его участие в зуде, особенно хроническом, оставалось неясным и вызывало много споров.

Чтобы провести более точное исследование, команда Гуалдани создала генетически модифицированных мышей, у которых TRPV4 был удален только из сенсорных нейронов. Более ранние исследования удаляли молекулу по всему телу, что затрудняло определение точного места ее действия.

Используя генетический анализ, кальциевую визуализацию и поведенческие тесты, исследователи обнаружили, что TRPV4 присутствует в чувствительных к прикосновению нейронах, известных как Aβ-механорецепторы низкого порога (Aβ-LTMR). Канал также присутствовал в некоторых сенсорных нейронах, связанных с путями зуда и боли, включая нейроны, экспрессирующие TRPV1.

Почему расчесывание иногда не прекращается

Затем команда создала у мышей состояние хронического зуда, напоминающее атопический дерматит. Результаты удивили исследователей. Мыши, лишенные TRPV4 в сенсорных нейронах, чесались в целом реже, но каждый эпизод расчесывания длился намного дольше, чем обычно.

«На первый взгляд это кажется парадоксальным, — сказала Гуалдани. — Но на самом деле это раскрывает нечто очень важное о том, как регулируется зуд».

Согласно исследованию, TRPV4 не просто создает ощущение зуда. Вместо этого он, по-видимому, помогает активировать сигнал отрицательной обратной связи в механосенсорных нейронах. Этот сигнал информирует спинной мозг и головной мозг о том, что расчесывание принесло достаточное облегчение.

Без этой системы обратной связи чувство удовлетворения от расчесывания становится слабее, что заставляет продолжать чесаться в течение длительного времени. Исследователи говорят, что TRPV4 может функционировать как часть внутреннего механизма нервной системы, который «приказывает прекратить чесаться».

«Когда мы чешем зуд, в какой-то момент мы останавливаемся, потому что появляется сигнал отрицательной обратной связи, который говорит нам, что мы удовлетворены, — объяснила Гуалдани. — Без TRPV4 мыши не чувствуют этой обратной связи, поэтому они продолжают чесаться намного дольше, чем обычно».

Последствия для лечения хронического зуда

Результаты также показывают, что TRPV4 играет более сложную роль в зуде, чем считалось ранее. В клетках кожи этот канал может помогать вызывать ощущение зуда. Однако в нейронах он, по-видимому, помогает контролировать и ограничивать поведение при расчесывании.

Это различие может быть важным для будущей разработки лекарств.

«Это означает, что простое блокирование TRPV4 может быть не решением, — отметила Гуалдани. — Будущие методы лечения, возможно, должны быть гораздо более целенаправленными — действовать только в коже, не вмешиваясь в нейронные механизмы, которые говорят нам, когда нужно прекратить чесаться».

Хронический зуд поражает миллионы людей, живущих с такими заболеваниями, как экзема, псориаз и болезни почек, но варианты лечения остаются ограниченными. Исследователи полагают, что понимание того, как организм контролирует зуд, включая сигналы, которые говорят нам, когда прекратить чесаться, может в конечном итоге привести к более эффективной терапии.

Источники: