Как ваше тело понимает, когда перестать чесаться.
Холодная сухая зимняя погода может нанести вред нашей коже, высушивая её и вызывая ощущение гигантского зуда. Однако, когда дело доходит до расчёсывания всех этих сухих участков, что-то внутри нашего мозга сигнализирует о том, что пора остановиться. Этот момент облегчения не случаен, и учёные теперь определили ключевые механизмы, стоящие за ним. Результаты представлены в эти выходные на 70-м ежегодном собрании Biophysical Society в Сан-Франциско, Калифорния.
Помимо зимы, хронический зуд затрагивает миллионы людей с такими заболеваниями, как экзема, псориаз и болезни почек. Понимание точных биологических механизмов, регулирующих зуд, включая то, что говорит нам о необходимости прекратить расчёсывание до того, как мы поранимся, может помочь учёным разработать более эффективные методы лечения.
В новом исследовании учёные из Лувенского университета в Брюсселе, Бельгия, обнаружили неожиданную роль специфического ионного канала. Эти каналы в организме позволяют ионам — атомам с электрическим зарядом — проходить через мембрану нейрона в ответ на физический или химический стимул. Они помогают нервной системе организма обнаруживать температуру, давление и стресс в различных тканях.
Команда обнаружила, что ионный канал TRPV4 участвует в механически вызванном зуде. TRPV4 относится к семейству ионных каналов, которые функционируют как молекулярные ворота в сенсорных нейронах. Давно подозревалось, что TRPV4 участвует в зуде, но его изучение было недостаточным.
«Мы изначально изучали TRPV4 в контексте боли», — сказала в заявлении Роберта Гуальдани, соавтор исследования и молекулярный биолог. «Но вместо фенотипа боли мы ясно увидели нарушение зуда, а именно то, как регулируется поведение при расчёсывании».
Чтобы изучить роль ионных каналов, подобных TRPV4, в ощущении зуда, команда Гуальдани генетически сконструировала мышь в качестве модели. Они удалили TRPV4 только в сенсорных нейронах мыши, а не во всех её тканях. Этот более специфичный для нейронов подход помог им определить активность канала.
Они обнаружили, что TRPV4 экспрессируется в нейронах, связанных с осязанием, и в некоторых типах сенсорных нейронов, связанных с путями зуда и боли.
Затем команда вызвала состояние хронического зуда, напоминающее атопический дерматит — распространённое хроническое заболевание, вызывающее сухость кожи. Мыши без TRPV4 в нейронах расчёсывались реже, но каждый раунд расчёсывания длился гораздо дольше обычного.
«На первый взгляд это кажется парадоксальным, — сказала Гуальдани. — Но это на самом деле раскрывает нечто очень важное о том, как регулируется зуд».
По словам команды, их результаты показывают, что TRPV4 не просто вызывает зуд. Вместо этого он помогает запустить сигнал отрицательной обратной связи в сенсорных нейронах, который сообщает спинному мозгу и мозгу, что расчёсывания было достаточно и пора остановиться. Без этого сигнала ощущение облегчения притупляется, и расчёсывание продолжается.
Другими словами, TRPV4 является частью внутреннего сигнала нервной системы «прекратить расчёсывание». «Когда мы расчёсываем зуд, в какой-то момент мы останавливаемся, потому что есть сигнал отрицательной обратной связи, который говорит нам, что мы удовлетворены», — объяснила Гуальдани. «Без TRPV4 мыши не чувствуют этого сигнала обратной связи, поэтому они расчёсываются гораздо дольше, чем обычно».
Хотя широкое блокирование TRPV4 может и не стать решением проблемы хронического зуда, это начало на пути к созданию новых методов лечения.
«Будущие терапии, возможно, должны быть более целенаправленными — возможно, воздействовать только на кожу, не вмешиваясь в нейронные механизмы, которые сообщают нам, когда прекратить расчёсывание», — сказала Гуальдани.