Многие из нас испытали жжение от плохого загара и зудящей, шелушащейся кожи. В течение десятилетий ученые подозревали, что боль и зуд - это одно и то же, только выраженные с различной интенсивностью: зуд был просто легкой болью, а боль - сильным зудом.
Ученые пытаются лучше понять, как эти ощущения происходят на клеточном уровне. Недавние исследования, финансируемые Национальными институтами здравоохранения, показывают, что боль и зуд возникают в результате сложного процесса, в котором участвуют многие типы нейротрансмиттеров, химических веществ, которые передают нервные сигналы в мозг, и рецепторы, белки клеточной поверхности, которые принимают эти сигналы. Основная цель этого направления исследований - найти более эффективные способы борьбы с хронической болью и зудом, которые часто сохраняются, несмотря на применение успокаивающих лекарств.
Определение боли и зуда
Боль и зуд являются обеими формами ноцицепции, ощущения опасности посредством воздействия окружающей среды. На базовом уровне боль говорит телу, что либо была травма, либо она неизбежна. Ноцицепция - причина, по которой мы чувствуем жжение, когда подходим слишком близко к пламени. Зуд, клинически известный как зуд, сигнализирует о наличии раздражителя или потенциального токсина вокруг.
В обоих случаях кожа жизненно важна для передачи сигналов. Клетки, называемые кератиноцитами, живут в основании эпидермиса, в поверхностном слое кожи и посылают сенсорные сигналы в соседние нервные окончания. Если бы кожа была каменной стеной, окружающей город, то кератиноциты были бы сторожевыми вышками, которые предупреждали горожан о приближении злоумышленников. Нервные окончания передают сигнал через цепи множества нервных клеток к мозгу.
Но боль не ограничивается кожей. Те же самые болевые рецепторы существуют на нервных окончаниях внутри тела, вызывая ощущение ноющей мышцы или спазма желудка. Это не относится к рецепторам зуда. Они проникают только внутрь тела, как слизистые оболочки, например, в ноздри или горло. Вот почему наши внутренние органы никогда не кажутся зудящими. Если бы они это сделали, представьте, как трудно им было бы поцарапать!
Боль и зуд могут возникать по-разному. Например, зуд может вызываться химическими веществами, называемыми гистаминами. Гистамины являются важной частью аллергической реакции, которую мы ощущаем при укусе комара или улье. Опосредованный гистамином зуд может быть уменьшен с антигистамином. Но в большинстве случаев хронический зуд не связан с гистамином, что затрудняет лечение. Фактически, такого рода гистамин-независимый зуд является распространенным побочным эффектом обезболивающих препаратов, таких как морфин.
Ученые восприняли эту связь между болью и зудом как еще один признак того, что они связаны, но они все еще не были уверены, был ли зуд просто притупленным или отчетливым ощущением. Они начали искать ответы в нервных клетках.
В поисках боли и зуда
Один ответ приходит от ученых из Университета Джона Хопкинса. Исследователи обнаружили два семейства рецепторов на нервных клетках, которые получают сигналы от кератиноцитов: рецепторы TRP опосредуют боль и зуд, а рецепторы Mrgpr опосредуют гистамин-независимый зуд.
Ученые сделали эти выводы, отключив различные типы рецепторов у мышей, которые имеют схожую с человеком нервную систему. Подвергая мышам хлорохин, противомалярийное лекарство, вызывающее зуд в качестве побочного эффекта, и капсаицин, «горячее» соединение в остром перце, они могли сказать, что чувствовали мыши.
«Если бы мышь чувствовала зуд, она царапала бы за ушами заднюю ногу», - говорит Синьчжун Донг, возглавлявший исследование. «Когда он чувствовал боль, он терся по щеке передней ногой».
Мыши, у которых отсутствует рецептор зуда Mrgpr, специфичный для хлорохина, могут чувствовать боль, но не зуд. Мыши, у которых не было болевого рецептора TRP, который реагирует на капсаицин, на самом деле обнаружили зуд капсаицина вместо болезненного.
Донг объясняет, что эти данные указывают на то, что нейроны, содержащие только рецептор ГТО, испытывают болевое ощущение. С другой стороны, нейроны, содержащие как рецептор TRP, так и рецептор Mrgpr, передают сигналы зуда.
Результаты также показывают, что болевые контуры могут подавлять зуд, поэтому за один раз посылается только один сигнал, объясняющий, почему боль и зуд редко бывают одновременно.
Сегодня исследователи ищут лекарственные соединения, которые непосредственно блокируют рецепторы боли и зуда, чтобы обеспечить более целенаправленное облегчение с меньшим количеством побочных эффектов.
Исследование, о котором сообщается в этой статье, частично финансировалось Национальными институтами здравоохранения в рамках грантов R01GM087369, R01NS054791, P01NS047399, R01NS014624 и R01NS070814.
Эта статья «Наука о жизни» была предоставлена LiveScience в сотрудничестве с Национальный институт общих медицинских наук, часть Национальные институты здоровья.
Учить больше:
Информационные бюллетени по анестезии, ожогам и травмам
Видео: реакция организма на травматическое повреждение
Также в этой серии:
Жизнь после травматической травмы: как реагирует организм
