تلقي الدراسة الضوء على كيفية حماية الخلايا العصبية المؤلمة للأمعاء من التلف

تلقي الدراسة الضوء على كيفية حماية الخلايا العصبية المؤلمة للأمعاء من التلف

لقد تم الاعتراف بالألم منذ فترة طويلة باعتباره أحد أدوات التطور الأكثر موثوقية للكشف عن وجود الضرر والإشارة إلى وجود خطأ ما -؛ نظام تحذير يخبرنا بالتوقف والانتباه إلى أجسادنا.

ولكن ماذا لو كان الألم أكثر من مجرد جرس إنذار؟ ماذا لو كان الألم في حد ذاته شكلاً من أشكال الحماية؟

تشير دراسة جديدة أجراها باحثون في كلية الطب بجامعة هارفارد إلى أن هذا قد يكون هو الحال في الفئران.

تظهر الدراسة، التي نُشرت في 14 أكتوبر في مجلة Cell، أن الخلايا العصبية المؤلمة في أمعاء الفأر تنظم وجود المخاط الوقائي في الظروف الطبيعية وتحفز الخلايا المعوية على إطلاق المزيد من المخاط أثناء الحالات الالتهابية.

يصف العمل خطوات سلسلة إشارات معقدة، والتي توضح أن الخلايا العصبية الألمية في تبادل مباشر مع الخلايا المعوية التي تحتوي على مخاط، ما يسمى بالخلايا الكأسية.

لقد اتضح أن الألم يمكن أن يحمينا بطريقة مباشرة أكثر من دوره الكلاسيكي المتمثل في اكتشاف الضرر المحتمل وإرسال إشارات إلى الدماغ. يوضح عملنا كيف تتواصل الأعصاب الناقلة للألم في القناة الهضمية مع الخلايا الظهارية القريبة التي تبطن القناة الهضمية. وهذا يعني أن الجهاز العصبي يلعب دورًا مهمًا في الأمعاء يتجاوز مجرد جعلك تشعر بعدم الارتياح، وأنه يلعب دورًا رئيسيًا في الحفاظ على حاجز الأمعاء وآلية الحماية ضد الالتهابات.

إسحاق تشيو، باحث أول في الدراسة، وأستاذ مشارك في علم الأحياء المناعي، معهد بلافاتنيك في HMS

محادثة مباشرة

تمتلئ أمعائنا وجهازنا التنفسي بالخلايا الكأسية. تحتوي الخلايا الكأسية، التي سميت بهذا الاسم نسبة إلى مظهرها الذي يشبه الكوب، على مخاط هلامي مصنوع من البروتينات والسكريات يعمل كطبقة واقية تحمي سطح الأعضاء من التآكل والتلف. وجد البحث الجديد أن الخلايا الكأسية الموجودة في القناة الهضمية تطلق مخاطًا وقائيًا عندما يتم تحفيزها عن طريق التفاعل المباشر مع الخلايا العصبية التي تستشعر الألم في القناة الهضمية.

وفي سلسلة من التجارب، لاحظ الباحثون أن الفئران التي تفتقر إلى الخلايا العصبية الألمية أنتجت مخاطًا وقائيًا أقل وحدثت تغيرات في التركيب الميكروبي للأمعاء -؛ خلل في التوازن بين الميكروبات المفيدة والضارة، وهو ما يعرف بالديسبيوسيس.

لتوضيح كيفية حدوث هذا التداخل الوقائي، قام الباحثون بتحليل سلوك الخلايا الكأسية في وجود وغياب الخلايا العصبية الألم.

ووجدوا أن أسطح الخلايا الكأسية تحتوي على نوع من المستقبلات يسمى RAMP1، والذي يضمن قدرة الخلايا على الاستجابة لخلايا الألم العصبية المجاورة التي يتم تنشيطها عن طريق الإشارات الغذائية والميكروبية وكذلك الضغط الميكانيكي أو التهيج الكيميائي أو التغيرات الجذرية في درجة الحرارة.

وأظهرت التجارب أيضًا أن هذه المستقبلات مرتبطة بمادة كيميائية تسمى CGRP، والتي تطلقها الخلايا العصبية المجاورة للألم عند تحفيز الخلايا العصبية. ووجد الباحثون أن مستقبلات RAMP1 هذه موجودة أيضًا في الخلايا الكأسية البشرية والفأرية، مما يجعلها تستجيب لإشارات الألم.

وأظهرت التجارب أيضًا أن وجود بعض ميكروبات الأمعاء ينشط إطلاق CGRP للحفاظ على توازن الأمعاء.

وقال تشيو: "هذه النتيجة تخبرنا أن هذه الأعصاب لا تثار فقط عن طريق الالتهاب الحاد، ولكن أيضا في البداية". "يبدو أن مجرد وجود ميكروبات طبيعية في الأمعاء يدغدغ الأعصاب ويتسبب في إطلاق الخلايا الكأسية للمخاط."

كتاب علم الوراثة وعلم الجينوم الإلكتروني

تجميع لأهم المقابلات والمقالات والأخبار من العام الماضي. تحميل نسخة اليوم

وقال تشيو إن حلقة ردود الفعل هذه تضمن إرسال الميكروبات إشارات إلى الخلايا العصبية، وتنظم الخلايا العصبية المخاط، ويحافظ المخاط على صحة ميكروبات الأمعاء.

وأظهرت الدراسة أنه بالإضافة إلى الوجود الميكروبي، لعبت العوامل الغذائية أيضًا دورًا في تنشيط مستقبلات الألم. عندما أعطى الباحثون الفئران الكابسيسين، المكون الرئيسي في الفلفل الحار المعروف بقدرته على إحداث ألم شديد وحاد، تم تنشيط الخلايا العصبية الألم لدى الفئران بسرعة، مما تسبب في إطلاق الخلايا الكأسية لكميات وفيرة من المخاط الواقي.

في المقابل، كانت الفئران التي تفتقر إلى الخلايا العصبية الألم أو مستقبلات الخلايا الكأسية لـ CGRP أكثر عرضة للإصابة بالتهاب القولون، وهو شكل من أشكال الالتهاب المعوي. يمكن أن تفسر هذه النتيجة سبب كون الأشخاص الذين يعانون من ديسبيوسيس المعوي أكثر عرضة للإصابة بالتهاب القولون.

عندما قام الباحثون بإعطاء إشارات الألم CGRP للحيوانات التي تفتقر إلى الخلايا العصبية الألم، شهدت الفئران تحسنا سريعا في إنتاج المخاط. وقد ساهم هذا العلاج في حماية الفئران من التهاب القولون حتى في غياب الخلايا العصبية المسببة للألم.

تظهر النتائج أن CGRP يعد محفزًا مهمًا لسلسلة الإشارات التي تؤدي إلى إفراز المخاط الوقائي.

وقال دابينج يانج، المؤلف الرئيسي للدراسة، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر تشيو: "الألم هو أحد الأعراض الشائعة للأمراض الالتهابية المزمنة في الأمعاء مثل التهاب القولون، لكن دراستنا تظهر أن الألم الحاد يلعب أيضًا دورًا وقائيًا مباشرًا".

عيب محتمل لقمع الألم

وأظهرت تجارب الفريق أن الفئران التي تفتقر إلى مستقبلات الألم عانت أيضًا من ضرر أسوأ من التهاب القولون مما حدث.

وقال الباحثون إنه بالنظر إلى أن مسكنات الألم تستخدم عادة لعلاج المرضى الذين يعانون من التهاب القولون، فقد يكون من المهم النظر في العواقب السلبية المحتملة لمنع الألم.

وقال تشيو: "في الأشخاص الذين يعانون من التهاب الأمعاء، يعد الألم أحد الأعراض الرئيسية، لذلك قد يعتقد المرء أننا نريد علاج الألم وإيقافه لتخفيف المعاناة". "لكن بعض إشارات الألم هذه قد تكون وقائية بشكل مباشر كرد فعل عصبي، مما يثير أسئلة مهمة حول كيفية إدارة الألم بعناية حتى لا يؤدي إلى أضرار أخرى."

بالإضافة إلى ذلك، قال الباحثون إن فئة من أدوية الصداع النصفي الشائعة التي تثبط إفراز CGRP قد تلحق الضرر بنسيج الحاجز المعوي عن طريق تعطيل إشارة الألم الوقائية.

"بالنظر إلى أن CGRP هو وسيط لوظيفة الخلايا الكأسية وإنتاج المخاط، فماذا يحدث إذا قمنا بإيقاف آلية الحماية هذه بشكل مزمن لدى الأشخاص المصابين بالصداع النصفي وإذا تناولوا هذه الأدوية على المدى الطويل؟" قال تشيو. "هل ستؤثر الأدوية على الأغشية المخاطية والميكروبات لدى الأشخاص؟"

للخلايا الكأسية عدة وظائف أخرى في الأمعاء. أنها توفر ممرا للمستضدات -؛ البروتينات الموجودة في الفيروسات والبكتيريا التي تؤدي إلى الاستجابة المناعية الوقائية للجسم -؛ وتنتج مواد كيميائية مضادة للميكروبات تحمي الأمعاء من مسببات الأمراض.

وقال يانغ: "أحد الأسئلة التي تطرح من عملنا الحالي هو ما إذا كانت ألياف الألم تنظم أيضًا هذه الوظائف الأخرى للخلايا الكأسية".

وأضاف يانغ أن هناك خطًا آخر من التحقيقات يتمثل في فحص الاضطرابات في مسار إشارات CGRP وتحديد ما إذا كان الخلل الوظيفي يلعب دورًا في المرضى الذين لديهم استعداد وراثي لمرض الأمعاء الالتهابي.

مصدر:

كلية الطب بجامعة هارفارد

مرجع:

يانغ، D.، وآخرون. (2022) تتحكم الخلايا العصبية Nociceptor في الخلايا الكأسية عبر محور CGRP-RAMP1 لدفع إنتاج المخاط وحماية الحاجز المعوي. خلية. doi.org/10.1016/j.cell.2022.09.024.

.