Проучване хвърля светлина върху това как болковите неврони предпазват червата от увреждане

Проучване хвърля светлина върху това как болковите неврони предпазват червата от увреждане

Болката отдавна е призната за един от най-надеждните инструменти на еволюцията за откриване на наличието на увреждане и сигнализиране, че нещо не е наред -; система за предупреждение, която ни казва да спрем и да обърнем внимание на телата си.

Но какво ще стане, ако болката е нещо повече от алармен сигнал? Ами ако самата болка е форма на защита?

Ново проучване, ръководено от изследователи от Харвардското медицинско училище, предполага, че това може да е така при мишки.

Проучването, публикувано на 14 октомври в Cell, показва, че болковите неврони в червата на мишката регулират наличието на защитна слуз при нормални условия и стимулират чревните клетки да освобождават повече слуз по време на възпалителни състояния.

Работата описва стъпките на сложна сигнална каскада, която показва, че болковите неврони са в директен обмен с чревни клетки, съдържащи лигавица, така наречените гоблетни клетки.

Оказва се, че болката може да ни защити по по-директен начин от класическата си роля да открива потенциални увреждания и да изпраща сигнали до мозъка. Нашата работа показва как предаващите болка нерви в червата комуникират с близките епителни клетки, които покриват червата. Това означава, че нервната система играе важна роля в червата, която надхвърля просто да ви кара да се чувствате неудобно, и че тя играе ключова роля в поддържането на чревната бариера и защитен механизъм срещу възпаление.

Айзък Чиу, старши изследовател, доцент по имунобиология, Институт Блаватник към HMS

Директен разговор

Нашите черва и дихателни пътища са осеяни с бокалисти клетки. Бокаловидни клетки, наречени заради вида си като чаша, съдържат подобна на гел слуз, съставена от протеини и захари, която действа като защитен слой, който предпазва повърхността на органите от абразия и увреждане. Новото изследване установи, че бокалните клетки в червата освобождават защитна слуз, когато се задействат от директно взаимодействие с чувствителни към болка неврони в червата.

В поредица от експерименти изследователите наблюдават, че мишки без болкови неврони произвеждат по-малко защитна слуз и имат промени в микробния си състав на червата -; дисбаланс между полезни и вредни микроби, известен като дисбиоза.

За да изяснят как възниква това защитно пресичане, изследователите анализираха поведението на бокалните клетки в присъствието и отсъствието на болкови неврони.

Те откриха, че повърхностите на бокалните клетки съдържат тип рецептор, наречен RAMP1, който гарантира, че клетките могат да реагират на съседни болкови неврони, които се активират от хранителни и микробни сигнали, както и от механичен натиск, химическо дразнене или драстични промени в температурата.

Експериментите допълнително показаха, че тези рецептори са свързани с химикал, наречен CGRP, който се освобождава от близките болкови неврони, когато невроните се стимулират. Изследователите открили, че тези RAMP1 рецептори присъстват и в човешки и миши гоблетни клетки, което ги прави отзивчиви към сигналите за болка.

Освен това експериментите показват, че наличието на определени чревни микроби активира освобождаването на CGRP за поддържане на чревната хомеостаза.

„Това откритие ни казва, че тези нерви се задействат не само от остро възпаление, но и в началото“, каза Чиу. „Само наличието на нормални чревни микроби наоколо изглежда гъделичка нервите и кара бокалните клетки да отделят слуз.“

Електронна книга по генетика и геномика

Компилация от най-добрите интервюта, статии и новини от последната година. Изтеглете копие днес

Тази верига за обратна връзка, каза Чиу, гарантира, че микробите изпращат сигнали до невроните, невроните регулират слузта, а слузта поддържа чревните микроби здрави.

В допълнение към микробното присъствие, хранителните фактори също играят роля в активирането на рецепторите за болка, показва проучването. Когато изследователите дадоха на мишки капсаицин, основната съставка в лютите чушки, известна със способността си да предизвиква интензивна, остра болка, болковите неврони на мишките бързо се активираха, карайки бокалните клетки да отделят обилни количества защитна слуз.

За разлика от това, мишките без неврони за болка или рецептори на бокалоклетъчни клетки за CGRP са по-податливи на колит, форма на чревно възпаление. Откритието може да обясни защо хората с чревна дисбиоза са по-податливи на колит.

Когато изследователите прилагат CGRP, сигнализиращ за болка, на животни без болкови неврони, мишките изпитват бързо подобрение в производството на слуз. Лечението предпазва мишките от колит дори при липса на болкови неврони.

Откритието показва, че CGRP е важен тригер на сигналната каскада, която води до секрецията на защитна слуз.

„Болката е често срещан симптом на хронични възпалителни заболявания на червата като колит, но нашето проучване показва, че острата болка също играе пряка защитна роля“, каза водещият автор на изследването Дапинг Янг, постдокторантски изследовател в лабораторията Chiu.

Възможен недостатък на потискането на болката

Експериментите на екипа показаха, че мишките без рецептори за болка също са претърпели по-лоши увреждания от колит, отколкото се е случило.

Като се има предвид, че болкоуспокояващите обикновено се използват за лечение на пациенти с колит, може да е важно да се вземат предвид потенциалните неблагоприятни последици от блокирането на болката, казаха изследователите.

„При хората с чревно възпаление болката е един от основните симптоми, така че някой може да си помисли, че искаме да лекуваме и блокираме болката, за да облекчим страданието“, каза Чиу. „Но част от този сигнал за болка може да бъде директно защитен като нервен рефлекс, повдигайки важни въпроси за това как внимателно да управляваме болката, така че да не води до други щети.“

В допълнение, клас обикновени лекарства за мигрена, които потискат секрецията на CGRP, могат да увредят чревната бариерна тъкан, като разрушат тази защитна сигнализация за болка, казаха изследователите.

„Като се има предвид, че CGRP е медиатор на функцията на бокалните клетки и производството на слуз, какво се случва, ако хронично блокираме този защитен механизъм при хора с мигрена и ако те приемат тези лекарства в дългосрочен план?“ Чиу каза. „Ще повлияят ли лекарствата на лигавиците и микробиомите на хората?“

Бокалистите клетки имат няколко други функции в червата. Те осигуряват проход за антигени -; Протеини, намиращи се във вируси и бактерии, които предизвикват защитния имунен отговор на организма -; и те произвеждат антимикробни химикали, които предпазват червата от патогени.

„Един въпрос, който възниква от настоящата ни работа, е дали болковите влакна също регулират тези други функции на бокалните клетки“, каза Янг.

Друга линия на изследване, добави Янг, би била да се изследват смущенията в сигналния път на CGRP и да се определи дали дисфункцията играе роля при пациенти с генетично предразположение към възпалително заболяване на червата.

източник:

Харвардско медицинско училище

Справка:

Yang, D., et al. (2022) Ноцицепторните неврони контролират бокалните клетки чрез оста CGRP-RAMP1, за да стимулират производството на слуз и защитата на чревната бариера. клетка. doi.org/10.1016/j.cell.2022.09.024.

.