Tutkimus valaisee, kuinka kipuhermosolut suojaavat suolia vaurioilta

Tutkimus valaisee, kuinka kipuhermosolut suojaavat suolia vaurioilta

Kipu on pitkään tunnustettu yhdeksi evoluution luotettavimmista työkaluista havaita vauriot ja ilmoittaa, että jokin on vialla -; varoitusjärjestelmä, joka käskee meitä pysähtymään ja kiinnittämään huomiota kehoomme.

Mutta entä jos kipu on muutakin kuin pelkkä hälytyskello? Entä jos kipu itsessään on suojan muoto?

Uusi Harvard Medical Schoolin tutkijoiden johtama tutkimus viittaa siihen, että tämä saattaa hyvinkin olla tilanne hiirillä.

Tutkimus, joka julkaistiin 14. lokakuuta Cellissä, osoittaa, että hiiren suolessa olevat kipuhermosolut säätelevät suojaavan liman läsnäoloa normaaleissa olosuhteissa ja stimuloivat suoliston soluja vapauttamaan enemmän limaa tulehdustilojen aikana.

Työ kuvaa monimutkaisen signalointikaskadin vaiheita, mikä osoittaa, että kipuhermosolut ovat suorassa vaihdossa limakalvoa sisältävien suolistosolujen, ns. pikarisolujen, kanssa.

Osoittautuu, että kipu voi suojella meitä suoremmin kuin sen klassinen rooli mahdollisten vaurioiden havaitsemisessa ja signaalien lähettämisessä aivoihin. Työmme osoittaa, kuinka kipua välittävät suoliston hermot kommunikoivat lähellä olevien epiteelisolujen kanssa, jotka reunustavat suolistoa. Tämä tarkoittaa, että hermostolla on tärkeä rooli suolistossa, joka ei ole pelkkä epämukavuuden aiheuttaminen, ja että sillä on keskeinen rooli suoliston esteen ylläpitämisessä ja suojamekanismissa tulehduksia vastaan.

Isaac Chiu, tutkimuksen vanhempi tutkija, immunobiologian apulaisprofessori, Blavatnik-instituutti, HMS

Suora keskustelu

Suolistomme ja hengitystiemme ovat täynnä pikarisoluja. Kuppimaisen ulkonäön vuoksi nimetyt pikarisolut sisältävät proteiineista ja sokereista koostuvaa geelimäistä limaa, joka toimii suojakerroksena, joka suojaa elinten pintaa kulumiselta ja vaurioilta. Uudessa tutkimuksessa havaittiin, että suolen pikarisolut vapauttavat suojaavaa limaa, kun ne laukaisee suoran vuorovaikutuksen suoliston kipua tunnistavien hermosolujen kanssa.

Koesarjassa tutkijat havaitsivat, että hiiret, joilta puuttuivat kipuhermosolut, tuottivat vähemmän suojaavaa limaa ja niiden suoliston mikrobikoostumus muuttui -; epätasapaino hyödyllisten ja haitallisten mikrobien välillä, joka tunnetaan nimellä dysbioosi.

Selvittääkseen, kuinka tämä suojaava ylikuuluminen tapahtuu, tutkijat analysoivat pikarisolujen käyttäytymistä kipuhermosolujen läsnäollessa ja poissa.

He havaitsivat, että pikarisolujen pinnat sisältävät RAMP1-nimisen reseptorin, joka varmistaa, että solut voivat reagoida vierekkäisiin kipuhermosoluihin, jotka aktivoituvat ravinnon ja mikrobien signaalien sekä mekaanisen paineen, kemiallisen ärsytyksen tai rajujen lämpötilan muutosten vaikutuksesta.

Kokeet osoittivat lisäksi, että nämä reseptorit ovat yhteydessä CGRP-nimiseen kemikaaliin, jota läheiset kipuhermosolut vapauttavat, kun hermosoluja stimuloidaan. Tutkijat havaitsivat, että näitä RAMP1-reseptoreita on myös ihmisen ja hiiren pikarisoluissa, mikä tekee niistä herkkiä kipusignaaleille.

Kokeet osoittivat lisäksi, että tiettyjen suolistomikrobien läsnäolo aktivoi CGRP:n vapautumisen suoliston homeostaasin ylläpitämiseksi.

"Tämä löytö kertoo meille, että nämä hermot eivät laukaise vain akuuttia tulehdusta, vaan myös alussa", Chiu sanoi. "Vain tavallisten suolistomikrobien läsnäolo näyttää kutittelevan hermoja ja saavan pikarisolut vapauttamaan limaa."

Genetiikka ja genomiikka e-kirja

Kokoelma viime vuoden huippuhaastatteluista, artikkeleista ja uutisista. Lataa kopio tänään

Tämä palautesilmukka, Chiu sanoi, varmistaa, että mikrobit lähettävät signaaleja hermosoluille, hermosolut säätelevät limaa ja lima pitää suoliston mikrobit terveinä.

Tutkimus osoitti, että mikrobien lisäksi myös ravitsemukselliset tekijät aktivoivat kipureseptoreita. Kun tutkijat antoivat hiirille kapsaisiinia, joka on chilipippurien pääainesosa, joka tunnetaan kyvystään aiheuttaa voimakasta, akuuttia kipua, hiirien kipuhermosolut aktivoituivat nopeasti, jolloin pikarisolut vapautuivat runsaasti suojaavaa limaa.

Sitä vastoin hiiret, joilta puuttuivat joko kipuhermosolut tai pikarisolureseptorit CGRP:lle, olivat alttiimpia paksusuolentulehdukselle, eräänlaiselle suoliston tulehdukselle. Löydös voi selittää, miksi suoliston dysbioosista kärsivät ihmiset ovat alttiimpia paksusuolentulehdukselle.

Kun tutkijat antoivat kipua signaloivaa CGRP:tä eläimille, joilla ei ollut kipuhermosoluja, hiiret kokivat nopean liman tuotannon paranemisen. Hoito suojeli hiiriä paksusuolentulehdukselta jopa ilman kipuhermosoluja.

Löydös osoittaa, että CGRP on tärkeä laukaisija signalointikaskadissa, joka johtaa suojaavan liman erittymiseen.

"Kipu on yleinen oire kroonisista tulehduksellisista suolistosairauksista, kuten paksusuolentulehduksesta, mutta tutkimuksemme osoittaa, että akuutilla kivulla on myös suora suojaava rooli", sanoi tutkimuksen johtava kirjoittaja Daping Yang, tohtoritutkija Chiu Labista.

Kivun tukahduttamisen mahdollinen haitta

Ryhmän kokeet osoittivat, että hiiret, joilla ei ollut kipureseptoreita, kärsivät myös pahempaa koliittivauriota kuin mitä se tapahtui.

Koska kipulääkkeitä käytetään yleisesti koliittipotilaiden hoitoon, voi olla tärkeää ottaa huomioon kivun eston mahdolliset haitalliset seuraukset, tutkijat sanoivat.

"Ihmisillä, joilla on suolistotulehdus, kipu on yksi tärkeimmistä oireista, joten voisi ajatella, että haluamme hoitaa ja estää kipua lievittääksemme kärsimystä", Chiu sanoi. "Mutta osa tästä kipusignaalista voi olla suoraan suojaava hermorefleksinä, mikä herättää tärkeitä kysymyksiä siitä, kuinka hallita kipua huolellisesti, jotta se ei johda muihin vaurioihin."

Lisäksi joukko yleisiä migreenilääkkeitä, jotka estävät CGRP:n eritystä, voivat vahingoittaa suolen estekudosta häiritsemällä tätä suojaavaa kipusignalointia, tutkijat sanoivat.

"Ottaen huomioon, että CGRP on pikarisolutoiminnan ja liman tuotannon välittäjä, mitä tapahtuu, jos estämme kroonisesti tämän suojamekanismin ihmisillä, joilla on migreeni ja jos he käyttävät näitä lääkkeitä pitkään?" Chiu sanoi. "Vaikuttavatko lääkkeet ihmisten limakalvoihin ja mikrobiomiin?"

Pikarisoluilla on useita muita toimintoja suolistossa. Ne tarjoavat kulkureitin antigeeneille -; Viruksista ja bakteereista löytyvät proteiinit, jotka laukaisevat kehon suojaavan immuunivasteen -; ja ne tuottavat antimikrobisia kemikaaleja, jotka suojaavat suolistoa taudinaiheuttajilta.

"Yksi kysymys, joka nousee nykyisestä työstämme, on, säätelevätkö kipukuidut myös näitä muita pikarisolujen toimintoja", Yang sanoi.

Toinen tutkimuslinja, Yang lisäsi, olisi tutkia häiriöitä CGRP-signalointireitissä ja määrittää, onko toimintahäiriöllä merkitystä potilaissa, joilla on geneettinen taipumus tulehdukselliseen suolistosairauteen.

Lähde:

Harvard Medical School

Viite:

Yang, D., et ai. (2022) Nosiseptorihermosolut ohjaavat pikarisoluja CGRP-RAMP1-akselin kautta liman tuotannon ja suoliston suojan edistämiseksi. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2022.09.024.

.