Pētījums atklāj, kā sāpju neironi aizsargā zarnas no bojājumiem

Pētījums atklāj, kā sāpju neironi aizsargā zarnas no bojājumiem

Sāpes jau sen ir atzītas par vienu no evolūcijas uzticamākajiem instrumentiem, lai noteiktu bojājumu esamību un signalizētu, ka kaut kas nav kārtībā -; brīdinājuma sistēma, kas liek mums apstāties un pievērst uzmanību savam ķermenim.

Bet ko darīt, ja sāpes ir kas vairāk nekā tikai trauksmes zvans? Ko darīt, ja sāpes pašas par sevi ir aizsardzības veids?

Jauns pētījums, ko vadīja Hārvardas Medicīnas skolas pētnieki, liecina, ka tas varētu būt arī pelēm.

Pētījums, kas publicēts 14. oktobrī Cell, parāda, ka sāpju neironi peles zarnās normālos apstākļos regulē aizsargājošu gļotu klātbūtni un stimulē zarnu šūnas atbrīvot vairāk gļotu iekaisuma apstākļos.

Darbā aprakstīti sarežģītas signalizācijas kaskādes soļi, kas parāda, ka sāpju neironi atrodas tiešā apmaiņā ar gļotādu saturošām zarnu šūnām, tā sauktajām kausa šūnām.

Izrādās, ka sāpes var mūs aizsargāt tiešāk nekā to klasiskā loma iespējamo bojājumu noteikšanā un signālu nosūtīšanā uz smadzenēm. Mūsu darbs parāda, kā sāpes pārvadošie nervi zarnās sazinās ar blakus esošajām epitēlija šūnām, kas izklāj zarnas. Tas nozīmē, ka nervu sistēmai ir svarīga loma zarnās, kas pārsniedz tikai neērtības sajūtu, un ka tai ir galvenā loma zarnu barjeras un aizsardzības mehānisma pret iekaisumu uzturēšanā.

Isaac Chiu, pētījuma vecākais pētnieks, imunobioloģijas asociētais profesors, Blavatnika institūts HMS

Tieša saruna

Mūsu zarnas un elpceļi ir piepildīti ar kausu šūnām. Kausu šūnas, kas nosauktas to kausveida izskata dēļ, satur želejveida gļotas, kas izgatavotas no olbaltumvielām un cukuriem, kas darbojas kā aizsargslānis, kas aizsargā orgānu virsmu no nobrāzumiem un bojājumiem. Jaunais pētījums atklāja, ka kausu šūnas zarnās izdala aizsargājošas gļotas, ja to izraisa tieša mijiedarbība ar sāpju jutīgiem neironiem zarnās.

Eksperimentu sērijā pētnieki novēroja, ka pelēm, kurām trūkst sāpju neironu, veidojas mazāk aizsargājošas gļotas, un tām bija izmaiņas zarnu mikrobu sastāvā -; nelīdzsvarotība starp labvēlīgajiem un kaitīgajiem mikrobiem, kas pazīstama kā disbioze.

Lai noskaidrotu, kā notiek šī aizsargājošā šķērsruna, pētnieki analizēja kausa šūnu uzvedību sāpju neironu klātbūtnē un bez tās.

Viņi atklāja, ka kausu šūnu virsmas satur receptoru veidu, ko sauc par RAMP1, kas nodrošina, ka šūnas var reaģēt uz blakus esošajiem sāpju neironiem, kurus aktivizē uztura un mikrobu signāli, kā arī mehānisks spiediens, ķīmisks kairinājums vai krasas temperatūras izmaiņas.

Eksperimenti arī parādīja, ka šie receptori ir saistīti ar ķīmisko vielu, ko sauc par CGRP, ko atbrīvo blakus esošie sāpju neironi, kad neironi tiek stimulēti. Pētnieki atklāja, ka šie RAMP1 receptori atrodas arī cilvēka un peles kausu šūnās, padarot tās reaģējošus uz sāpju signāliem.

Eksperimenti arī parādīja, ka noteiktu zarnu mikrobu klātbūtne aktivizēja CGRP izdalīšanos, lai uzturētu zarnu homeostāzi.

"Šis atklājums mums norāda, ka šos nervus izraisa ne tikai akūts iekaisums, bet arī sākumā," sacīja Čiu. "Šķiet, ka normālu zarnu mikrobi kutina nervus un liek kausa šūnām izdalīt gļotas."

Ģenētika un genomika e-grāmata

Pagājušā gada populārāko interviju, rakstu un ziņu apkopojums. Lejupielādējiet kopiju šodien

Šī atgriezeniskā saite, Chiu teica, nodrošina, ka mikrobi sūta signālus neironiem, neironi regulē gļotas, un gļotas uztur zarnu mikrobus veselus.

Pētījums parādīja, ka papildus mikrobu klātbūtnei sāpju receptoru aktivizēšanā bija arī uztura faktori. Kad pētnieki pelēm deva kapsaicīnu, galveno sastāvdaļu čili piparos, kas pazīstama ar spēju izraisīt intensīvas, akūtas sāpes, peļu sāpju neironi tika ātri aktivizēti, liekot kausa šūnām atbrīvot lielu daudzumu aizsargājošu gļotu.

Turpretim peles, kurām nebija sāpju neironu vai kausa šūnu receptoru CGRP, bija jutīgākas pret kolītu, zarnu iekaisuma formu. Šis atklājums varētu izskaidrot, kāpēc cilvēki ar zarnu disbiozi ir jutīgāki pret kolītu.

Kad pētnieki ievadīja sāpju signālu CGRP dzīvniekiem, kuriem nebija sāpju neironu, pelēm strauji uzlabojās gļotu veidošanās. Ārstēšana pasargāja peles no kolīta pat tad, ja nebija sāpju neironu.

Atklājums liecina, ka CGRP ir svarīgs signalizācijas kaskādes izraisītājs, kas noved pie aizsargājošu gļotu sekrēcijas.

"Sāpes ir izplatīts simptoms hroniskām zarnu iekaisuma slimībām, piemēram, kolītam, taču mūsu pētījums liecina, ka akūtām sāpēm ir arī tieša aizsargājoša loma," sacīja pētījuma vadītājs Dapings Jangs, Chiu Lab pēcdoktorantūras pētnieks.

Iespējamais sāpju mazināšanas trūkums

Komandas eksperimenti parādīja, ka arī pelēm, kurām trūkst sāpju receptoru, kolīts bija sliktāks, nekā tas notika.

Ņemot vērā to, ka pretsāpju līdzekļus parasti lieto, lai ārstētu pacientus ar kolītu, var būt svarīgi apsvērt sāpju bloķēšanas iespējamās nelabvēlīgās sekas, sacīja pētnieki.

"Cilvēkiem ar zarnu iekaisumu sāpes ir viens no galvenajiem simptomiem, tāpēc varētu domāt, ka mēs vēlamies ārstēt un bloķēt sāpes, lai atvieglotu ciešanas," sacīja Čiu. "Bet daži no šī sāpju signāla var būt tieši aizsargājoši kā nervu reflekss, radot svarīgus jautājumus par to, kā rūpīgi pārvaldīt sāpes, lai tas neradītu citus bojājumus."

Turklāt, pētnieki teica, ka parasto migrēnas zāļu klase, kas nomāc CGRP sekrēciju, var sabojāt zarnu barjeras audus, izjaucot šo aizsargājošo sāpju signālu.

"Ņemot vērā, ka CGRP ir kausa šūnu funkcijas un gļotu veidošanās starpnieks, kas notiek, ja mēs hroniski bloķēsim šo aizsardzības mehānismu cilvēkiem ar migrēnu un ja viņi ilgstoši lieto šīs zāles?" Čiu teica. "Vai zāles ietekmēs cilvēku gļotādas un mikrobiomas?"

Kausu šūnām zarnās ir vairākas citas funkcijas. Tie nodrošina eju antigēniem -; Proteīni, kas atrodami uz vīrusiem un baktērijām, kas izraisa ķermeņa aizsargājošo imūnreakciju -; un tie ražo pretmikrobu ķīmiskas vielas, kas aizsargā zarnas no patogēniem.

"Viens jautājums, kas rodas no mūsu pašreizējā darba, ir tas, vai sāpju šķiedras regulē arī šīs citas kausa šūnu funkcijas," sacīja Jans.

Vēl viens izmeklēšanas virziens, piebilda Yang, būtu pārbaudīt CGRP signālu ceļa traucējumus un noteikt, vai disfunkcijai ir nozīme pacientiem ar ģenētisku noslieci uz iekaisīgu zarnu slimību.

Avots:

Hārvardas Medicīnas skola

Atsauce:

Yang, D. u.c. (2022) Nociceptoru neironi kontrolē kausu šūnas, izmantojot CGRP-RAMP1 asi, lai veicinātu gļotu veidošanos un zarnu barjeras aizsardzību. Šūna. doi.org/10.1016/j.cell.2022.09.024.

.