Как голите къртичести плъхове победиха болката и какво може да означава това за нас

Cheryl, flickr (CC BY-ND 2.0)
Голи къртичести плъхове, Credit: Cheryl, flickr (CC BY-ND 2.0)

Въпреки че има лице и тяло, каквито само майка може да обича, голият къртичест плъх може да предложи много на биомедицината. Живее 10 пъти по-дълго от мишка, почти никога не развива рак и не чувства болка от наранявания и възпаления. Сега учените твърдят, че са открили как гризачите изолират болката.

„Това е удивителен резултат“ – казва Харълд Зейкън, който е еволюционен невробиолог от Тексаския университет в Остин, който не участва в проучването. „Това изследване ни насочва към важни теми, които може да бъдат насочени към намаляването на такъв тип болка“.

Голите къртичести плъхове са доста странни. Те живеят почти изцяло под земята в колонии, структурирани като кошерите на медоносните пчели, със стотици работници, които служат на кралица и нейните консорти (съпрузи). За да оцелеят, те копаят километрични подземни тунели в търсене на големи грудки, които използват за храна. Животът им е толкова труден, че за да запазват енергия, те са се отказали от регулирането на собствената си температура и виреят в среда с ниско ниво на кислород и високо ниво на въглероден диоксид, която би била задушаваща или много болезнена за човека. „Те може и да са от друга планета“ – заявява Томас Парк, невролог от Университета в Илинойс, Чикаго.

Гари Люин, невролог от Центъра по молекулярна медицина „Макс Делбрюк“, част от Сдружението „Хелмхолц“ в Берлин, започнал да работи с голи къртичести плъхове, заради негов приятел от Чикаго, който открил, че невроните, свързани с болката при тях, са различни от тези на другите бозайници. През 2008г. изследвания довели до откритието, че голите къртичести плъхове не чувстват болка, когато се докосват до киселина и не стават по-чувствителни на топлина или допир при наранявания като нас и другите бозайници. Люин се увлякъл и оттогава отглежда гризачи в лабораторията си. Той отбелязва, че са по-трудни за отглеждане от мишките или плъховете, защото само с една женска, раждаща малки на колония, никога няма достатъчно индивиди за проучванията си.

Затова, вместо да изследва целите животни, започнал да изолира отделни нервни клетки от къртичестите плъхове и да ги изследва в лабораторни съдове, за да проследи молекулярната основа на тази липса на чувствителност при гризачите. Пътят на болката започва, когато субстанция, наречена нервен растежен фактор, е освободена от наранени или възпалени клетки. Този фактор се свързва с протеин на повърхността на засегнатите клетки, т.нар. рецептор TrkA, който предава съобщението през клетката. В нас и другите бозайници, това съобщение освобождава активността на молекулярна пора, наречена йонен канал TRPV1, която предизвиква чувствителността на клетката към допир или топлина. „Така клетката казва „Боли повече!“ – обяснява Люин.


РЕКЛАМА:

***

qpdoza0m6zbirsftvpsoТова не се случва при голите къртичести плъхове. Люин установява работата на пътищата на компонентите, свързани с болка при животните, като ги смесва с тези на обикновени плъхове и ги поставя в недоразвити жабешки яйца. TRPV1-каналът на голия къртичест плъх, например, изострил чувствителността на яйцето към киселина и топлинa, когато рецепторът TrkA от обикновен плъх бил поставен в яйцето заедно с него. По този начин Люин и колегите му разбрали, че от значение е самият TrkA рецептор. Версията на рецептора TrkA на голия къртичест плъх не успяла да активира йонния канал толкова ефективно, колкото този на обикновен плъх, разкриват Люин и колегите му в Cell Reports.

Когато сравнили аминокиселинната последователност на протеина от гол къртичест плъх с тази на същия белтък от плъх, изследователите открили, че три от блоковете, които го изграждат, са различни от тези на обикновения плъх, а единият от тях е различен и от същия протеин в друг къртичест плъх. Точно тази разлика прави рецептора на голия къртичест плъх неспособен при предаването на информация да изостря чувствителността към болка.

Подобни дефекти се забелязват и при хората, казва Клифърд Улф, невролог от Детската болница в Бостън и Харвардското медицинско училище, който не бил включен в проекта. Но, противно на описанието на неудържимия рус гигант от „Момичето, което си играеше с огъня“ – мистериозен трилър на шведския писател Стиг Ларшон, „ако индивид има мутация, която намалява способността му да усеща болка, това е изключително опасно“, казва Улф. „Това не е облекчение на болката, а бедствие“, защото тялото не може да долови кога е наранено.

Но за голите къртичести плъхове този спад в способността за възприемане на болката вероятно представлява един добър компромис, обяснява Люин. Този нервен растежен фактор и рецепторът са важни за правилното развитие на нервната система. Благодарение на тази занижена способност, макар и с работещ рецептор, голият къртичест плъх все пак има задоволителна нервна система, но с по-малко нервни клетки. А това намалява енергията, от която животното има нужда, за да подхранва нервната си система, което е полезно в среда, където гладът е често срещан, а тялото има нужда да пести енергия. „Това показва колко големи стъпки в еволюцията могат да бъдат изминати с една малка мутация“ – казва Зейкън.

Работата с голите къртичести плъхове може да подтикне към по-ефикасни лечения на болката. „Интервенциите на традиционната медицина за болката многократно опитваха по-насилствени подходи, което може да предизвика нежелани странични реакции“, казва Парк. Например, невролозите са опитвали болкоуспокояващи, които неутрализират нервния растежния фактор и по този начин да контролират болката, без да използват опиоди, да речем за артрит. Но понякога лечението води до увреждане на коленната става. „Като използваме наученото от Люин“, споделя Лорн Мендел, невролог от Държавния университет в Ню Йорк, “може би е възможно да изменим рецептора, свързан с нервния растежен фактор така, че да намалим страничните ефекти“.

Превод: Никол Николова

Източник: Science


Европейска нощ на учените 2022 г.: