Биологи нашли нейроны облегчения зуда при поглаживании

Ученые выяснили, что при легких прикосновениях к зудящему участку кожи мышей активируются чувствительные волокна, экспрессирующие везикулярные транспортеры глутамата 3: через тормозные нейроны спинного мозга они ингибируют «нейроны зуда» в спинном мозге. Во время поглаживания возбуждение этих нейронов возрастает, а после — значительно снижается. Статья опубликована в журнале The Journal of Neuroscience.

Если участок кожи зудит, возникает желание почесать его, однако расчесывание может ухудшить ситуацию — зуд только усилится, а на коже появятся ранки. Поэтому люди с хроническим зудом используют более мягкие способы успокоить жжение: трут или гладят пораженный участок — то же самое мы делаем, если чешется чувствительная область, например глаз.

Поглаживание и трение возбуждает высокочувствительные механорецепторы кожи, которые предположительно активируют тормозные сети спинного мозга и таким образом облегчают зуд. Однако точные механизмы подавления зуда мягкими прикосновениями до сих пор были неизвестны.

Ученые из США, Тайваня и Японии под руководством Тасуку Акиямы (Tasuku Akiyama) из Университета Майами исследовали нейронные пути спинного мозга мышей, которые затормаживаются во время поглаживания при зуде. Чесотку вызывали с помощью пруритогенов (химических веществ, которые стимулируют зуд, например, хлорохина): их вводили подкожно и гладили раздраженный участок ватной палочкой или кисточкой. Одновременно исследователи регистрировали активность нейронов спинного мозга мышей. В ответ на введение хлорохина возбуждались некоторые нейроны заднего рога, и во время поглаживания активность этих нейронов увеличивалась, а после — снижалась (p = 0,005). 

Затем ученые решили определить, какие именно сенсорные нейроны переносят эффект поглаживания на ощущение зуда — то есть изменяют активность нейронов заднего рога спинного мозга, которые возбуждаются при зуде. На эту роль предложили чувствительные нервные волокна, которые экспрессируют везикулярные транспортеры глутамата 3 (VGLUT3) — известно, что они возбуждаются при легких прикосновениях вроде поглаживания.

VGLUT3-волокна оптогенетически затормозили и снова вызвали зуд у мышей. При введении хлорохина некоторые нейроны заднего рога спинного мозга активировались, но при выключении VGLUT3-волокон эта активность не снизилась после поглаживания, хотя увеличилась в момент прикосновения. Когда VGLUT3 волокна, наоборот, оптогенетически стимулировали после введения хлорохина, активность чувствительных к пруритогенам нейронов сначала увеличилась, а после прекращения стимуляции снизилась (p < 0,005). Эти результаты говорят о том, что именно эти волокна запускают ингибирование «нейронов зуда» после поглаживания. Исследователи также выяснили, что эффект VGLUT3 волокон определяется тормозными нейронами спинного мозга, на которых находятся каппа-опиоидные рецепторы.

Наконец, ученые проверили, действительно ли мыши испытывают облегчение при стимуляции VGLUT3-волокон: другими словами, стали ли они меньше чесаться. Животным вводили различные пруритогены (хлорохин, гистамин, серотонин), оптогенетически возбуждали VGLUT3-волокна и следили за количеством почесываний.

Возбуждение VGLUT3-волокон действительно снизило число почесываний мышей после стимуляции зуда (p < 0,005). Значит, ученым удалось восстановить физиологический механизм облегчения зуда при легких прикосновениях: они возбуждают сенсорные волокна VGLUT3, те — тормозные нейроны спинного мозга, которые в свою очередь затормаживают «нейроны зуда» задних рогов.

Неприятное жжение — не единственный вариант зуда. Схожие ощущения могут вызывать и прикосновения, от них также может возникнуть желание почесаться или даже смех. Последний тип зуда — щекотку — можно вызывать и у крыс, при этом они тоже издают похожие на смех звуки, а ученые обнаружили нейроны, которые запускают такую реакцию. Известен также и механизм заразительной чесотки.

Алиса Бахарева