Биологи объяснили повышение болевого порога у рыжих мышей: он оказался связан с пигментными клетками — меланоцитами. Мутация рецептора MC1 в меланоцитах снизила количество проопиомеланокортина, который является предшественником агониста MC4-рецпторов. MC4 в норме подавлял работу опиоидных рецепторов, тем самым усиливая боль. У мышей с рыжей шерстью MC4 работал хуже, что и вызвало повышение болевого порога. Ученые считают, что эти результаты применимы и к рыжеволосым людям. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Рыжие волосы у людей и рыжая шерсть у мышей чаще всего объясняются мутациями в гене рецепторов меланокортина (MC1R), который работает в меланоцитах. Активация этого рецептора вызывает каскад реакций, в которых синтезируется темный пигмент. Нарушенный же вариант рецептора работает менее эффективно, из-за чего у его носителей наблюдаются светлая кожа, веснушки и рыжие волосы. Однако это не единственные проявления мутаций в MC1R: известно также, что у ее носителей меняется восприятие боли и чувствительность к обезболивающим. Как именно рецепторы меланоцитов связаны с болевым восприятием до сих пор изучено не было.
Исследователи из Медицинской школы Гарварда под руководством Кэтлин Робинсон (Kathleen C. Robinson) и Лайоша Кемени (Lajos V. Kemény) изучили болевую чувствительность у рыжих мышей с мутацией в MC1R. Сначала они проверили, что именно вызывает изменение болевого порога: нарушения в синтезе пигментов или в функционировании меланоцитов. Для этого биологи сравнили болевые пороги у мышей с нарушениями в синтезе меланина и разным количеством меланоцитов. ри этом оба параметра не были связаны с мутациями в MC1R. Оказалось, что болевой порог не зависит от наличия меланина, но обратно коррелирует с количеством меланоцитов.
Этот вывод противоречил начальной гипотезе исследователей, которая была основана на функционировании меланоцитов: эти клетки выделяют белок проопиомеланокортин, который при разложении образует агонист опиатных рецепторов (бета-эндорфин) и подавлять боль. Таким образом, повышение количества меланоцитов могло бы повышать болевой порог, однако результаты исследования указывали на обратное. Дальнейшие эксперименты показали, что от бета-эндорфина болевой порог не зависел. Биологи «выключили» опиоидные рецепторы и выяснили, что болевой порог значительно снизился. То есть изменение порога у рыжих мышей все же было как-то связано опиоидными рецепторами.
Биологи предположили, что опиоидные рецепторы либо активируются другими веществами крови, либо меланоциты как-то ослабляют путь, который «противодействует» опиоидному сигнальному пути. Ни один из исследуемых опиоидных лигандов не показал изменений концентрации в крови рыжих мышей, что свидетельствовало в пользу второго предположения. Тогда исследователи решили проверить сигнальный путь другого вещества, которое тоже образуется при разложении проопиомеланокортина — меланоцит-стимулирующего гормона. Уровень этого вещества действительно сильно отличался у рыжих мышей (p<0,05).
Меланоцит-стимулирующий гормон является лигандом другого рецептора — MC4R. Именно это взаимодействие и усиливает боль, подавляя работу опиоидных рецепторов. Снижение количества меланоцит-стимулирующего гормона, как показали эксперименты, действительно повысило болевой порог. Таким образом, мутация в гене MC1R, которая вызывает рыжий цвет волос у людей и мышей, также снизила и количество проопиомеланокортина в меланоцитах, который стал источником как агониста (бета-эндорфин), так и антагониста (меланоцит-стимулирующий гормон) опиоидных рецепторов. Несмотря на «баланс» между этими веществами, активация опиоидных рецепторов усилилась и у мышей вырос болевой порог. Исследователи считают, что результаты этой работы применимы и к людям.
Сейчас биологи ищут разные подходы к снижению болевой чувствительности. Недавно для этого применили генную терапию на мышах, а на людях протестировали и более простые способы: небольшие дозы ЛСД или матерные ругательства.
Анна Муравьева