Новое исследование впервые описывает, как распространяющаяся волна нарушения и потока жидкости в мозге вызывает головную боль, подробно описывая связь между неврологическими симптомами, связанными с аурой и мигренью, которая за ней следует. Исследование также выявляет новые белки, которые могут быть ответственны за головные боли и могут послужить основой для создания новых лекарств от мигрени.
“В этом исследовании мы описываем взаимодействие между центральной и периферической нервной системой, вызванное повышенной концентрацией белков, высвобождающихся в мозге во время эпизода распространяющейся деполяризации - явления, ответственного за ауру, связанную с мигренью”, - говорит Майкен Недергаард, MD, доктор наук, содиректор Центра трансляционной нейромедицины Рочестерского университета и ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале Science. “Эти результаты дают нам множество новых мишеней для подавления активации сенсорных нервов с целью профилактики и лечения мигрени и усиления существующих методов лечения”.
По оценкам, мигренью страдает каждый десятый человек, и примерно в четверти случаев головной боли предшествует аура - сенсорное расстройство, которое может включать вспышки света, слепые пятна, двоение в глазах, ощущение покалывания или онемение конечностей. Эти симптомы обычно появляются за пять-шестьдесят минут до начала головной боли.
Причиной ауры является явление, называемое кортикальной распространяющейся депрессией, - временная деполяризация нейронов и других клеток, вызванная диффузией глутамата и калия, которая волнами распространяется по мозгу, снижая уровень кислорода и ухудшая кровоток. Чаще всего деполяризация происходит в центре обработки зрительной информации в коре головного мозга, отсюда и визуальные симптомы, которые первыми предвещают приближающуюся головную боль.
Хотя ауры при мигрени возникают в головном мозге, сам этот орган не может ощущать боль. Вместо этого сигналы должны передаваться из центральной нервной системы - головного и спинного мозга - в периферическую нервную систему - коммуникационную сеть, которая передает информацию между мозгом и остальными частями тела и включает сенсорные нервы, отвечающие за передачу информации, такой как прикосновение и боль. Процесс коммуникации между мозгом и периферическими сенсорными нервами при мигрени во многом остается загадкой.
Модели динамики жидкостей проливают свет на происхождение боли при мигрени
Недергаард и ее коллеги из Университета Рочестера и Копенгагенского университета являются пионерами в понимании движения жидкостей в мозге. В 2012 году ее лаборатория первой описала глимфатическую систему, которая использует спинномозговую жидкость (СМЖ) для вымывания токсичных белков в мозге. В сотрудничестве с экспертами по гидродинамике команда построила подробные модели движения СМЖ в мозге и ее роли в транспортировке белков, нейротрансмиттеров и других химических веществ.
Наиболее распространенная теория гласит, что нервные окончания, расположенные на внешней поверхности мембран, окружающих мозг, ответственны за головные боли, которые следуют за аурой. Новое исследование, проведенное на мышах, описывает другой путь и выявляет белки, многие из которых являются потенциальными мишенями для новых лекарств, которые могут быть ответственны за активацию нервов и причинение боли.
По мере распространения волны деполяризации нейроны выделяют в СМЖ множество воспалительных и других белков. В серии экспериментов на мышах исследователи показали, как СМЖ переносит эти белки в тройничный ганглий - большой пучок нервов, расположенный у основания черепа и поставляющий сенсорную информацию к голове и лицу.
Предполагалось, что тройничный ганглий, как и остальные части периферической нервной системы, находится за пределами гематоэнцефалического барьера, который жестко контролирует, какие молекулы попадают в мозг и покидают его. Однако исследователи обнаружили ранее неизвестную брешь в барьере, которая позволяет СМЖ течь прямо в тройничный ганглий, подвергая сенсорные нервы воздействию коктейля белков, выделяемых мозгом.
Связанные с мигренью белки удваиваются во время активности мозговых волн
Анализируя молекулы, исследователи выявили двенадцать белков, называемых лигандами, которые связываются с рецепторами на сенсорных нервах, расположенных в тройничном ганглии, потенциально вызывая активацию этих клеток. Концентрация некоторых из этих белков, обнаруженных в СМЖ, увеличилась более чем в два раза после кортикальной распространяющейся депрессии. Один из белков, кальцитонин-ген-связанный пептид (calcitonin gene-related peptide - CGRP), уже является мишенью нового класса лекарств для лечения и профилактики мигрени, называемых ингибиторами CGRP. Другие идентифицированные белки, как известно, играют роль в других болевых состояниях, таких как нейропатическая боль, и, вероятно, также важны при мигренозных головных болях.
“Мы выявили новый сигнальный путь и несколько молекул, которые активируют сенсорные нервы в периферической нервной системе. Среди выявленных молекул есть те, которые уже ассоциируются с мигренью, но мы не знали, как именно и где происходит действие, вызывающее мигрень”, - говорит Мартин Кааг Расмуссен, PhD, постдокторант Копенгагенского университета и первый автор исследования. “Определение роли этих недавно выявленных пар лиганд-рецептор может позволить открыть новые фармакологические мишени, что может принести пользу значительной части пациентов, не отвечающих на имеющиеся методы лечения”.
Исследователи также заметили, что транспорт белков, высвобождающихся в одной стороне мозга, достигает в основном нервов тройничного ганглия на той же стороне, что потенциально объясняет, почему во время большинства мигреней боль возникает на одной стороне головы.
Медицинский центр Рочестерского университета, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
