Выяснилось, почему рыжеволосые люди по-другому чувствуют боль
Международная команда учёных выяснила, почему животные с рыжим мехом по-другому чувствуют боль. Исследователи считают, что эти результаты можно перенести и на людей с рыжими волосами. Работа опубликована в журнале Science Advances. Известно, что люди с натуральными рыжими волосами, как и многие животные с рыжим мехом, имеют повышенный болевой порог и чувствительность к опиоидным анальгетикам. Учёные из Массачусетской больницы (США), Сегедского университета (Венгрия), Института клинических исследований мозга Херти (Германия), городских университетов Нагои и Осаки (Япония) провели исследование с целью выяснить причины этого явления.
За рыжие волосы и мех ответственны видоизменения рецептора меланокортина 1 (MC1R). Его же связывают с более высоким болевым порогом, чем у людей и животных с другим цветом волос и меха. Потеря функциональности MC1R ответственна за более низкий уровень проопиомеланокортина – сложного полипептида, синтезируемого кортикотропными клетками передней доли гипофиза и меланотропными клетками средней доли гипофиза.
Проопиомеланокортин расщепляется на различные гормоны, одни из которых чувствительны к боли, другие её блокируют. Таким образом сохраняется баланс между опиоидными рецепторами, которые подавляют боль, и рецепторами меланокоритна 4, которые её усиливают. Низкий уровень обоих гормонов у мышей с рыжим мехом (именно они участвовали в исследовании), казалось бы, должен нейтрализовать друг друга.
Но организм, как выяснилось в новой работе, производит дополнительные вещества, не связанные с меланоцитами, которые изменяют передачу сигналов опиоидных рецепторов, участвующих в блокировании чувствительности к боли. Поэтому более низкий уровень гормонов, связанных с меланоцитами, модифицирует опиоидные сигналы, что повышает болевой порог.
Учёные предполагают, что эти результаты можно перенести и на людей, поскольку в их организме действуют те же механизмы и рецепторы. Результаты исследования, по их мнению, пригодятся для управления естественными процессами, контролирующими восприятие боли. Например, для разработки новых лекарств, ингибирующих рецепторы меланокортина 4, которые участвуют в восприятии боли.
Кстати, учёные объяснили нечувствительность землекопов к боли. Уникальный вид грызунов-землекопов, живущий по соседству с опасными агрессивными муравьями, оказался нечувствителен даже к самым жгучим природным веществам. Голые землекопы – животные во многом уникальные. Они эусоциальны и образуют стаи со строгой и сложной иерархией во главе с самкой-матриархом. Продолжительность их жизни во много раз превышает среднюю для грызунов, они демонстрируют отличную устойчивость к развитию рака и почти нечувствительны ко многим видам боли. В новой статье, опубликованной в журнале Science, отмечается, что эта нечувствительность исключительно важна для голых землекопов, позволяя осваивать ниши, недоступные для прочих норных животных: например, окрестности гнёзд агрессивных муравьев.
Болевая нечувствительность голых землекопов была обнаружена около 10 лет назад Гэри Лювином (Gary Lewin) из немецкого Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка. Тогда учёный продемонстрировал, что они нисколько не страдают при контакте с кислотой и жгучим капсаицином. Теперь – уже во главе большой международной команды учёных – Лювин исследовал механизмы этой нечувствительности.
Биологи из стран Африки и Европы совместно изучили реакцию голых землекопов и родственных им видов на воздействие веществ, способных вызывать сильное жжение на коже человека и большинства других млекопитающих: соляную кислоту, капсаицин красного перца и аллилгорчичное масло (AITC), придающее острый вкус хрену и васаби. Со всеми этими веществами или их близкими аналогами голые землекопы сталкиваются в природе. Нечувствительность к кислоте продемонстрировали три вида семейства землекоповых, к капсаицину – два, к AITC – один вид.
Любопытно, что эту уникальную нечувствительность обнаружили не у «обычных» голых землекопов Heterocephalus glaber, а у землекопов-пескороев Cryptomys hottentotus, эндемичных жителей востока ЮАР.
«AITC «атакует» аминокислоты и ведет к разрушению белков, – говорит Гэри Лювин, – именно поэтому все прочие известные нам виды избегают вступать в контакт с этим веществом».
Пескорои оказались уникальны, и учёные решили выяснить, с чем связана их устойчивость. Взяв пробы нейронов, ответственных за передачу болевого сигнала к спинному мозгу, учёные проанализировали активности порядка 7000 генов в них и обнаружили, что у нечувствительных к AITC грызунов подавлена активность генов, кодирующих белки TRPA1 и NaV1.7. Эти мембранные белки непосредственно связаны с передачей сигналов боли, и TRPA1 служит мишенью целого ряда раздражающих веществ растений.
Неудивительно, что у многих животных экспрессия гена TRPA1 понижена, но у пескороев она оказалась подавлена вовсе. С другой стороны, нейроны этих грызунов продемонстрировали повышенную активность гена другого мембранного белка – NALCN, и учёные показали, что если этот белок заблокировать химически, то животные тут же проявляют чувствительность к ожогу аллилгорчичным маслом.
Тем временем, работавшие в Африке учёные заметили, что Cryptomys hottentotus устраивают норы поблизости от гнёзд муравьёв Myrmicaria natalensis, известных своей агрессивностью и жгучим токсином. Экспериментируя, биологи показали, что инъекции небольших количеств этого токсина вызывают моментальную боль у всех грызунов и землекопов, кроме Cryptomys hottentotus, и только если у них не подавляется работа белка NALCN. Очевидно, эта способность позволяет им населять эти ниши, слишком неприятные и даже опасные для остальных роющих животных, и чувствовать себя в большей безопасности.
Источник: Naked-Science