You are currently viewing A mikrogliák szerepe a fájdalomban

A mikrogliák szerepe a fájdalomban

A perifériás idegrendszert ért sérülések sok esetben okoznak krónikus fájdalmat és néhány újabb eredmény fényében felvetődött, hogy ebben a folyamatban fontos szerepe van a mikrogliáknak is. A mikrogliák az idegrendszer immunsejtjei. Úgy tűnik, hogy a sérüléseket követően olyan változások állnak be a mikrogliák működésében, amik hatással vannak a fájdalomérző receptorok, nociceptorok működésére. Egy új tanulmány egy lépéssel közelebb jutott a háttérben zajló molekuláris mechanizmusok megértéséhez: kiderült, hogy a mikrogliák egy specifikus csoportja egy jelátvivő molekula termelése révén szabályozza a nociceptorok ingerküszöbét.

A krónikus fájdalom az egyik legnagyobb szenvedést okozó egészségügyi probléma. A betegeknél hosszú távon fennáll a fájdalom, ami a test szinte bármely pontjáról eredhet. A fájdalommal járó állandó szenvedés idővel kihat az érzelmi és a kognitív folyamatokra is. A krónikus fájdalom nagyon gyakran vezet például önértékelési problémákhoz és depresszióhoz. A fájdalom ugyanakkor szinte állandóan eltereli a figyelmet, ami miatt számos kognitív funkciót felmérő teszten teljesítenek alul a krónikus fájdalomtól szenvedő személyek.

Az elhúzódó fájdalom hátterében idegrendszeri folyamatok állnak, a fájdalomérzékelés idegrendszeri masinériájának működése szenved zavart. A fájdalomérzékelés a nociceptorokkal kezdődik. Ezek olyan neuronok, melyek egy hosszú nyúlványt küldenek a test valamely pontjára. Ez a nyúlvány gazdagon elágazik, a membránján pedig olyan fehérjék helyezkednek el, amelyek különféle kellemetlen ingerekre érzékenyek: például a környező sejtek sérülésekor felszabaduló anyagokra, vagy a hőre. Ezek a sejtek a káros behatásokra jelet képeznek, mely a nyúlványokon eljut egészen a gerincvelő hátulsó szarvába, majd innen a gerincvelői pályákon keresztül egy sor kéreg alatti struktúrához (pl. amigdala, hipotalamusz, periakveduktális szürkeállomány), melyek feltehetőleg a fájdalomra adott automatikus testi válaszokért felelnek. A fájdalmas ingerek hatására agykérgi területek is aktiválódnak (posztcentrális tekervény, övtekervény, inzuláris kéreg), melyek valószínűleg a fájdalom tudatosulásáért felelnek.

Amikor az idegrendszer perifériás elemei megsérülnek, a nociceptorok normális jeladása gyakran megváltozik és ennek következtében alakul ki a krónikus fájdalom. A sérülés hatására lezajló folyamatok közül az utóbbi időkben számos vizsgálat terelte a figyelmet a mikrogliákban bekövetkező változásokra. A sérülést követően a mikrogliák száma, alakja és génkifejezése is megváltozik, melyek mind működésbeli változásra utalnak. Több vizsgálat eredménye erősíti meg, hogy a mikrogliákban lezajló folyamatok elengedhetetlenek a krónikus fájdalom kialakulásához.


Mikrogliák

A mikroszkópia fejlődésének köszönhetően a XIX. században a kutatók megkezdték az idegrendszer mikrostruktúrájának feltárását. A neuronok és az asztrogliák mellett több kutató megemlítette a kisebb, szintén elágazó sejteket, ráadásul 1897-ben már az is felmerült, hogy ezek a vírusfertőzések esetén felszaporodnak. Santiago Ramón y Cajal egyik tanítványa, Pío del Río Hortega, 1920-ban nevezte el ezeket a sejteket mikrogliának. Megfigyelte, hogy az agysérülések hatására felszaporodnak, ezért felvetette, hogy a behatolók és az elpusztult sejtek eltakarításában lehet szerepük. Sejtése 1988-ban bizonyosodott be, amikor Hickey és Kimura kimutatták, hogy a mikrogliák más immunsejtekhez hasonlóan a csontvelőből származnak és hasonló fehérjéket fejeznek ki, mint más immunsejtek.

A mikrogliák első ábrázolása 1919-ből, Pío del Río-Hortegatól (Forrás: Río-Hortega, 1919).

A mikrogliák speciális csoportja szabályozza a fájdalomérzetet

Egy japán kutatócsoport a mikrogliák egy specifikus változatának szerepét vizsgálta a krónikus fájdalom kialakulásában. Ezt a változatot egy bizonyos sejtfelszíni receptor (integrin alfa X vagy CD11c) kifejezése alapján különítették el nemrégiben. Kiderült ugyanis, hogy számos neurológiai betegség modelljénél jelennek meg olyan mikrogliák, amelyek ezt a receptort hordozzák. A receptornak az immunrendszer által megjelölt anyagok bekebelezésében van szerepe.

A kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy a mikrogliák ezen specifikus csoportja vajon a krónikus fájdalom kialakulásában is szerephez jut-e. Olyan egereket vizsgáltak, melyeknél a receptor kifejeződése egy fluoreszcens fehérje átírásával volt összekötve, vagyis a receptort kifejező mikrogliák fluoreszcens jelet adtak. A krónikus fájdalmat rágcsálóknál a hátsó láb egyik idegének sértésével szokták modellezni, amely megbízhatóan lecsökkenti a fájdalomküszöböt néhány hétre. A kutatók azt találták, hogy ezeknél az állatoknál megjelentek a gerincvelő hátsó szarvában a fluoreszcens mikrogliák. A mennyiségük a sértést követő második héten tetőzött, de jóval azután is magas maradt, hogy a sértés által kiváltott fájdalomküszöb csökkenés helyreállt.

A kutatók ezután arra voltak kíváncsiak, hogy miképp befolyásolja a mikrogliák jelenléte a fájdalomküszöb alakulását. Olyan génmanipulált állatokat használtak, amelyekben a mikrogliák felszínén lévő receptor kifejezése a diftéria (torokgyíkot okozó baktérium) toxinjának receptora kifejezésével volt összekötve. Ezeknek az állatoknak a gerinccsatornájába beadott diftéria toxin elpusztította a mikrogliákat, ám ennek csak abban az esetben volt hatása a fájdalomküszöbre, ha a sérülést követő 14. napon végezték el a beavatkozást. Ebben az esetben az állatoknál nem múlt el a fájdalomküszöb lecsökkenése, vagyis hosszú távon fennállt a sérülés hatása. Érdekes módon amennyiben a sérülés utáni 35. napon ölték el a gerincvelőben ténykedő mikrogliákat, akkor újra lecsökkent a fájdalomküszöb, noha ebben az időben ez már normálisan nem jellemző.

A mikrogliák jeleznek, hogy nem kell már a fájdalom

A kutatók egy sor további vizsgálattal támasztották alá, hogy a mikrogliák egyrészt a sérült idegsejtnyúlványoktól származó mielintörmeléket takarítják el, másrészt egy olyan jelátvivő molekulát termelnek (IGF-1; inzulin-szerű növekedési faktor 1), amely valamiképp csökkenti a megmaradt nociceptorok érzékenységét. A nagy kérdés az, hogy miképpen hat végül a nociceptorokra ez a jelátvivő fehérje? Ismert, hogy az IGF-1 receptorai megtalálhatók a hátsó gyöki neuronok felszínén, ezek közé tartoznak a nociceptorok is. A receptor azonban megtalálható a környező gliasejteken is, így még nem egyértelmű, hogy közvetlen, vagy közvetett hatás eredményezi a nociceptorok jeladási tevékenységének helyreállását.

Az új eredmények vizuális összegzése (Forrás: Sideris-Lampretsas és Malcangio, 2022 – Science).

Az eredmény jelentősége, hogy a háttérben álló folyamatok feltárásával újabb jelátviteli útvonalakat próbálhatnak meg célba venni a kutatók. Ezen jelátviteli folyamatok befolyásolásával talán csökkenthető, vagy akár megszüntethető lenne a krónikus fájdalom. Az új eredmény egyébként szépen illeszkedik abba a képbe, ami az elmúlt években kialakult a krónikus fájdalomról: a mikrogliák központi szerepet töltenek be a kialakulásában és a fenntartásában. Azon túl, hogy a sérült idegek környékén felszaporodnak, a központi idegrendszerben is nagyobb számban és megváltozott működéssel jelennek meg. A szakértők szerint a központi idegrendszerben lévő mikrogliák hozzájárulhatnak a fájdalomnak köszönhetően kialakuló kognitív és érzelmi jelenségekhez is.

Ez a vizsgálat annak a gondolatnak is újabb bizonyítéka, hogy a gliasejtek szerves részét képezik az idegrendszernek. Mivel a neuronok hozzák létre a gyorsan terjedő elektromos jeleket (akciós potenciál), ezért az idegtudomány elsősorban a neuronok által kialakított hálózatok elemzésével szándékozta megérteni az agyműködést. Mára egyértelmű, hogy a gliasejtek is olyan mértékben befolyásolják a neuronok működését, hogy semmiképp nem hanyagolhatók el. Az agy megértéséhez minden részletére oda kell figyelni.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2022/18. számában jelent meg, az Agyi aktualitások rovatban.

Források

Pain-resolving microglia (science.org)

A spinal microglia population involved in remitting and relapsing neuropathic pain (science.org)

Vélemény, hozzászólás?