Картинка дня: птица Симург борется с болью

Credit: George Brangan


Этому снимку — более сорока лет. И изображена на нём не чудо-птица Симург. В 1977 году эта фотография в лучах поляризованного света, сделанная с 20-кратным увеличением, попала в список отмеченных жюри на конкурсе Nikon Small World, который тогда проводился в третий раз в истории.

На снимке на самом деле мы видим кристаллы понтокаина или тетракаина, местного анестетика.

Формула тетракаина


Тетракаин используется как местный и очень эффективный анестетик  в офтальмологии, стоматологии, гинекологии, оториноларингологии и при гастроскопии. Не брезгуют им и молекулярные биологи, ведь его механизм действия основан на изменении активности кальциевых каналов (точнее, конкретного их типа — рианодиновых рецепторов, RyR, через которые кальций выводится из клетки). Тетракаин блокирует эти каналы, причём не прямым, а так называемым аллостерическим способом, связываясь с рецептором в стороне от активного сайта.

 

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Мозг защищает от боли после травмы

Оказывается, если человек получит травму, двигательные области мозга будут уменьшать передачу сигналов мышцам, сокращения которых приводят к боли, и усиливать сигнал к мышцам, противодействующей болезненному движению. К такому выводу пришли исследователи из Университета Лаваля (Квебек, Канада) и опубликовали работу в The Journal of Physiology.

Экспериментальная установка, используемая в исследовании. Сочетает в себе транскраниальную магнитную стимуляцию, роботизированный экзоскелет, сопряженный со средой 2D-виртуальной реальности, и лазерную установку, оказывающую болезненную стимуляцию правого локтя. Credit: Michaël Bertrand-Charette


Когда человек получает травму, он начинает быстро соотносить боль с определенными движениями и изменяет способ движения тела так, чтобы избегать ее или минимизировать. Выводы ученых показывают: мозг способен «предвидеть», что определенные движения вызовут боль, и помогать нам адаптироваться. Авторы также заметили, что если наш мыслительный орган «знает», что движение вызовет боль, время реакции на движение оказывается более продолжительным, но движения при этом выполняются быстрее.

В работе исследователи измерили связь между активностью двигательной зоны коры головного мозга и двухглавой мышцы плеча. В эксперименте участвовали 30 здоровых добровольцев, половина которых получала болезненные стимуляции во время сгибания руки, а другая половина – во время разгибания. Авторы отмечают, что результаты основаны на том, как мозг реагирует на ожидаемую экспериментальную боль из-за лазерной симуляции, и их нельзя полностью переносить на пациентов, страдающих от клинической боли.

«Это открытие важно, поскольку подтверждает наличие защитных механизмов в ожидании острой боли. И наша работа – важный шаг в понимании того, как острая боль переходит в хроническую. Действительно, в недавней теории о влиянии боли на контроль движений говорится, что хоть защитные механизмы и могут быть изначально важными и приводить к кратковременному облегчению боли, в будущем они могут иметь вредные долгосрочные последствия и приводить к хронической боли», — комментирует Кэтрин Мерсье (Catherine Mercier), руководитель исследования, профессор Университета Лаваля.


Текст: Любовь Пушкарская

Effect of movement‐related pain on behaviour and corticospinal excitability changes associated with arm movement preparation by Cécilia Neige, Nicolas Mavromatis, Martin Gagné, Laurent J. Bouyer, and Catherine Mercier in The Journal of Physiology. Published May 2018.

doi:10.1113/JP276011

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Найдена новая мишень для лечения нейропатических болей

Исследователи из Университета Индианы в Блумингтоне, США, и Центра биотехнологии в Турку в Финляндии смогли идентифицировать новый белок, ингибиторы (вещества, подавляющие активность) которого помогут пациентам с невыносимой нейропатической болью, вызванной разрушением нервных клеток вследствие, например, химиотерапии. В ряде случаев такие боли даже становятся причиной прекращения курса лечения онкологических заболеваний. О подробностях можно узнать в статье, опубликованной в журнале Pain.

Часть нейрона с дендритными шипиками, в которых находится белок NOS1AP. Credit: University of Turku


В развитии этого вида боли показана роль NMDA-глутаматных рецепторов и оксида азота. Однако все их антагонисты так или иначе вызывают тяжелые побочные эффекты: моторные или когнитивные нарушения (это ожидаемо от ингибиторов глутаматных рецепторов и менее ожидаемо от средств, угнетающих выработку оксида азота, именно это опосредует необходимость поиска новых средств). В этот раз исследователи сосредоточились на  белке сигнального каскада, регулирующем синтез оксида азота.

NOS1AP– белок, активирующий индуцебельный фермент – синтазу оксида азота. Именно NO – один из основных медиаторов,  участвующих в возникновении чувства боли.  Однако, блокировать этот фермент весьма опасно – он “работает” основным агентом, расширяющим сосуды. Последствия его критического снижения многочисленные – от моторных нарушений до ишемии сердца. Поэтому исследователи сфокусировались не на нем,  а на регуляторе его синтеза.

Выяснив структуру этого белка, исследователи синтезировали его потенциальный блокатор. Научная группа Университета Индианы продемонстрировала, что экспериментальная молекула, разработанная группой из Турку для предотвращения передачи сигнала от NOS1AP к нейрональной форме синтазы оксида азота (nNOS), значительно снизила обе формы (химиотерапевтическую и нейродеструктивную) нейропатической боли у грызунов.

Модель белка NOS1AP с расположенным в активном домене ингибитором. Credit: University of Turku


Для объективной оценки результатов ученые также оценивали ноцицептивную (болевую) сигнализацию в спинном мозге, чтобы оценить то, насколько выражена передача болевого сигнала в центральную нервную систему. Она также оказалась достоверно ниже, что делает найденный способ лечения боли весьма перспективным.

Но самое важное, что отметили исследователи – то, что при значительном обезболивающем эффекте введение препарата не вызывало моторных или когнитивных нарушений.

Исследователи возлагают большие надежды на новую мишень терапии,  однако подчеркивают важность более глубокого исследования структуры этого белка у человека и считают,  что существует возможность разработки более эффективного блокатора NOS1AP для еще более эффективного лечения.


Текст: Дарья Тюльганова

Disruption of nNOS–NOS1AP protein–protein interactions suppresses neuropathic pain in mice by Lee, Wan-Hunga; Li, Li-Lib; Chawla, Aartic; Hudmon, Andyc; Lai, Yvonne, Y.d; Courtney, Michael, J.b; Hohmann, Andrea, G. In PAIN.PublishedMay 2018 — Volume 159 — Issue 5 — p 849–863

doi: 10.1097/j.pain.0000000000001152

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Препарат против рассеянного склероза может стать обезболивающим

Исследователи из Медицинской школы Университета Сент-Луиса обнаружили, почему многие пациенты с множественной миеломой испытывают сильную боль при лечении бортезомибом — противораковым лекарственным препаратом. И нашли средство, которое облегчит лечение. Исследование, опубликованное в журнале Experimental Medicine, доказывает, что препарат, уже одобренный для лечения рассеянного склероза, смягчает болевой эффект и позволяет пациентам с миеломой успешно завершить лечение.

Credit: public domain


Нейропатическая боль при химиотерапии — распространенный и болезненный побочный эффект многих противоопухолевых препаратов. Это нежелательное последствие лечения может заставить пациентов вовсе прекратить его, либо сильно снизить качество жизни пациента в ремиссии, поскольку боли могут сохраняться на протяжении нескольких лет.

«Решение этой проблемы представляет серьезную клиническую необходимость, потому что высокая эффективность терапии онкологических заболеваний привела к тому, что в Соединенных Штатах появилось почти 14 миллионов людей, перенесших рак, многие из которых страдают от долгосрочных побочных эффектов своих лекарственных препаратов»,  говорит Даниэла Сальвемини (Daniela Salvemini), профессор фармакологии и физиологии в Школе медицины Университета Сент-Луиса.

Бортезомиб, который широко используется для лечения множественной миеломы и мантийноклеточной неходжкинской лимфомы, вызывает побочные эффекты у более чем 40 процентов пациентов, но причины этого неясны. Известно, что биоактивные метаболиты сфинголипидов, которыми особо богата нервная ткань — это мощные сигнальные молекулы, а их небольшие модификации оказывают значительное влияние на передачу сигналов.

По сравнению с контрольным животным (слева), спинной мозг «пролеченный»  бортезомибом (в центре), показывает больнее количество активированных астроцитов (зеленый). Эффект от бортезомиба предотвращается препаратом от рассеянного склероза, финголимодом (справа).  Credit: Stockstill et al., 2018


Чтобы выяснить, как взаимосвязаны эти два явления, ученые провели множественный анализ сфинголипидной активности (LC-ESI-MS / MS) одним из методов жидкостной хроматографии — электрораспылением. Это широко распространенный метод химического анализа сочетающий в себе физическое разделение жидкостной хроматографии  с масс-спектрометрией, суть которого в том, что жидкостная хроматография разделяет смеси нескольких компонентов, а масс-спектрометрия обеспечивает структурную идентичность отдельных компонентов с высокой чувствительностью. Таким образом можно найти точную формулу искомого вещества.

Сальвемини и коллеги обнаружили, что бортезомиб ускоряет производство одного из классов молекул — сфинголипидов, которыми богата нервная ткань. Именно их ранее связывали с нейропатической болью. В спинном мозге крыс, которым давали бортезомиб в лекарственных целях, накапливались два метаболита сфинголипидов: сфингозин 1-фосфат и дигидросфингозин 1-фосфат. С них и начиналось проявление признаков нейропатической боли. Купирование производства этих молекул предотвращало развитие у животных нейропатических побочных эффектов  в ответ на бортезомиб.

Как выяснилось, эти два вещества способны активировать белок рецептора клеточной поверхности, называемый S1PR1. Ученые установили, что из-за активации S1PR1, находящихся на поверхности глиальных клеток — астроцитов — развивается болевой эффект. Это, в свою очередь, приводит к нейровоспалению и усиленному выделению раздражающего нейромедиатора глутамата.

Препараты, подавляющие S1PR1, также не приводили в развитию нейропатической боли в ответ на бортезомиб. И одним из таких лекарственных средств стал финголимод (препарат, используемый для лечения рецидивирующих форм рассеянного склероза, — прим. ред.). Пациенты, принимающие это лекарство, избавлялись от изнуряющих болей, и при этом, что важно, оно никак не препятствовало способности бортезомиба убивать клетки миеломы.


Текст: Ирина Помеляйко

Dysregulation of sphingolipid metabolism contributes to bortezomib-induced neuropathic pain by Katherine Stockstill, Timothy M. Doyle, Xisheng Yan, Zhoumou Chen, Kali Janes, Joshua W. Little, Kathryn Braden, Filomena Lauro, Luigino Antonio Giancotti,  View ORCID ProfileCaron Mitsue Harada, Ruchi Yadav, Wen Hua Xiao, Jack M. Lionberger, William L. Neumann, Gary J. Bennett, Han-Rong Weng, Sarah Spiegel, Daniela Salvemini in Experimental Medicine. Published April 2018

DOI: 10.1084/jem.20170584

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Инфракрасный свет поможет снять болевые ощущения

Учёные из Испании разработали способ снижения нейропатической боли, которая возникает без каких-либо повреждений или воздействия раздражителей. Они обнаружили группу нейронов, которые становятся «виновниками» боли, и снизили их активность с помощью света определённого спектра. Подробности открытия исследователиопубликовали в Nature Communications.

Credit: public domain


Для реакции на раздражители вроде холода, прикосновений или повреждения целостности тканей существуют отдельные виды нейронов. Нарушение их работы ведёт к повышенной возбудимости, когда причин на это нет, так называемое патологическое возбуждение, что ведёт к возникновению нейропатических болей. Пациенты с подобным состоянием сравнивают такие приступы с разрядом тока. Боль возникает внезапно, может длиться долго или быть кратковременной, а также сопровождаться ощущениями холода и жжения.

Исследователи из Европейской молекулярно-биологической лаборатории в Барселоне описали конкретную группу нейронов, которые при неправильной работе способны вызывать приступы невропатической боли. Эти нервные клетки отвечают за передачу импульса при слабых прикосновениях.

Кожа мыши в районе волосяного покрова с нервными клетками, которые отвечают за чувствительность к мягкому прикосновению (окрашены зелёным). Нейроны расположены вокруг волосяных фолликулов (зелёные прямоугольные линии). Credit: Dhandapani et al., Nature Communications.


Для блокировки активности «виновников» учёные разработали молекулу, которая прикрепляется только к подобному типу нейронов, не затрагивая другие клетки, и оказывает своё действие только под лучами в инфракрасной области спектра.

Авторы вводили вещество лабораторным мышам с моделью невропатической боли в участок с нужными нейронами, а затем светили ИК светом. В результате они наблюдали значительное и стойкое уменьшение боли, но при этом длительность эффекта оказалась ограниченной – боль возвращалась спустя неделю.

Учёные считают, что снижение болевых ощущений происходит из-за «оттягивания» связанных веществом нейронов от поверхности кожи под воздействием инфракрасных лучей. Но более подробно механизм будет изучен в следующих работах.


Текст: Екатерина Заикина

Control of mechanical pain hypersensitivity in mice through ligand-targeted photoablation of TrkB-positive sensory neurons by Rahul Dhandapani, Cynthia Mary Arokiaraj, Francisco J. Taberner, Paola Pacifico, Sruthi Raja, Linda Nocchi, Carla Portulano, Federica Franciosa, Mariano Maffei, Ahmad Fawzi Hussain, Fernanda de Castro Reis, Luc Reymond, Emerald Perlas, Simone Garcovich, Stefan Barth, Kai Johnsson, Stefan G. Lechner, Paul A. Heppenstall inNature Communications. Published April 2018.

doi:10.1038/s41467-018-04049-3

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Нетрадиционная медицина: что работает при борьбе с болью?

Медитация, йога, акупунктура… Обычно эти слова ассоциируются с атмосферой гармонии и спокойствия – и с неэффективностью с точки зрения доказательной медицины, хотя их и рекламируют как средство для борьбы с болью. Но действительно ли все эти техники неэффективны при купировании боли? К счастью, ученые также задались этим вопросом. Специалисты Национальных институтов здоровья США постарались собрать все существующие исследования народных и нетрадиционных практик по борьбе с болью и теперь могут заявить, что некоторые из них вполне эффективны: например, йога и акупунктура могут справляться с болями в спине, а массаж — в шейном отделе. Результаты исследования опубликованы в журнале Mayo Clinic Proceedings.

Авторы обзора поставили перед собой задачу: собрать все существующие исследования, проведенные по стандартам доказательной медицины. Ну а поскольку во всех странах практика подобных методов сильно отличается, ученые ограничились только данными по США. Они проанализировали 105 рандомизированных исследований боли, проведенных за последние 50 лет. В это число вошли данные по восьми методам: акупунктуре, массажу, использованию БАДов, мануальной терапии, остеопатии, медитации, гимнастике тайцзицюань и йоге. Оценивалась эффективность каждого из них при купировании боли в спине, шее, коленных суставах, мышцах, головной боли и фибромиалгии (хроническая симметричная боль во всем теле). И хотя исследований по каждому из методов оказалось не так много, авторы выделили несколько практик, которые оказались порекомендовать пациентам.

pain

Таблица представляет собой количество исследований по той или иной методике, подтверждающих эффект по сравнению с контрольной группой или показывающих его отсутствие.

Например, акупунктура и йога, по мнению авторов, обладают доказанной эффективностью при болях в спине. А это, на секундочку, самый распространенный вид боли из анализируемых. В случае с первым методом авторы нашли 4 рандомизированных исследования, где наблюдался положительный эффект. Кстати, в случае с симуляцией акупунктуры (своеобразный трюк с втягивающейся иголкой) польза также наблюдалась. А значит, имеет место и эффект плацебо, но на этом ученые подробно не останавливаются.

Пользу йоги (а именно трех исследуемых направлений: Хатха-йога, Вини-йога и Айенгар-йога) подтвердили целых 6 работ. Но в сравнении с обычными упражнениями и растяжкой в группе контроля эффект наблюдался не всегда. Да и частота занятий влияла незначительно: одного сеанса в неделю оказалось вполне достаточно, с двумя результат оставался тем же.

В случае с массажем результаты оказались довольно скромными: в двух крупных исследованиях он оказался эффективнее обычной медицинской помощи в течение 10 недель, но к концу года его польза не сохранялась. В трех менее масштабных работах значительных различий между массажем и обычной амбулаторной реабилитацией не наблюдалось.

Стоит отметить, что эффективность каждой методики пациенты определяли по собственным, субъективным ощущениям. Да и подобрать корректный контрольный эксперимент для каждой из процедур оказалось не так просто. А значит, эффективность тех или иных нетрадиционных методик может объясняться прежде всего силой самовнушения.

Стоит ли использовать подобные практики? Выбор за вами. Но не пренебрегайте консультацией специалиста. Ведь народная и нетрадиционная медицина может быть хороша в дополнении к основному лечению, а боль обычно – это симптом, который стоит купировать, но стоит выяснить, о чем организм нам говорит через неё.

#йога
#акупунктура
#боль

Текст: Любовь Пушкарская

Evidence-Based Evaluation of Complementary Health Approaches for Pain Management in the United States by Richard L. Nahin, Robin Boineau, Partap S. Khalsa et al. Published online September 2016
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.mayocp.2016.06.007