Ljudi često doživljavaju pojavu povrede ruke i osećaj olakšanja od snažnog tresanja. Mehanizam iza ovog efekta je prilično dobro objašnjen „teorijom kontrole kapije“ Melzaka i Vola, ali je nešto komplikovaniji.
Drhtanje ruke modifikuje signale bola u kičmenoj moždini u predelu površnih dorzalnih rogova, koji se prenose Aδ i C vlaknima. Ovo područje se aktivira signalima bola, ali postoje i druge veze odgovorne za osećaj dodira (Aβ mehanoreceptori) i oni mogu blokirati signale bola na ovoj lokaciji. Prema tome, ovo preslušavanje između neurona dodira i bola konačno odlučuje o štetnom ili neštetnom izlazu u zavisnosti od vrste i trajanja povrede.
Hronični bol je katastrofalan poremećaj nervnog sistema koji pogađa više od 30% ljudi širom sveta, stvarajući značajno socio-ekonomsko opterećenje. Istaknuti simptom hroničnog bola je mehanička hiperalgezija, ili pojačan bol izazvan mehaničkim nadražajima. Trenutno je efikasan neopioidni tretman za mehaničku hiperalgeziju ograničen, što odražava jaz u znanju u njegovim osnovnim mehanizmima.
Mehanoreceptori niskog praga Aβ (Aβ-LTMR) su, visoko mijelinizovani i brzo provodni primarni somatosenzorni neuroni velikog prečnika, koji normalno posreduju u taktilnom, diskriminativnom dodiru i osećaju vibracije.
Aβ-LTMR se dalje dele na tipove koji se brzo prilagođavaju (RA) i koji se sporo prilagođavaju (SA) na osnovu njihovih obrazaca paljenja kao odgovora na trajni mehanički stimulus. U početnim uslovima, koaktivacija neurona koji osećaju dodir i bol inhibira protok nociceptivnih informacija, kao što je predloženo u „teoriji kontrole bola“.
Funkcije Aβ-LTMR kod hroničnog bola bile su od velikog interesovanja, ali su kontroverzne. S jedne strane, nekoliko studija sugerisalo je da Aβ-LTMR mogu posredovati u mehaničkoj hiperalgeziji hroničnog bola; neke studije sugerišu da Aβ-LTMR inhibiraju nocicepciju čak i u hroničnim stanjima. Trljanje ili masiranje bolnog područja kože, koje verovatno aktivira Aβ-LTMRs, ublažilo je bol kod ljudi.
Stimulator kičmene moždine (SCS) i transkutana električna stimulacija nerva (TENS), koji je razvijen na osnovu „teorije kontrole bola“ za ciljanje Aβ-LTMR, efikasni su za lečenje hroničnih bolnih stanja, uključujući neuropatski bol. Dodatne terapijske procedure u stvarnom životu, uključujući terapiju masaže i elektroakupunkturu, verovatno uključuju aktivaciju Aβ-LTMR za njihove korisne efekte.
Šta može dovesti do različite uloge Aβ mehanoreceptora niskog praga u bolu?
Upoređujući različite studije i njihove rezultate, primetili smo dva faktora koji verovatno doprinose različitim ishodima Aβ-LTMR u prenošenju mehaničke hiperalgezije ili u njenom ublažavanju.
Prvo razmatranje je specifičnost Aβ-LTMR manipulacije i funkcionalnih očitavanja. Iako farmakološki i mehanički/električni stimulansi mogu inhibirati ili aktivirati Aβ-LTMR, verovatno su istovremeno pogođene i druge vrste nervnih vlakana. Za genetske i optogenetske manipulacije, nekoliko dostupnih genetskih alata miševa je selektivno ili pokazuje veliku prednost za Aβ-LTMR. Pored toga, u studijama na životinjama bilo je izazovno razlikovati refleksne bihejvioralne reakcije povezane sa dodirom i nocicepcijom.
Drugo pitanje je da li se Aβ-LTMR-ovima manipuliše lokalno na području zahvaćenom hroničnim bolom ili na širok način, uključujući i neoštećene Aβ-LTMR, koji mogu da generišu različite senzorne i bihevioralne rezultate.
Da bismo pružili novi uvid u ovo pitanje, koristili smo alate sa poboljšanom specifičnošću, uključujući intersekcionalnu genetiku miša, opto-označene elektrofiziološke snimke (u saradnji sa laboratorijom dr Jianguo Gua na Univerzitetu Alabama u Birmingemu) i optogenetsku aktivaciju Aβ-LTMR, i izvršio niz testova ponašanja kako bi ispitao mehaničke i termalne senzacije miša kada se Aβ-LTMR manipulisalo lokalno ili globalno.
Takođe smo iskoristili prednosti metode snimanja slike velike brzine da bismo razlikovali nenociceptivno ponašanje povezano sa dodirom od nocifenzivnog ponašanja. Naša studija je objavljena u časopisu Nature Communications.
Glavni rezultati studije
Zajedno, rezultati naše studije uspostavljaju model da Aβ-LTMR igraju globalno inhibitorne, ali lokalno promotivne uloge za mehaničku hiperalgeziju. Ovaj model predlaže strategiju: globalna aktivacija plus lokalna inhibicija Aβ-LTMR za lečenje mehaničke hiperalgezije hroničnog bola. Neke strategije transkutane električne stimulacije nerva (TENS) imaju za cilj da ciljaju periferne Aβ-LTMR 2-3 dermatoma dalje od mesta povrede; njihovi efekti u ublažavanju bola su podržani u nekoliko kliničkih ispitivanja. Ove prakse i efekti su takođe dobro usklađeni sa rezultatima i modelom ove studije.
Konačno, ovaj model predlaže potencijalno efikasniju strategiju jedinjenja za ciljanje Aβ-LTMR za lečenje mehaničke hiperalgezije i hroničnog bola: njihovo aktiviranje globalno ili tri do četiri dermatoma dalje od mesta povrede i kombinovanje sa lokalnom inhibicijom zahvaćenih Aβ-LTMR.
