Kada udarite nožni prst ili se udarite glavom, znate da trljanje povrede može umanjiti jaj. Ali kako? Novo istraživanje iz laboratorije dr Skota B. Hansena pokazuje kako fizički pritisak na ćelije može da smanji signale bola, dok prekomerne nakupine holesterola u ćelijskim membranama mogu da ometaju taj proces.
Istraživanje sprovedeno na Institutu za biomedicinske inovacije i tehnologije Herbert Vertheim UF Scripps pojavljuje se u časopisu eLife.
Otkrića Hansena i njegovih kolega važna su iz nekoliko razloga. Oni po prvi put pokazuju da lipidi ćelijske membrane, ili masti, pomažu u slanju električnog impulsa u ćelije nakon što iskuse pritisak i silu. Istraživanje osvetljava put kojim signali bola idu od mesta povrede do mozga i povezuje mnoge uključene biološke igrače. Važno je da istraživanje pokazuje kako višak holesterola u ćelijskim membranama može ometati kontrolu bola.
„Višak holesterola je karakteristika mnogih bolesti i poremećaja, uključujući dijabetes i bolesti starenja“, rekao je Hansen, vanredni profesor molekularne medicine na Institutu Vertheim UF Scripps. „Ovo bi moglo biti jedno od objašnjenja zašto vidimo više hroničnog bola u ovim grupama.“
Studija takođe doprinosi rastućim dokazima da masni molekuli koji čine ćelijske membrane zahtevaju strukturu da bi obavljali svoje brojne dužnosti, dodao je on.
„U početku je nauka mislila da samo proteini imaju strukture sa funkcijom“, rekao je Hansen. „Izgleda da se lipidi mogu dodati na tu listu.“
Ćelija je napravljena od masne spoljašnje membrane koja obuhvata unutrašnjost na bazi vode. Ipak, napredni mikroskopi i druge nove tehnologije otkrivaju da ćelijska membrana nije samo masna kesa. Umesto toga, to je sofisticirana kolekcija senzora, pora, kanala, receptora i nakupina holesterola koje drže na mestu precizno raspoređeni molekuli masti.
„Postoje dve vrste masti u membrani: jedna je tečna, poput maslinovog ulja, a druga sadrži holesterol i nalazi se u obliku sitnih, čvrstih grudvica, više kao mast“, rekao je Hansen. „Nije bilo poznato da te masti mogu igrati ulogu u signaliziranju bola.“
Da biste osetili bol, prvo se mora osetiti povreda. Drugo, ta poruka o povredi mora da se pretvori u signal koji može brzo da putuje kroz telo i da ga mozak tumači. Čini se da lipidna struktura oseća silu i pretvara je u signal. Signal onda može pomoći da se aktiviraju sopstvene reakcije tela na ublažavanje bolova – sve dok nema smetnji – smanjujući jačinu bola.
Naučnici su ranije dokumentovali ulogu mehaničkog enzima koji oseća silu nazvanog PLD2 u ovim koracima i njegovu sposobnost da aktivira kalijumski kanal za ublažavanje bolova nazvan TREK-1. Nedostajalo je razumevanje kako PLD2 i TREK-1 mogu biti aktivirani membranom. PLD2 nije imao sposobnost da oseti napetost, tipičan način na koji se aktiviraju mehanosenzori. Membranski lipidi nisu razmatrani, možda zato što su bili slabo shvaćeni zbog tehničkih ograničenja.
„Donedavno, proučavanje ovih nakupina lipida koje sadrže holesterol, koje se nazivaju i lipidni splavovi, bilo je teško jer su premale da bi se videle običnim svetlosnim mikroskopom“, rekao je Hansen.
Koristeći poseban mikroskop, Hansen i kolege su dokumentovali u nekoliko tipova ćelija da pritisak i istezanje, ili „smicanje“, izazivaju promene na onim molekulima masti koji su privremeno promenili sposobnost ćelije da aktivira ublažavanje bolova. Studije na miševima i voćnim mušicama su takođe podvukle njihove nalaze.
Istraživanje postavlja zanimljiva pitanja i mogućnosti za više studija, rekao je Hansen. Mnogi proteini su povezani sa ovom strukturom lipida, uključujući proteine uključene u Alchajmerovu bolest i upalu. Razumevanje da li zapaljenje utiče na strukturu holesterola u membrani, posebno u moždanim ćelijama, takođe se može pokazati važnim za razumevanje veze između bola i upale.
„Nove vrste ne-opioidnih terapija protiv bolova hitno su potrebne za ljude koji žive sa hroničnim bolom“, rekao je Hansen. „Razumevanje faktora koji postavljaju prag za bol je važan korak ka tom cilju.“
