Холестерин играет роль в восприятии боли

Всем известно, что когда вы ушибаете палец на ноге или ударяетесь головой, то растирание раны может уменьшить боль. Но каким образом? Новое исследование, проведенное лабораторией доктора Скотта Б. Хансена, показывает, как физическое давление на клетки может уменьшить болевые сигналы, а избыточные скопления холестерина в клеточных мембранах могут препятствовать этому процессу.

Исследование, проведенное в Институте биомедицинских инноваций и технологий имени Герберта Вертхайма при Университете Скриппса, опубликовано в журнале eLife.

Находки Хансена и его коллег важны по нескольким причинам. Они впервые показывают, то липиды или жиры клеточных мембран помогают посылать электрический импульс в клетки после воздействия давления и силы. Исследование проясняет путь, по которому болевые сигналы проходят от места повреждения к мозгу, и связывает множество вовлеченных биологических игроков.

Важно отметить, что исследование показывает, как избыток холестерина в клеточных мембранах может препятствовать контролю боли.

“Избыточный холестерин является признаком многих заболеваний и расстройств, включая диабет и болезни старения”, – говорит Хансен, доцент кафедры молекулярной медицины в Институте Вертхайма при Университете Скриппса. “Это может быть одним из объяснений того, почему мы наблюдаем больше хронической боли в этих группах”.

“Исследование также предоставляет новые доказательства того, что жирные молекулы, из которых состоят клеточные мембраны, нуждаются в структуре для выполнения своих многочисленных функций”, – добавляет он.

“Первоначально наука считала, что только белки имеют функциональные структуры”, – говорит Хансен. “Похоже, что в этот список можно добавить липиды”.

Клетка состоит из жировой внешней мембраны, окружающей водянистую внутреннюю часть. Современные микроскопы и другие новые технологии показывают, что клеточная мембрана – это не просто жировой мешок. Скорее, это сложная совокупность датчиков, пор, каналов, рецепторов и скоплений холестерина, удерживаемых на месте точно расположенными молекулами жира.

“В мембране есть два типа жиров: один жидкий, как оливковое масло, а второй содержит холестерин и встречается в виде крошечных твердых комочков, больше похожих на сало”, – говорит Хансен. “Было не известно, что эти жиры могут играть роль в передаче сигналов боли”.

Чтобы почувствовать боль, сначала необходимо ощутить травму. Во-вторых, сообщение о травме должно преобразоваться в сигнал, который может быстро распространиться по телу и интерпретироваться мозгом. Липидная структура, по-видимому, воспринимает силу боли и преобразует ее в сигнал.

Затем сигнал помогает активировать собственные болеутоляющие реакции организма – при условии отсутствия помех – уменьшая тяжесть боли.

Ранее ученые задокументировали на этих этапах роль фермента, чувствительного к механическим воздействиям, называемого PLD2, и его способность активировать калиевый канал TREK-1, обеспечивающий облегчение боли. Отсутствовало понимание того, как PLD2 и TREK-1 могут активироваться мембраной. PLD2 не обладает способностью ощущать напряжение, что является типичным способом срабатывания механосенсоров. Мембранные липиды не рассматривались, возможно, потому, что они были плохо изучены из-за технических ограничений.

“До недавнего времени изучение этих содержащих холестерин липидных сгустков, также называемых липидными плотами, было затруднено, поскольку они слишком малы, чтобы их можно было увидеть с помощью обычного светового микроскопа”, – говорит Хансен.

Используя специальный микроскоп, Хансен и его коллеги зафиксировали на нескольких типах клеток, что давление и растяжение, или “сдвиг”, вызывают изменения в молекулах жира, которые временно меняли способность клеток активировать обезболивание. Исследования на мышах и плодовых мушках также подтвердили их выводы.

По словам Хансена, исследование поднимает интересные вопросы и открывает возможности для дальнейшего изучения. Многие белки связаны с этой липидной структурой, включая белки, задействованные в болезни Альцгеймера и воспалении.

Понимание влияния воспаления на структуру мембранного холестерина, особенно в клетках мозга, может оказаться важным для понимания связи между болью и воспалением.

Понимание того, влияет ли воспаление на структуру мембранного холестерина, особенно в клетках головного мозга, также может оказаться важным для понимания связи между болью и воспалением.

“Людям, страдающим хронической болью, срочно необходимы новые виды неопиоидной обезболивающей терапии”, – говорит Хансен. “Понимание того, какие факторы определяют порог боли, является важным шагом на пути к этой цели”.