饥饿切断了对慢性疼痛的感知
疼痛可能是有价值的。没有它,我们可能会让我们的手在热炉上徘徊。但持久的疼痛,例如伤害后可能出现的炎症疼痛,可以衰弱和昂贵,防止我们完成重要任务。在自然设置中,这种疼痛引发的嗜睡甚至可以妨碍生存。
根据宾夕法尼亚大学神经科学家的研究,大脑有一种抑制的方式慢性疼痛当动物饥饿时,让它去寻找食物,同时保持对急性反应的完整疼痛。他们的工作精确地掌握了300名脑细胞,负责优先考虑饥饿患者对慢性疼痛的能力,一组神经元这可能为新的疼痛疗法提供靶点。
“在神经科学中,我们非常擅长学习一种行为,”宾夕法尼亚州艺术与科学学院生物学助理教授J.Nicholas Betley说。“我的实验室研究饥饿,我们可以找到让你饥饿并操纵那些神经元并监测他们的活动的神经元。但在现实世界中,事情并不那么简单。你不是在孤立的情况下饿了。这项研究是试图了解动物如何集成多次需要的行为结论是最佳的。“
“我们没有宣告这种期望,饥饿会影响疼痛的感觉阿尔哈德夫说,“但当我们看到这些行为展现在我们面前时,这就说得过去了。”如果你是一只动物,你是否受伤并不重要,你需要能够克服它,才能找到生存所需的营养。”
这项研究将发表在该杂志上细胞。Betley和Alhadeff与宾夕法尼亚大学艺术与科学学院的Zhenwei Su, ellen Hernandez, Michelle L. Klima和Sophie Z. Phillips合作;宾夕法尼亚大学护理学院的Ruby A. Holland和Bart C. De Jonghe;以及霍华德休斯医学研究所的郭彩英和亚当·w·汉特曼。
Betley的实验室专注于研究饥饿,特别是饥饿是如何改变感知的。由于好奇饥饿是如何与痛感相互作用的,研究人员观察了24小时未进食的老鼠对剧烈疼痛或更长期疼痛的反应炎症性疼痛,这被认为与大脑中神经回路的敏化有关。
宾夕法尼亚大学的研究小组发现,饥饿的老鼠仍然对急性疼痛有反应,但对炎性疼痛的反应似乎不如营养充足的老鼠。它们的行为与服用了抗炎止痛药的老鼠相似。
在一个调理实验中,研究人员发现,饥饿的小鼠并没有避开他们暴露于炎症疼痛的地方,而没有饥饿的小鼠避免了这个地方。
这就留下了一个问题:大脑的哪一部分在处理饥饿和疼痛之间的交集。为了找到答案,研究人员在实验中打开一组已知被饥饿激活的神经元,即刺痛感相关蛋白(AgRP)神经元,发现慢性疼痛反应减弱,而急性疼痛反应保持不变。
为了更具体地了解涉及到的大脑区域,该团队接下来观察了哪些AgRP神经元亚群似乎将饥饿和炎症疼痛的信号整合在一起。每次激活一个AgRP神经元亚群,Betley, Alhadeff和同事们发现,仅刺激几百个投射到臂旁核的AgRP神经元就能显著抑制炎症性疼痛。
“真的很引人注目,”alhadeff说。“我们表明对疼痛的急性反应是完全完整的,但炎症疼痛在很大程度上被抑制了。”
“在我看来,真正有趣的是,在一个有数十亿神经元的大脑中,这种特定的行为是由300个左右的神经元介导的,”Betley说。
进一步的实验确定了一种名为NPY的神经递质,它负责选择性地阻断炎症性疼痛反应。阻断NPY受体逆转了饥饿,痛苦又回来了。
研究人员对他们发现的潜在临床意义感到兴奋。如果这种神经回路在人类身上也存在,那么它就成为了缓解受伤后长期存在的慢性疼痛的目标,这种疼痛目前通常通过阿片类药物来解决,这些药物也能抑制疼痛剧烈的疼痛。
“我们并不想完全消除疼痛,”阿尔哈德夫说,“疼痛有适应性原因,但如果能够只针对炎症性疼痛,那就太好了。”
在这一行工作中采取下一步的步骤,研究人员想更深入地映射大脑如何处理炎症疼痛,理想地识别更多的抑制它的目标。他们将继续考虑如何在大脑中融入不同的生存行为以及大脑过程如何以及优先考虑它们。
“我们已经开始了一种新的方式来思考行为是如何优先的,”Betley说。“并不是所有的信息都被集中到你的高级思维中心大脑但在人们感受到疼痛之前,就存在着等级制度,不同驱动力之间存在着竞争。”
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