Вчені з'ясували, що при легких дотиках до зудячної ділянки шкіри мишей активуються чутливі волокна, що експресують везикулярні транспортери глутамату 3: через гальмівні нейрони спинного мозку вони інгібують «нейрони зуда» в спинному мозку. Під час погладжування збудження цих нейронів зростає, а після - значно знижується. Стаття опублікована в журналі.
Якщо ділянка шкіри зудить, виникає бажання почесати її, проте розчісування може погіршити ситуацію - свербіж тільки посилиться, а на шкірі з'являться ранки. Тому люди з хронічним зудом використовують більш м'які способи заспокоїти печіння: трут або гладять уражену ділянку - те ж саме ми робимо, якщо чешеться чутлива область, наприклад око.
Погладжування і тертя збуджує високочутливі механорецептори шкіри, які ймовірно активують гальмівні мережі спинного мозку і таким чином полегшують свербіж. Однак точні механізми придушення зуду м'якими дотиками досі були невідомі.
Вчені з США, Тайваню і Японії під керівництвом Тасуку Акіями (Tasuku Akiyama) з Університету Маямі досліджували нейронні шляхи спинного мозку мишей, які загальмовуються під час погладжування при зуді. Чесотку викликали за допомогою пруритогенів (хімічних речовин, які стимулюють свербіж, наприклад, хлорохіна): їх вводили підшкірно і гладили роздратовану ділянку ватною паличкою або пензликом. Одночасно дослідники реєстрували активність нейронів спинного мозку мишей. У відповідь на введення хлорохіну збуджувалися деякі нейрони заднього рогу, і під час погладжування активність цих нейронів збільшувалася, а після - знижувалася (p = 0,005).
Потім вчені вирішили визначити, які саме сенсорні нейрони переносять ефект погладжування на відчуття свербіння - тобто змінюють активність нейронів заднього рогу спинного мозку, які збуджуються при зуді. На цю роль запропонували чутливі нервові волокна, які експресують везикулярні транспортери глутамата 3 (VGLUT3) - відомо, що вони збуджуються при легких дотиках на кшталт погладжування.
VGLUT3-волокна оптогенетично загальмували і знову викликали свербіж у мишей. При введенні хлорохіну деякі нейрони заднього рогу спинного мозку активувалися, але при вимкненні VGLUT3-волокон ця активність не знизилася після погладжування, хоча збільшилася в момент дотику. Коли VGLUT3 волокна, навпаки, оптогенетично стимулювали після введення хлорохіну, активність чутливих до пруритогенів нейронів спочатку збільшилася, а після припинення стимуляції знизилася (p < 0,005). Ці результати говорять про те, що саме ці волокна запускають інгібування «нейронів свербіння» після погладжування. Дослідники також з'ясували, що ефект VGLUT3 волокон визначається гальмівними нейронами спинного мозку, на яких знаходяться каппа-опіоїдні рецептори.
Нарешті, вчені перевірили, чи дійсно миші відчувають полегшення при стимуляції VGLUT3-волокон: іншими словами, чи стали вони менше чесатися. Тваринам вводили різні пруритогени (хлорохін, гістамін, серотонін), оптогенетично збуджували VGLUT3-волокна і стежили за кількістю почесувань.
Збудження VGLUT3-волокон дійсно знизило число почесувань мишей після стимуляції свербіння (p < 0,005). Значить, вченим вдалося відновити фізіологічний механізм полегшення свербіння при легких дотиках: вони збуджують сенсорні волокна VGLUT3, ті - гальмівні нейрони спинного мозку, які в свою чергу загальмовують «нейрони зуда» задніх рогів.
Неприємне печіння - не єдиний варіант свербіння. Подібні відчуття можуть викликати і дотики, від них також може виникнути бажання почесатися або навіть сміх. Останній тип свербіння - лоскотку - можна викликати і у щурів, при цьому вони теж видають схожі на сміх звуки, а вчені виявили нейрони, які запускають таку реакцію. Відомий також і механізм заразливої чесотки.