Согласно исследованию Weill Cornell Medicine, нейроны, которые чувствуют боль, защищают кишечник от воспаления и связанного с ним повреждения тканей, регулируя микробное сообщество, живущее в кишечнике.

Исследователи, чей отчет опубликован 14 октября в журнале Cell, обнаружили в доклинической модели, что чувствительные к боли нейроны в кишечнике выделяют молекулу, называемую субстанцией P, которая, по-видимому, защищает от воспаления кишечника и связанного с ним повреждения тканей, увеличивая популяцию полезных микробов. в кишечнике. Исследователи также обнаружили, что у людей с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) количество этих чувствительных к боли нервов уменьшается со значительными нарушениями в их сигнальных генах .

«Эти результаты меняют наше представление о хронических воспалительных заболеваниях и открывают совершенно новый подход к терапевтическому вмешательству», — сказал старший автор исследования доктор Дэвид Артис, директор Института исследований воспалительных заболеваний кишечника Джилл Робертс, директор Центра Фридмана. по питанию и воспалению и профессор иммунологии Майкла Корса в Weill Cornell Medicine.

Первый автор исследования, доктор Вэнь Чжан, научный сотрудник лаборатории Artis, добавил, что «определение ранее неизвестной сенсорной функции этих конкретных нейронов, влияющих на микробиоту, добавляет новый уровень понимания взаимодействий между хозяином и микробиотой».

ВЗК охватывает два различных заболевания, болезнь Крона и язвенный колит, и, как полагают, поражает несколько миллионов человек в Соединенных Штатах. Обычно его лечат препаратами, которые непосредственно воздействуют на элементы иммунной системы. Теперь ученые понимают, что кишечные бактерии и другие микробы также помогают регулировать воспаление кишечника.

Как показали в последние годы лаборатория доктора Артиса и другие, нервная система , которая «подключена» к большинству органов, по-видимому, является еще одним мощным регулятором иммунной системы на барьерных поверхностях тела. В новом исследовании доктор Артис и его команда специально изучили болевые нейроны, которые иннервируют — расширяют свои нервные окончания — в кишечник.

Эти иннервирующие кишечник болевые нейроны, тела которых располагаются в нижней части позвоночника, экспрессируют поверхностный белок, называемый TRPV1, который служит рецептором для сигналов, связанных с болью. Например, TRPV1 может быть активирован высокой температурой , кислотой и соединением перца чили капсаицином, и мозг переводит эту активацию в чувство жгучей боли. Исследователи обнаружили, что подавление этих рецепторов TRPV1 в кишечных нервах или удаление нейронов, экспрессирующих TRPV1, приводило к гораздо более сильному воспалению и повреждению тканей на моделях мышей с ВЗК, тогда как активация рецепторов оказывала защитный эффект.

Исследователи заметили, что обострение воспаления и повреждение тканей у мышей с блокировкой TRPV1 были связаны с изменениями в относительных популяциях различных видов кишечных бактерий. Когда эту измененную бактериальную популяцию трансплантировали нормальным мышам, она вызывала такое же ухудшение восприимчивости к воспалению и повреждению. Напротив, лечение антибиотиками широкого спектра действия может обратить эту восприимчивость даже у мышей с блокировкой TRPV1. Этот результат продемонстрировал, что нервы, экспрессирующие TRPV1, защищают кишечник, главным образом, помогая поддерживать здоровую популяцию кишечных микробов.

Ученые обнаружили убедительные доказательства того, что большая часть этого влияния на микробы нервов, экспрессирующих TRPV1, исходит от молекулы, выделяемой нервами, называемой субстанцией P, которая, как они наблюдали, может сама по себе обратить вспять большинство вредных эффектов блокирования TRPV1. Эксперименты также показали, что передача сигналов между нейронами и микробами была двусторонней — некоторые виды бактерий могли активировать нервы, экспрессирующие TRPV1, чтобы заставить их производить больше вещества P.

Чтобы подтвердить актуальность для человека, исследователи изучили ткань кишечника пациентов с ВЗК и обнаружили аномальную активность генов TRPV1 и субстанции P, а также меньшее количество признаков нервов TRPV1 в целом.

«У этих пациентов были повреждены чувствительные к боли нервы, что могло способствовать их хроническому воспалению», — сказал доктор Чжан.

Как именно вещество Р оказывает свое влияние на популяцию кишечных микробов и как эти микробы «отвечают», — это вопросы, на которые исследователи сейчас пытаются ответить в текущих исследованиях. Но полученные результаты показывают, что противовоспалительные препараты следующего поколения для лечения ВЗК и других заболеваний могут представлять собой соединения, воздействующие на нервную систему.

«Многие современные противовоспалительные препараты работают только у некоторых пациентов, и фармацевтические компании действительно не знают, почему», — говорит доктор Артис. «Возможно, это потому, что когда речь идет о хроническом воспалении, мы видели только часть картины, а теперь все остальное, включая роль нервной системы, начинает привлекать внимание».