Все начинается со слепых пятен, мигающих огней и размытого зрения — предупреждения о том, что должно произойти. Примерно через час начинается ужасная головная боль. Это сочетание, яркий визуальный опыт, называемый аурой, а затем головная боль, случается примерно у трети людей, страдающих мигренью. Но исследователи не смогли выяснить, как именно эти два явления связаны на молекулярном уровне. Теперь новое исследование на мышах, опубликованное сегодня в Science, устанавливает прямой механизм: молекулы, перемещающиеся в жидкости, омывающей мозг. Это открытие может привести к появлению новых целей для столь необходимого лечения мигрени.
Мигрень, изнурительное неврологическое расстройство, поражает около 148 миллионов человек по всему миру. Недавно разработанные лекарства могут помочь уменьшить головные боли, но они эффективны не для всех. Хотя точные причины остаются неясными, исследования показали, что мигрень, скорее всего, начинается с патологического всплеска нейронной активности. Во время ауры перед мигренью исследователи наблюдали явление, похожее на приступ, называемое кортикальной распространяющейся депрессией (CSD), при котором волна аномальной нейронной активности медленно распространяется по внешнему слою мозга, или коре.
Но поскольку сам мозг не содержит нейронов, воспринимающих боль, сигналы из мозга должны были бы каким-то образом достичь периферической нервной системы — нервов, которые сообщаются между частями тела и мозгом, — чтобы вызвать головную боль. В частности, они должны были бы добраться до двух скоплений нейронов под мозгом, называемых тройничными ганглиями, которые иннервируют две стороны нашего лица и головы. Ученые знали, что болевые волокна из тройничного ганглия были вложены в мозговые оболочки — тонкие, нежные мембраны, которые окутывают и защищают мозг. Таким образом, наиболее правдоподобным объяснением ощущения боли до сих пор было то, что событие CSD заставило мозг выпустить химические сигналы, которые активируют эти болевые волокна после ауры.
Но нейробиолог Майкен Недергаард из Копенгагенского университета с командой предположили другой путь коммуникации. Они долго изучали поток спинномозговой жидкости, бесцветной жидкости, которая омывает мозг и спинной мозг питательными веществами и другими молекулами. Они подозревали, что она может каким-то образом переносить сигналы от клеток мозга к тройничным ганглиям во время мигрени.
В новом исследовании они ввели в жидкостный отсек мозга мышей капсаицин, молекулу из перца чили, которая активирует болевые рецепторы, и обнаружили, что это побудило нейроны в тройничных ганглиях активироваться примерно через 6 минут. Анализ ткани под микроскопом показал, что спинномозговая жидкость может физически омывать кончик ганглия, позволяя молекулам из мозга достигать его клеток. «Это было показано впервые», — говорит Недергаард.
Чтобы изучить эффекты CSD, исследователи стимулировали мозг мышей, чтобы вызвать этот паттерн активности на одной стороне мозга. Они также вводили флуоресцентную молекулу-трассер в мозг животных, чтобы отслеживать поток молекул из коры через спинномозговую жидкость. После стимуляции они обнаружили, что более высокая концентрация трассера оказалась в одном тройничном ганглии, чем в другом — на той же стороне, которую они стимулировали. Недергаард говорит, что CSD смещает поток спинномозговой жидкости в одну сторону, потому что люди обычно испытывают мигренозные головные боли на той же стороне, где аура появилась в их видении.
Наконец, команда сравнила спинномозговую жидкость мышей после CSD с жидкостью мышей, у которых не было стимуляции мозга. Они обнаружили, что концентрация 21 белка удвоилась, и обнаружили увеличение 12 белков, которые потенциально могут активировать рецепторы в тройничном ганглии. Известно, что один из этих белков, пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), дает скачок в мозге во время приступов мигрени.
Недергаард и другие отмечают, что как недавно обнаруженный путь, так и активация болевых волокон в мозговых оболочках могут играть роль в возникновении мигренозной боли.
Идея о том, что «изменяя молекулярную среду вокруг нейронов в тройничном ганглии, можно вызвать восприятие головной боли, очень революционна, очень нова», — говорят ученые. Но неясно, как эта активация создает «специфическое, избирательное и очень уникальное восприятие головной боли». Будущие исследования должны будут объяснить, как другие части тела, которые иннервирует тройничный ганглий, такие как зубы и ухо, защищены от боли, добавляет он.
Методы лечения, нацеленные на CGRP, уже произвели революцию в лечении мигрени. С тех пор как Управление по контролю за продуктами и лекарствами США одобрило первый такой препарат в 2018 году, на рынок было выведено несколько препаратов против CGRP. Но не все пациенты хорошо реагируют на эти методы лечения. Открытие того, что несколько других молекул могут активировать тройничный ганглий, может указывать на новые подходы к лечению.
