Исследование раскрыло механизм развития мигрени с аурой

Датские ученые выяснили, что вспышки мигрени с аурой возникают в результате попадания в спинномозговую жидкость набора из двенадцати белковых молекул, активирующих болевые рецепторы в периферийной нервной системе. Исследование также выявило новые белки,  активирующих болевые рецепторы в периферийной нервной системе.

Каждый десятый человек в мире периодически испытывает мигрень, и примерно в четверти этих случаев головной боли предшествует аура - нарушение чувствительности, вспышки света, слепые пятна, ощущение покалывания или онемения конечностей. Эти симптомы обычно проявляются за пять - 60 минут до приступа головной боли. Причиной ауры является явление, называемое кортикальной распространяющейся депрессией, временная деполяризация нейронов и других клеток, вызванная диффузией глутамата и калия, которые волнами распространяются по мозгу, снижая уровень кислорода и нарушая кровоток. Чаще всего деполяризация локализуется в центре обработки зрительных сигналов коры головного мозга, отсюда и визуальные симптомы, которые первыми предвещают приближающуюся головную боль.

В то время как ауры при мигрени возникают в головном мозге, сам орган не может ощущать боль. Вместо этого эти сигналы должны передаваться из центральной нервной системы - головного и спинного мозга - в периферическую нервную систему, коммуникационную сеть, которая передает информацию между мозгом и остальными частями тела и включает сенсорные нервы, ответственные за передачу такой информации, как прикосновение и боль. Процесс взаимодействия между мозгом и периферическими чувствительными нервами при мигрени в значительной степени оставался загадкой.
«В этом исследовании мы описываем взаимодействие между центральной и периферической нервной системой, вызванное повышением концентрации белков, высвобождаемых в головном мозге во время эпизода распространяющейся деполяризации, явления, ответственного за ауру, связанную с мигренью», - рассказывает доктор медицинских наук Майкен Недергаард, ведущая автор исследования, которое опубликовано в журнале Science. 

Исследование проводили на мышах, наблюдая за тем, как меняется работа мозга, а также состав спинномозговой жидкости в организме грызунов, у которых нейрофизиологи провоцировали приступы мигрени при помощи капсаицина, главного жгучего вещества перца. При проведении этих опытов ученые модифицировали геном животных таким образом, что их нервные клетки вырабатывали вспышки света при проявлениях активности. Предполагалось, что ганглий тройничного нерва, как и остальная часть периферической нервной системы, находится за пределами гематоэнцефалического барьера, который жестко контролирует, какие молекулы входят в мозг и покидают его. Однако исследователи выявили ранее неизвестную брешь в барьере, которая позволяла ликвору поступать непосредственно в ганглий тройничного нерва, подвергая чувствительные нервы воздействию коктейля белков, выделяемых мозгом. 

Анализируя молекулы, исследователи идентифицировали двенадцать белков, называемых лигандами, которые связываются с рецепторами чувствительных нервов, расположенных в ганглии тройничного нерва, что потенциально приводит к активации этих клеток. Концентрация некоторых из этих белков, обнаруженных в ликворе, более чем удвоилась после распространяющейся депрессии коры головного мозга. Один из белков, пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), уже является мишенью нового класса препаратов для лечения и профилактики мигрени, называемых ингибиторами CGRP. Известно, что другие идентифицированные белки играют определенную роль в других болевых состояниях, таких как невропатическая боль, и, вероятно, также играют важную роль при мигрени.

Последующие наблюдения за активацией нервной системы грызунов и распространением капсаицина по их мозгу показали, что перемены в работе нейронов коры, предшествующие началу приступа мигрени, сопровождались сдвигами в концентрации примерно полутора сотен белков, присутствующих в спинномозговой жидкости. Двенадцать из них, в том числе хорошо изученный "мигреневый" белок CGRP, повышали активность сенсорных нейронов.

Эти белковые молекулы, как обнаружили исследователи, способны проникать вместе со спинномозговой жидкостью в основание тройничного нерва, одного из черепных пучков нейронов, внутри которого присутствуют болевые рецепторы. Взаимодействия этих пептидов с этими нейронами вызывают вспышки боли, которые при этом возникают только с одной стороны черепа, что в целом повторяет ощущения, которые испытывают носители мигрени. Исследователи также заметили, что транспорт белков, высвобождаемых в одной части мозга, достигает в основном нервов в тройничном нервном узле на той же стороне, что объясняет, почему во время большинства мигреней боль возникает в одной части головы.

«Мы идентифицировали новый сигнальный путь и несколько молекул, которые активируют чувствительные нервы в периферической нервной системе, и надеемся, что открытие данных молекул белков в дополнение к уже изученному пептиду CGRP позволит создать новые препараты для предотвращения вспышек мигреней. В перспективе они будут помогать значительной части пациентов, не реагирующих на доступные методы лечения, подавляющие работы белка CGRP», - говорит ведущий автор исследования научный сотрудник Копенгагенского университета Мартин Кааг Расмуссен.

Марина КЫН