MOLEKULÁRNÍ PŘÍSTUPY KE STUDIU PERIFERNÍCH MECHANISMŮ NOCICEPCE
MOLECULAR TRENDS IN THE STUDY OF PERIPHERAL MECHANISMS OF NOCICEPTION
LADISLAV VYKLICKÝ, VIKTORIE VLACHOVÁ, ALLA LYFENKO
Fyziologický ústav AV ČR, Praha

Původní práce

SOUHRN

Techniky molekulární biologie a metody studia membránových proudů z izolovaných neuronů zadních kořenů míšních umožnily nebývalý rozmach studia buněčných mechanismů nocicepce. Izolace kapsaicinového receptoru (VR1) a charakterizace membránového proudu vyvolaného teplotou, která je u člověka pociťována bolestivě, umožnily studium změn tohoto senzoru po lehkém popálení. Receptor vystavený i krátkodobé aplikaci nefyziologicky vysoké teplotě mezi 55 – 60 °C ztrácí svou základní fyziologickou vlastnost - možnost aktivovace teplem až nad 43 °C. Receptor zůstává aktivní i při pokojové teplotě, anebo jej lze aktivovat nepatrným zvýšením teploty, což je pro zdravého člověka zcela nebolestivé. Tyto výsledky jsou předkládány v kontextu současných poznatků o buněčných mechanismech nocicepce. Klíčová slova: primární senzorické neurony, membránové proudy, bolest, kapsaicinový receptor

SUMMARY

The techniques of molecular biology and new facilities of recording of the membrane currents from isolated dorsal root ganglion neurones have enabled a dramatic boom in the study of the cellular mechanisms of nociception. Identification of the molecular structure of the capsaicin receptor (VR1) and characterisation of the membrane currents induced by noxious heat have facilitated the study of molecular mechanisms of the sensitisation of nociceptors after mild burning. This receptor, exposed to an unphysiologically high temperature (55 – 60 °C) loses its basic property to be activated with a temperature above 43 °C. The heat sensor remains either spontaneously active at room temperature, or it can be activated at the temperatures that are innocuous for healthy humans. The results are discussed in the context with the present knowledge on cellular mechanisms of nociception. Key words: primary sensory neurones, membrane currents, pain, capsaicin receptor

Nociceptory jsou primární aferentní vlákna, která vedou informaci o bolestivém dráždění do míchy. I když nejsou žádné pochybnosti o tom, že pouze nemyelinizovaná vlákna skupiny C a slabě myelinizovaná vlákna skupiny A´ hrají tuto úlohu, je dnes zřejmé, že se tato vlákna značně liší, pokud jde o jejich vybavení proteinovými strukturami, především v oblasti jejich periferního zakončení. Tyto proteiny plní úlohu receptorů, s nimiž jsou svázány iontové kanály, nebo jsou zapojeny v transdučních mechanismech intracelulárních poslů, jež mohou ovlivňovat funkci iontových kanálů z vnitrobuněčné strany. Technikami molekulární biologie se rychle rozšiřují naše znalosti o složení receptorů, tj. bílkovinných struktur, jež se v nocicepci uplatňují. Účinné elektrofyziologické techniky umožňují studium jejich funkce i ověřování nových modelů, které je nutné rychle doplňovat a měnit. I když je platnost nových modelů nocicepce krátkodobá, modely hrají významnou úlohu v syntéze dosavadních poznatků a zároveň ukazují složitost a plastičnost procesů, které se na periferních receptorech pro bolest odehrávají. Smyslem tohoto článku je zjednodušenou formou shrnout současné poznatky o buněčných a molekulárních mechanismech nocicepce a zároveň upozornit na některá interpretační úskalí získaných experimentálních dat a možnosti jejich využití v klinické praxi. Primární nociceptory se liší svou morfologií, ale svou funkcí se značně překrývají. Lze je rozdělit do dvou tříd:
BOLEST 1/2001

Nociceptory

I. Nemyelinizovaná C vlákna, která lze dále rozdělit do dvou skupin: Polymodální nociceptory, které odpovídají na mechanické, tepelné a chemické podněty, a nociceptory, které lze podráždit pouze jedním z těchto podnětů, nejčastěji jde o mechanoreceptory. Histochemicky lze obě skupiny dále dělit do dvou podskupin. a) Nociceptory, které exprimují peptidy, jež jsou ve formě váčků uloženy v jejich periferních i centrálních zakončeních a jež se uvolňují při podráždění. Jde především o substanci P a CGRP (calcitonin-gene-related-peptide). Tyto peptidy se uvolňují při impulzní aktivitě vznikající například při zánětu a mohou dráždivost nociceptorů významně ovlivňovat. Tato vlákna v míše vytvářejí synapse s neurony v dorzálních vrstvách zadních rohů míšních, lamina I a vrchní vrstvy lamina II. b) Nociceptory, které tyto peptidy nevytvářejí, ale obsahují některé specifické enzymy, jako je na fluorid rezistentní fosfatáza a lectin IB4, jejichž fyziologickou funkci zatím neznáme. Tato vlákna se projikují v míše do hlubších vrstev lamina II. Existuje však mnoho dalších odlišností, pokud jde o enzymové vybavení a receptory pro neurotrofické faktory, a to po stránce kvalitativní a kvantitativní (Michael a Priestley, 1999). 19