Aki kétkedve fogadta iskolai tanulmányai során, hogy Mucius Scaevola valóban az áldozatai tűzbe tartotta a kezét az etruszkok királya előtt, hogy meggyőzze, a római harcosok semmitől sem rettennek meg, most elgondolkodhat róla, hogy ez nem feltétlenül puszta legenda. A idegtudósok ugyanis rájöttek, hogy milyen genetikai mutációk felelnek az extrém krónikus fájdalomért, illetve a fájdalomérzet blokkolásáért. A fájdalomcsillapítás új utakra léphet.
A krónikus fájdalom igen gyakori. Szakértői becslések szerint az emberek 20 százalékát érinti, azaz Magyarországon mintegy 2 millió, a világon nagyjából 1,5 milliárd ember szenved miatta. Az érintettek legalább egytizedénél olyan erős a fájdalom, ami már akadályozza őket a normális életvitelben, ami hatással van a koncentrációra, a hangulatra, az alvásra és az emberi kapcsolatokra is. A jobb kezelések iránt óriási az igény, de a potenciálisan veszélyes és addiktív ópiátszármazékokon kívül kevés hatékony gyógyszer létezik.
A hatékonyabb gyógyszerek megtalálását az is bonyolítja, hogy a krónikus fájdalomnak különböző formái vannak, és nem csak az érzékelőrendszer, hanem az agy is szerepet játszik a kín megtapasztalásában. De ez azt is jelenti, hogy elvben több stratégiát is ki lehetne dolgozni ellene. Részben meg lehet kísérelni, hogy a fájdalom -ingerületet megállítsuk a keletkezés helyénél, azaz blokkoljuk az idegeket, amelyek érzékelik a test sérülését vagy fenyegetését. Másrészt az ingerület továbbhaladását, vagy feldolgozását is gátolni lehet.
Stephen Waxman , a Yale Egyetem orvosi karának kutatója évtizedek óta tanulmányozza az ioncsatornáknak nevezett fehérjéket, amelyek lehetővé teszik, hogy az idegsejtek továbbítsák a fájdalmat közlő jeleket. Az ioncsatornákat meghatározó gének mutációi ritka fájdalomzavarokhoz vezetnek, amelyek azonban utat mutathatnak az új gyógyszerek előállításához. Waxman professzor a Knowable magazinnak adott interjúban beszélt a fájdalomkutatás eredményeiről és kihívásairól.
Hogyan épül fel a fájdalom?
A fájdalom összetett jelenség, a normális vagy tudományos nevén nociceptív fájdalom nagyon fontos védő és instruktív szerepet tölt be. Ha például az ujjunk a tűz közelébe kerül, azonnal elrántjuk, ezen az úton gyorsan megtanuljuk elkerülni a fájdalmat okozó dolgokat. A nocicepció a perifériás idegrendszerben található receptorokból származik, amelyeket az erős mechanikai ingerek, és az ártalmas vegyületek hozzák aktív állapotba, majd a kibocsátott jel az idegpályákon halad tovább. Ezek a perifériás idegrostok juttatják el a jelzést a gerincvelőbe, ahonnan másféle neuronok továbbítják az agyba, ahol a fájdalmat felismerjük.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Bizonyos körülmények között azonban megjelenik a kóros fájdalom. Létezik egy sor olyan állapot, amelyet összefoglalóan neuropátiás fájdalomnak nevez a tudomány. Arról van szó, hogy a perifériás neuronok spontán bocsátanak ki ingerületet, azaz tüzelni kezdenek akkor is, ha nincs fenyegető hatás. Egy egész sor gyakori rendellenesség - például a diabéteszes neuropátia , övsömör miatti fájdalom és a rákkezelés szövődményeként megjelenő úgynevezett kemoterápiás indukált perifériás neuropátia - amelyekben a perifériás fájdalomjelző neuronok hiperaktívvá válnak, elkezdenek "saját életet" élni, és akkor is tüzelnek, ha nem kellene. Vannak olyan fájdalomzavarok is, amelyeket együttesen gyulladásos fájdalomnak neveznek, ami a perifériás szövetek károsodásának, elsősorban a bennük zajló gyulladásnak a következménye. Ez az állapot szintén szükségtelen tüzelést vált ki az idegsejtekből, és krónikus fájdalmat eredményez.
Az idegsejtek kis elektromos impulzusok révén kommunikálnak egymással, ami attól függ, hogy rendelkezésre állnak-e a jeltovábbításhoz szükséges fehérjék, a nátriumcsatornák. Ezek bizonyos értelemben molekuláris elemnek tekinthetők az idegsejtek membránján, amelyek kevéske elektromos áramot termelnek, összesítik az energiát és idegi impulzusokat generálnak - magyarázta Waxman.
Kilenc nátriumcsarotna
A tudományos közösség sok éven át "a nátriumcsatornáról" beszélt, mintha csak egy típusú nátriumcsatorna lenne. Az orvosbiológiai kutatás molekuláris forradalmának köszönhetően azonban világossá vált, hogy többféle (összesen kilenc) nátriumcsatorna létezik, amelyek mindegyikét eltérő gén kódolja. Ezeket a nátrium és feszültség jele alapján nevezték el Nav1.1, 1.2-nek, egészen a Nav1.9-ig.
Amikor fogorvoshoz megyünk, és helyi érzéstelenítést kapunk, akkor a novokaint vagy annak valamelyik származékát használják az orvosok. Ezek nátriumcsatorna-blokkolók. Ha helyi injekciót kapunk a fogidegekbe vagy azok közelében, akkor nincs fájdalom. De ha ugyanazt a gyógyszert tablettában szájon át szednék, akkor blokkolná a szív és az agy nátriumcsatornáit is, így mellékhatásokkal járna a központi idegrendszerben, például kettős látást, egyensúlyvesztést, álmosságot és zavartságot eredményezve.
Ha létezik olyan típusú nátriumcsatorna, amelynek kulcsszerepe van a perifériás idegeinkben, különösen a fájdalmat jelző perifériás idegekben, de nem az agyban, akkor a fájdalomjelzést központi mellékhatások nélkül is kikapcsolhatjuk rajta keresztül. Kiderült, hogy három nátriumcsatorna felel meg a perifériás nátriumcsatornák kritériumának: a Nav1.7, Nav1.8 és Nav1.9. Ezek felfedezése hatalmas eredmény volt, de ezzel még csak az új gyógyszerek kidolgozásához vezető út kezdetéhez jutottunk el - mondta el a Yale kutatója.
Genetikai rendellenességek a megoldás útmutatói
A nátriumcsatornákon végzett munka nagy részét ritka genetikai betegségben szenvedő emberek problémájának tanulmányozása jelenti. Waxman és munkatársai először az öröklött erythromelalgia néven ismert genetikai rendellenességgel élő betegeket vizsgálták meg. Ezt a kórt "tűzszindróma" néven is ismerik, mert ezek az emberek olyan fájdalmat éreznek, mintha forró lávát öntöttek volna a testükbe vagy lángszóróval megégették volna őket. A fájdalmat már az olyan enyhe meleg is kiválthatja, amit a legtöbbünk szinte észre sem venne, de bizonyosan nem nevezne fájdalmasnak.
Felfedezték, hogy az örökletes erythromelalgiában szenvedők mutációi ugyanabban a Nav1.7-et kódoló génben vannak. A Nav1.7 csatorna olyasmi, mint egy potméter a fájdalomjelző idegsejteken, és ezekben az emberekben a fájdalomerősség gombját felfelé tekerik, s a csatornáik hiperaktívak. Néhány évvel azután, hogy azonosítottak ilyen családokat, ellenkező hatású mutációkat is találtak. Vannak olyan családok is, amelyeknél a Nav1.7 mutációja funkcióvesztést eredményezett. Ezek az emberek nem fejlesztenek ki funkcionális Nav1.7 nátriumcsatornákat, és ezért fájdalommentesen vészelik át a csonttöréseket , a szülést, a fogpótlást, vagy az égési sérüléseket. De ezeknek az egyéneknek nincs más nyilvánvaló rendellenességük a központi idegrendszerben.
Ebből az következik, hogy mindenekelőtt a Nav1.7 elengedhetetlen a fájdalom érzékeléséhez, illetve ezek a nátriumcsatornák csak vagy elsősorban a fájdalomérzékeny idegsejtekben találhatók. Nem lehet ugyan kizárni, hogy kevés Nav1.7-es csatorna van az agy bizonyos részein, de nagyon fontos, hogy azok a személyek, akiknek a Nav1.7 funkcióvesztéses mutációja van, nincs nyilvánvaló idegrendszeri rendellenességük, kivéve a szaglásképtelenségre . A Nav1.7-et gátló gyógyszerekkel végzett klinikai vizsgálatok eddig nem mutattak lényeges mellékhatásokat az agyban.
Időnként olyan genetikai mutációkkal is találkoznak a kutatók, amelyeknek kifejezetten szélsőséges fájdalmat kellene okozniuk - ideértve a Nav1.7 génjének erythromelalgiát okozó mutációit -, de vannak, akik valamilyen oknál fogva e rendellenességet hordozva is normális nociceptív fájdalmat éreznek. A vizsgálatok kiderítették, hogy más génekben talált genetikai variánsok fájdalomrezisztenciát okoznak, azaz elfojtják a fájdalomreakciót és visszaállítják a normál szintre.
Ez is érdekelhet
Ez a jelenség szintén hatással lehet a gyógyszerfejlesztésre, mivel azáltal, hogy megcélozzák ezeket a géneket vagy az általuk előállított molekulákat, lehetséges, hogy a természetes hatást utánzó gyógyszerek segítségével az egyén ellenállóképessé váljon a fájdalommal szemben. A Yale kutatói most éppen egy olyan gén miatt nagyon izgatottak, amely a Kv7.2 nevű kálium-ioncsatornát kódolja. Ez a csatorna bizonyos értelemben fékezi az idegsejteket. Csökkenti az idegimpulzusok előállításának képességét, és csökkenti az idegimpulzusok tüzelésének gyakoriságát. Azaz a Kv7.2 ellentétesen viselkedik a Nav1.7 csatornával. Stephen Waxman az eredményeik miatt a gyógyszerfejlesztés nehézségei ellenére optimistának vallotta magát.
Legjobban: