Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Nesnesitelnost lehkého doteku

Salvy vzruchů směrem k mozku
 |  11. 3. 2010
 |  Vesmír 89, 153, 2010/3

Jan Krůšek se v tomto čísle (Vesmír 89, 190, 2010/3) zabývá různými aspekty citlivostí buněk k mechanickým podnětům. Podněty mohou být buď „statické“, nebo „dynamické“. K těm prvním patří pomalé napínání při osmotickém zvětšování objemu, trvalé napětí tkání (nerv se po přetětí stáhne na obě strany), popřípadě přilnavost buněk k různě měkké podložce či k sobě navzájem, což pak určuje jejich další vývoj a hraje úlohu při vzniku novotvarů. „Dynamické“ podněty mohou působit jako tyč (cytoskeleton a mikrofilamenta), jíž z vodní hladiny (buněčné membrány) šťoucháme do potopené PET láhve (buněčného jádra), a ta vypouští bublinky (aktivované geny). Nebo jako když do vody hodíme kámen a vlny se šíří po hladině (membráně), kde se houpou rychle otevíratelné, mechanicky řízené iontové kanálky, které propouštějí, nebo naopak zavírají cestu pro elektrogenní ionty, a vyvolávají, nebo naopak tlumí impulzy. Díky těmto mechanickým „vlnám“ slyšíme, vnímáme dotyk, tlak, rychlé tepelné podněty nebo bolest. V centrální i periferní nervové soustavě se vnímání a modulace bolesti účastní skupina TRP-vaniloidních receptorů. Ty reagují na bolestivé podněty, například na teploty nad 43 °C, na pálivý kapsaicin z chilli papriček, na mediátory zánětu či na snížené (kyselé) pH při poškození tkání.

Co se to ale stane, když se náhle mění normální neškodný podnět, jako je dotyk nebo pohyb končetiny, na nesnesitelnou bolest? Tak tomu bývá při různých zánětech, bolestech v krku či revmatických kloubech.

O bolesti víme, že vzniká (stejně jako podněty neškodné) v periferních tkáních, v nervových výběžcích specifické skupiny nervových buněk – primárních aferentních neuronů – umístěných v hřbetních gangliích podél míchy. Vzruchy jsou vedeny od místa podnětu do zadních míšních kořenů, které mají několik vrstviček – Rexedových zón. V každé zóně jsou shluky neuronů, na nichž podněty přicházející z periferních míst končí formou synapsí, zápojů s různými neuropřenašeči. A teď je otázka, kdy a jak se ty „správné“ bolestivé neurony aktivují a začnou vzhůru do mozku chrlit salvy impulzů – zprávy o kruté ohrožující bolesti. Něco už víme, například že některá dostředivá vlákna mají bolest v popisu práce od počátku. Sem patří myelinizovaná rychlá vlákna A-delta, jediná skupina inervující zubní dřeň (pulpu) a končící v dentinu. Proto zkažený zub při podnětech tepelných, chladových, kyselých nebo pálivých jenom bolí. Také je známo, že břišní (viscerální) bolest je zprostředkována nemyelinizovanými pomalými C-vlákny. Ta se ale v kůži účastní i příjemných dotykových podnětů a hlazení, dokonce provokují výlev hormonu štěstí – oxytocinu (viz např. Vesmír 88, 220, 2009/4; 88, 768, 2009/12; 89, 14, 2010/1). Jak to, že se příjemný mechanický podnět najednou změní v bolestivý? Pracovníci týmu profesora Roberta H. Edwardse z Kalifornské univerzity v San Francisku zjistili u myší (Nature 462, 651–655, 2009), že důležitou úlohu tu má souhra pomalých a nízkoprahových C-vláken s rychlejší skupinou A-delta v míše, na úrovni Rexedovy zóny II a III. Společná aktivace obou skupin nervových vláken (při bolestivé injekci do tlapky, po chirurgickém poškození kůže na tlapce nebo po poškození nervu) vedla k supercitlivosti a celkovým projevům bolestivé reakce. Prostě myšky odtahovaly tlapičky při nižší teplotě a nižším mechanickém dráždění a v míše byly snímány velké salvy vzruchů směrem k mozku právě v oněch zónách zadních míšních kořenů. Obě dvě tyto skupiny nervových vláken při společném dráždění tedy vedou k bolestivé reakci. Je to zřejmě tím, že jejich nervová zakončení masivně vylučují po podráždění stejný neuropřenašeč glutamát, uvolněný z drobounkých měchýřků, a tím se snadno aktivují další neurony vedoucí bolest do mozku. Přestože jak C-vlákna, tak A-delta používají stejný neuropřenašeč, nemají stejnou „pumpičku“, jejímž prostřednictvím se měchýřky plní glutamátem. Jsou to jiné bílkoviny řízené jinými geny. C-vlákna mají jako pumpičku gen VGLUT3, kdežto A-delta převážně VGLUT2. A protože u myší není problém nějaký ten gen vyřadit (knockoutovat), studovaly se myšky knockoutované na VGLUT3, které měly nefunkční pomalá C-vlákna. Ukázalo se, že tyto myšky lépe tolerovaly bolest při experimentálních poškozeních, a tím se prokázal význam C-vláken při zánětlivých bolestech na úrovni zadních míšních kořenů.

A poučení pro všední den? Když váš partner náhle odmítá vaše něžné laskání (C-vlákna), nemusí to být konec lásky, je to třeba jen začátek zánětu.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

František Vyskočil

Prof. RNDr. František Vyskočil, DrSc., (*1941) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Ve Fyziologickém ústavu AV ČR, v. v. i., se zabývá neurofyziologií a biofyzikou buněčných membrán. Objevil nekvantové uvolňování neuropřenašečů na synapsích savců. Hirschův index (Vesmír 85, 555, 2006/9) jeho prací je 33. Je členem Učené společnosti ČR a The Physiological Society (Londýn a Cambridge). Na Přírodovědecké fakultě UK v Praze a na Lékařské univerzitě v Kazani přednáší fyziologii živočichů a člověka. V roce 2011 získal čestnou oborovou medaili J. E. Purkyně a na návrh předsedy AV ČR medaili Josefa Hlávky.
Vyskočil František

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné