Цивилизация
Многие бактериальные инфекции сопровождаются болью. Таковы менингит, кариес, заболевания мочеполовых путей и кишечника и другие им подобные недуги. Специалисты все время считали, что эта боль вызвана воспалением — неизбежным следствием реакции иммунной системы на инфекцию. Действительно, место, куда попали микробы, всегда красное и отекшее. Но оказалось, что все не так. По данным специалистов Бостонского детского госпиталя,
боль вызывают сами бактерии, непосредственно действуя на чувствительные нейроны.
Более того, возбужденные болевые нейроны не стимулируют, а подавляют иммунный ответ и воспаление. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature .
Ученые исследовали молекулярный механизм боли, возникающей при заражении золотистым стафилококком Staphylococcus aureus. Это один из самых распространенных возбудителей больничных инфекций, пневмонии и сепсиса, причина абсцессов и других болезненных патологий. Мышам вводили бактерии в заднюю лапу, и уже через час у них возрастала чувствительность к прикосновению, теплу и холоду, через шесть часов она достигала пика, через сутки проходила. Между тем ткань на лапе краснела и отекала лишь через двое-трое суток после заражения, тогда у мышей развивался второй всплеск болевой чувствительности, более слабый. Так исследователи обнаружили, что боль связана не с воспалением, а с размножением бактерий, причем сила боли зависит от количества живых стафилококков.
Боль вызывают два типа соединений, которые синтезирует S.аureus.
Прежде всего это N-формил пептиды, которые взаимодействуют с рецепторами болевых нейронов и повышают их чувствительность к механическим раздражителям. Второй класс веществ — порообразующие токсины (альфа-токсины). Они встраиваются в мембрану нейрона и создают в ней поры, через которые из клетки выходят ионы кальция — сигнал боли. Результат довольно неожиданный, но еще больше исследователей удивил другой вывод: болевые нейроны, активированные стафилококком, подавляют активность иммунной системы.
Мы привыкли думать, что боль — тревожный сигнал, который мобилизует все силы организма на борьбу с опасностью, в данном случае с инфекцией. А все, оказывается, наоборот: боль подавляет иммунный ответ, а не стимулирует его.
Исследователи обнаружили два механизма борьбы с иммунной системой. Сначала болевые нейроны влияют на первый эшелон защиты организма — врожденный иммунный ответ. Он начинается с того, что к источнику инфекции стекаются нейтрофилы и макрофаги. Активированные стафилококком болевые нейроны выделяют белки, которые заметно сокращают приток этих клеток и не позволяют макрофагам синтезировать фактор некроза опухоли — главную сигнальную молекулу, которая запускает дальнейший иммунный ответ.
Далее бактериальные клетки попадают в лимфатические узлы, где их встречают Т- и В-лимфоциты, создающие вторую волну иммунного ответа. Однако активированные болевые нейроны предотвращают миграцию Т- и В-клеток к лимфатическим узлам. Исследователи работали с трансгенными мышами, болевые нейроны которых не выделяют кальций в ответ на бактериальную инфекцию. У таких мышей зараженное место отекало гораздо сильнее, а лимфатические узлы содержали больше Т- и В-клеток.
То есть при «отключенных» болевых нейронах сама инфекция протекала практически безболезненно, а иммунный ответ на нее был сильнее.
Данные, полученные американскими исследователями, заставляют иначе взглянуть на природу болезненных инфекционных заболеваний. Создавая обезболивающие средства, надо думать о том, как подавить развитие патогена, а не воспалительную или иммунную реакцию. Если мы справимся с болью в зараженных тканях, то сможем блокировать влияние болевых нейронов на иммунную систему.