Ученые наконец-то выяснили, что вызывает мигрень
Новое исследование показало, как распространяющаяся волна нарушений и потоков жидкости в мозге провоцирует головную боль, связывая неврологические симптомы ауры с последующей мигренью. В ходе исследования также были выявлены новые белки, которые могут стать основой для новых лекарств от мигрени.
"В этом исследовании мы описываем взаимодействие между центральной и периферической нервной системой, вызванное повышенной концентрацией белков, высвобождающихся в мозге во время эпизода распространяющейся деполяризации - явления, ответственного за ауру, связанную с мигренью", - говорит старший автор работы Майкен Недергаард, содиректор Центра трансляционной нейромедицины Рочестерского университета.
"Эти результаты дают нам множество новых мишеней для подавления активации сенсорных нервов с целью профилактики и лечения мигрени и усиления существующих методов лечения".
Многим мигреням предшествует аура
Примерно каждый десятый человек страдает мигренью, и в четверти случаев головной боли предшествует аура. Это сенсорное расстройство может включать вспышки света, слепые пятна, двоение в глазах, ощущение покалывания или онемение конечностей, которое обычно возникает за пять-шестьдесят минут до головной боли.
Причиной ауры является явление, называемое кортикальной распространяющейся депрессией. Это временная деполяризация нейронов и других клеток, вызванная диффузией глутамата и калия, распространяющаяся по мозгу подобно волне, снижающая уровень кислорода и ухудшающая кровоток.
Чаще всего деполяризация происходит в центре обработки зрительной информации мозга, отсюда и зрительные симптомы, которые часто предшествуют мигрени.
Мозговая коммуникация во время мигрени
Хотя ауры возникают в мозге, сам мозг не может ощущать боль. Вместо этого болевые сигналы передаются из центральной нервной системы (состоящей из головного и спинного мозга) в периферическую нервную систему, которая включает сенсорные нервы, отвечающие за передачу информации о прикосновениях и боли.
До недавнего времени процесс коммуникации между мозгом и периферическими нервами при мигрени оставался загадкой.
Жидкости, циркулирующие в мозге
Недергард и ее коллеги из Рочестерского университета и Копенгагенского университета - известные пионеры в понимании того, как жидкости циркулируют в мозге.
В 2012 году лаборатория Недергард первой описала глимфатическую систему, которая использует спинномозговую жидкость (СМЖ) для удаления токсичных белков в мозге.
Вместе с экспертами в области гидродинамики команда построила подробные модели того, как CSF движется в мозге, а также ее роль в транспортировке белков, нейротрансмиттеров и других типов химических веществ.
Неожиданный источник мигрени
Ранее ученые утверждали, что за головные боли, следующие за аурой, отвечают нервные окончания на внешней поверхности мембран, окружающих мозг.
Однако новое исследование, проведенное на мышах, описывает другой путь и выявляет белки - многие из которых в настоящее время являются потенциальными мишенями для новых лекарств, - которые могут отвечать за активацию нервов и вызывать боль.
По мере распространения волны деполяризации нейроны выделяют в ЦСЖ различные воспалительные белки (а также белки других типов).
Исследование показало, как CSF переносит эти белки в тройничный ганглий - массивный пучок нервов, расположенный у основания черепа, который снабжает сенсорной информацией голову и лицо.
Ранее ученые предполагали, что тройничный ганглий, как и остальные части периферической нервной системы, находится за пределами гематоэнцефалического барьера, который жестко контролирует, какие молекулы попадают в мозг и покидают его.
Однако Недергаард и ее команда обнаружили ранее неизвестную брешь в барьере, позволяющую CSF течь прямо в тройничный ганглий и подвергать сенсорные нервы воздействию белков, выделяемых мозгом.
Идентификация участвующих белков
Эксперты идентифицировали двенадцать белков, называемых лигандами, которые связываются с рецепторами сенсорных нервов, расположенных в тройничном ганглии, потенциально вызывая активацию этих клеток. Концентрация некоторых из этих белков, обнаруженных в ЦСЖ, увеличивалась более чем в два раза после кортикальной распространяющейся депрессии.
Один из этих белков, пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), уже является мишенью нового класса лекарств, называемых ингибиторами CGRP, которые направлены на лечение и профилактику мигрени.
Другие идентифицированные белки, как известно, играют роль в других болевых состояниях, таких как нейропатическая боль, и, вероятно, также важны при мигренозных головных болях.
Мишени для новых лекарств от мигрени
"Мы выявили новый сигнальный путь и несколько молекул, которые активируют сенсорные нервы в периферической нервной системе. Среди идентифицированных молекул есть те, которые уже ассоциируются с мигренью, но мы не знали, как именно и где происходит вызывающее мигрень действие", - говорит ведущий автор исследования Мартин Кааг Расмуссен, постдокторант из Копенгагенского университета.
"Определение роли этих недавно выявленных пар лиганд-рецептор может позволить открыть новые фармакологические мишени, что может принести пользу значительной части пациентов, не отвечающих на имеющиеся методы лечения".
Наконец, исследователи обнаружили, что транспорт белков, высвобождаемых в одной стороне мозга, достигает в основном нервов тройничного ганглия на той же стороне, что потенциально объясняет, почему боль возникает на одной стороне головы во время большинства мигреней.
Исследование опубликовано в журнале Science.
