دانشمندان سازوکار پنهانِ «توقف خاراندن» را در مغز کشف کردند

به گزارش «ساینس‌دیلی» (ScienceDaily)، وقتی خارش آغاز می‌شود، خاراندن معمولا پس از چند لحظه احساس تسکین ایجاد می‌کند. اکنون دانشمندان بخشی از سامانه زیستی را شناسایی کرده‌اند که به مغز اطلاع می‌دهد چه زمانی خاراندن کافی بوده است. این کشف نشان می‌دهد سامانه عصبی چگونه به طور طبیعی رفتار خاراندن را محدود می‌کند و ممکن است توضیح دهد چرا این فرایند در افراد مبتلا به اختلالات مزمن خارش دچار اختلال می‌شود. این یافته‌ها در هفتادمین نشست سالانه «انجمن بیوفیزیک» ارائه شد.

پژوهشگران آزمایشگاه «روبرتا گوالدانی» در دانشگاه لوونِ بروکسل، نقش غیرمنتظره‌ای برای مولکولی موسوم به TRPV۴ در خارش ناشی از تحریک مکانیکی ــ مانند خاراندن ــ شناسایی کردند.

گوالدانی توضیح می‌دهد: «ما در ابتدا TRPV۴ را در ارتباط با درد مطالعه می‌کردیم. اما به جای مشاهده نشانه‌های مرتبط با درد، آنچه به وضوح آشکار شد اختلال در خارش بود؛ به طور مشخص، اختلال در نحوه تنظیم رفتار خاراندن».

TRPV۴ و سامانه عصبی

TRPV۴ بخشی از خانواده‌ای از کانال‌های یونی است که مانند دروازه‌های مولکولی بسیار کوچک در سلول‌های عصبی حسی عمل می‌کنند. این کانال‌ها در پاسخ به تغییرات فیزیکی یا شیمیایی، اجازه عبور یون‌ها از غشای سلولی را می‌دهند. آنها به سامانه عصبی کمک می‌کنند احساساتی مانند دما، فشار و تنش بافتی را تشخیص دهد.

دانشمندان سال‌هاست گمان می‌کنند TRPV۴ در تشخیص تحریک مکانیکی نقش دارد، اما نقش آن در خارش ــ به ویژه خارش مزمن ــ همچنان نامشخص و محل بحث گسترده باقی مانده است.

برای بررسی دقیق‌تر، تیم گوالدانی موش‌های مهندسی‌شده ژنتیکی تولید کرد که در آنها TRPV۴ فقط از نورون‌های حسی حذف شده بود. در مطالعات پیشین، این مولکول در سراسر بدن حذف می‌شد و همین مسئله تعیین محل دقیق عملکرد آن را دشوار می‌کرد.

پژوهشگران با استفاده از تجزیه و تحلیل ژنتیکی، تصویربرداری کلسیمی و آزمون‌های رفتاری دریافتند TRPV۴ در نورون‌های حساس به لمس موسوم به گیرنده‌های مکانیکیِ با آستانه پایین Aβ یا Aβ-LTMRs وجود دارد. این کانال همچنین در برخی نورون‌های حسی مرتبط با مسیر‌های خارش و درد، از جمله نورون‌های بیان‌کننده TRPV۱، مشاهده شد.

چرا خاراندن گاهی متوقف نمی‌شود

سپس تیم پژوهشی نوعی وضعیت خارش مزمن در موش‌ها ایجاد کرد که به درماتیت آتوپیک [نوعی بیماری مزمن پوستی همراه با خارش و التهاب]شباهت داشت. نتایج پژوهش دانشمندان را غافلگیر کرد. موش‌هایی که فاقد TRPV۴ در نورون‌های حسی بودند، در مجموع دفعات کمتری خود را می‌خاراندند؛ اما هر نوبت خاراندن در آنها بسیار طولانی‌تر از حالت طبیعی ادامه پیدا می‌کرد.

گوالدانی می‌گوید: «در نگاه اول، این موضوع متناقض به نظر می‌رسد. اما در واقع نکته بسیار مهمی را درباره نحوه تنظیم خارش آشکار می‌کند».

بر اساس این مطالعه، TRPV۴ صرفا مسئول ایجاد احساس خارش نیست. در عوض، به نظر می‌رسد این مولکول به فعال شدن یک سیگنال بازخورد منفی در نورون‌های حسی مکانیکی (Mechanosensory) کمک می‌کند. این سیگنال به نخاع و مغز اطلاع می‌دهد که خاراندن، تسکین کافی ایجاد کرده است.

بدون این سامانه بازخوردی، احساس تسکین ناشی از خاراندن ضعیف‌تر می‌شود و در نتیجه خاراندن برای مدت طولانی‌تری ادامه پیدا می‌کند. پژوهشگران می‌گویند TRPV۴ ممکن است بخشی از سازوکار درونی سامانه عصبی برای «توقف خاراندن» باشد.

گوالدانی توضیح می‌دهد: «وقتی محل خارش را می‌خارانیم، در نهایت متوقف می‌شویم؛ زیرا یک سیگنال بازخورد منفی به ما می‌گوید که تسکین کافی حاصل شده است. بدون TRPV۴، موش‌ها این بازخورد را دریافت نمی‌کنند و در نتیجه بسیار بیشتر از حالت طبیعی به خاراندن ادامه می‌دهند».

پیامد‌های احتمالی برای درمان خارش مزمن

این یافته‌ها همچنین نشان می‌دهد نقش TRPV۴ در خارش پیچیده‌تر از چیزی است که پیش‌تر تصور می‌شد. این کانال در سلول‌های پوستی ممکن است به ایجاد احساس خارش کمک کند؛ اما در نورون‌ها به نظر می‌رسد در کنترل و محدود کردن رفتار خاراندن نقش داشته باشد.

این تمایز می‌تواند برای توسعه دارو‌های آینده اهمیت زیادی داشته باشد.

«این یافته نشان می‌دهد که مهار گسترده TRPV۴ احتمالا راه حل مناسبی نخواهد بود. درمان‌های آینده ممکن است نیازمند رویکرد‌هایی بسیار هدفمندتر باشند؛ برای مثال، مداخله فقط در پوست، بدون اختلال در سازوکار‌های عصبی که به ما می‌گویند چه زمانی باید خاراندن را متوقف کنیم».

خارش مزمن میلیون‌ها نفر را که با بیماری‌هایی مانند اگزما، پسوریازیس و بیماری کلیوی زندگی می‌کنند تحت تاثیر قرار می‌دهد، اما گزینه‌های درمانی همچنان محدود است. پژوهشگران معتقدند درک این‌که بدن چگونه خارش را کنترل می‌کند ــ از جمله سیگنال‌هایی که مشخص می‌کنند چه زمانی باید خاراندن متوقف شود ــ می‌تواند در نهایت به توسعه درمان‌های موثرتری منجر شود.