Хроническая боль в спине может быть вызвана поражением нервных волокон

Фото из открытых источников

Хроническую боль в спине часто рассматривают как нечто, требующее контроля, а не лечения. Однако новые исследования показывают, что в некоторых случаях боль может быть вызвана сдавливанием нервов в местах, где им не место, — и этот процесс может быть обратимым. Результаты исследования опубликованы в журнале Bone Research.

В ходе исследований на мышах ученые обнаружили, что гормон, способствующий формированию костной ткани, может выталкивать болевые волокна обратно наружу, облегчая дискомфорт и меняя представление исследователей об одном из самых распространенных заболеваний в мире.

Внутри тонких границ, где межпозвоночные диски соприкасаются с костью, поврежденная ткань после лечения содержала меньше болевых волокон. Джанет Крейн из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса связала это изменение с гормоночувствительными клетками костной ткани.

В трех моделях на мышах эффект усиливался в течение нескольких недель, при этом более длительное лечение приводило к более заметному восстановлению структуры и более сильному обезболивающему эффекту.

Эти достижения позволяют с уверенностью сказать, что это открытие не является простым способом контроля симптомов, и поднимают более глубокий вопрос о том, как гормон оказывает противодействие нервным окончаниям.

После месяца-двух лечения замыкающие пластинки позвонков — тонкие слои между дисками и позвонками — стали выглядеть более плотными и менее пористыми.

Это изменение важно, потому что эти границы помогают распределять силу, и когда образуются трещины или поры, они могут открыть пути для воспаления и нежелательного разрастания нервных волокон.

У мышей, получавших гормон, наблюдались явные улучшения. Они лучше переносили давление, медленнее отступали от жары и пробегали большее расстояние на беговом колесе.

Улучшение структуры и поведения происходило одновременно, что затрудняет объяснение результатов простым облегчением симптомов. Это улучшение особенно заметно на фоне того, что происходит во время дегенерации.

Старение или перенапряжение могут сделать эти границы толстыми, но при этом пористыми, что приводит к проникновению болевых нервов в места, где они обычно не находятся.

Более ранние исследования связали эти поры с проникающими в кость нервами и остеокластами — клетками, разрушающими изношенную кость.

В процессе ремоделирования поврежденных участков остеокласты могут создавать кислую среду, которая облегчает рост нервов. Эта взаимосвязь помогает объяснить, почему укрепление структуры и выталкивание нервов назад может изменить течение хронической боли.

Облегчение боли было вызвано не самим межпозвоночным диском, а остеобластами — клетками, отвечающими за образование новой костной ткани.

Как в лабораторных экспериментах, так и в тканях мышей, эти клетки реагировали на гормон изменением формы концевой пластинки. Эта деталь важна, потому что остеобласты работают изнутри кости, что позволяет им влиять как на прочность, так и на окружающую нервную среду. 

После того как исследователи определили эти клетки как ключевых участников процесса, внимание переключилось на сигнал, который они посылали. Оказалось, что этим сигналом был белок Slit3, который дает растущим нервам команду держаться подальше от определенных участков. Под воздействием гормона остеобласты стали вырабатывать больше Slit3, и расположенные рядом нервные клетки перестали проникать так глубоко в поврежденную ткань.

При дегенерации позвоночника болевые нервы разрастаются в области, где им не место. Новые данные показывают, что гормон может обратить этот процесс вспять, активируя естественные сигналы, которые отталкивают эти нервы.

На этом цепочка не заканчивается. На ступень выше регуляторный белок FoxA2 помогает активировать выработку Slit3. Этот гормон повысил уровень FoxA2 в клетках костной ткани, выращенных в лаборатории, и в позвоночнике стареющих мышей.

Когда исследователи искали контрольные белки, активность которых повышалась после обработки, FoxA2 явно выделялся среди них.

В совокупности эти этапы связывают гормон с клетками костной ткани, а затем с изменениями в поведении близлежащих нервов, формируя более ясную картину того, как работает лечение.

Наиболее убедительные доказательства были получены, когда исследователи удалили ключевые участки этого сигнального пути у генетически модифицированных мышей.

В отсутствие гормонального рецептора в зрелых клетках, участвующих в формировании костной ткани, лечение перестало улучшать пористость, устойчивость к давлению или термостойкость.

Удаление Slit3 привело к тому же результату, полностью нивелировав полезные свойства гормона.

Подобные прямые исследования редко встречаются в биологии боли. Они показывают, что эти молекулы не просто участвуют в процессе, а играют в нем важную роль.

Боль в пояснице является основной причиной инвалидности во всем мире: по оценкам, в 2020 году было зарегистрировано 619 миллионов случаев. В одном 12-месячном исследовании было установлено, что пациенты сообщали о более низких показателях боли во время лечения, хотя оно не было предназначено для непосредственной проверки поведения нервов.

Эти первые сигналы, полученные в ходе экспериментов на людях, делают новые открытия чем-то большим, чем просто лабораторной диковинкой. В то же время они оставляют без ответа важнейший вопрос: действует ли тот же механизм, воздействующий на нервы, в позвоночнике человека.

Поведение мышей может указывать на боль, но оно не может в полной мере отразить сложный и многогранный опыт боли в спине у человека. Исследователи также измеряли длину нервов в срезах тканей, что может не учитывать некоторые волокна и чрезмерно упрощать то, что на самом деле представляет собой сложную и многогранную систему.

Эта неопределенность сохраняется и на следующем этапе, где в клинических испытаниях потребуется тщательно отбирать подходящих пациентов, поскольку боли в пояснице включают в себя множество состояний, которые, вероятно, не имеют одной общей причины.

Тем не менее, картина постепенно проясняется. Боль в спине, по-видимому, возникает из-за нарушения баланса между клетками, которые способствуют росту нервных волокон, и теми, которые его отталкивают.

Если эта модель подтвердится на людях, это может открыть двери для перепрофилирования препарата, уже знакомого специалистам по заболеваниям костей, но на этот раз с гораздо большей точностью.