Chronische Schmerzen betreffen Hunderte Millionen Menschen weltweit und sind eine der Hauptursachen für Behinderungen, die mehr Behinderungen verursachen als Krebs und Herzerkrankungen. Kanadische Forscher, darunter Michael S alter von SickKids, bringen Licht in die molekulare Dynamik chronischer Schmerzen. Sie haben eine entscheidende Rolle für eine Klasse von Zellen, die im Gehirn und im Rückenmark vorhanden sind, Mikroglia genannt, bei Schmerzen aufgedeckt. Sie haben festgestellt, dass die Signalübertragung von Mikroglia zu Neuronen entscheidend für die Entwicklung von Schmerzüberempfindlichkeit nach Verletzungen ist, aber auch für eine der paradoxen Wirkungen, die Morphin und andere Opioide manchmal hervorrufen, die sogenannte Hyperalgesie, die eine Erhöhung der Schmerzempfindlichkeit darstellt. Die Identifizierung dieser Hauptakteure bei der Entwicklung chronischer Schmerzen hilft, wichtige Ziele für die Entwicklung neuer therapeutischer Wege zu identifizieren. Dr. S alter präsentierte seine neuesten Ergebnisse auf dem 9. Annual Canadian Neuroscience Meeting am 26. Mai 2015 in Vancouver, British Columbia.
"Wir entwickeln ein neues Verständnis der Kontrolle von Mikroglia-Neuronen-Interaktionen, die für die Individualisierung von Schmerztherapien entscheidend sein könnten", sagte S alter.
Schmerz ist eine komplexe Erfahrung. Die International Academy for the Study of Pain, IASP, definiert ihn als „eine unangenehme sensorische und emotionale Erfahrung, die mit tatsächlicher oder potenzieller Gewebeschädigung verbunden ist oder in Begriffen einer solchen Schädigung beschrieben wird“. Während akute Schmerzen als Signal nützlich sein können, das uns vor Verletzungen oder sogar dem Tod schützt, und entzündliche Schmerzen uns während der Heilung schützen können, sind chronische neuropathische Schmerzen, die eine Erkrankung des Nervensystems sind, Schmerzen, die nach der Heilung einer Verletzung bestehen bleiben, dient keiner nützlichen Funktion und ist eine der Hauptursachen für Behinderungen.
Die Arbeit in Dr. S alters Labor hat dazu beigetragen, die Veränderungen im Nervensystem zu verstehen und die Schlüsselmoleküle aufzudecken, die die Kaskade von Ereignissen bilden, die zu chronischen Schmerzen führen. Eine zentrale Rolle in dieser Kaskade spielt eine Zellklasse namens Mikroglia. Mikroglia machen etwa 10 % der Zellen des erwachsenen Gehirns und Rückenmarks (auch als Zentralnervensystem bekannt) aus. Zunächst wurde angenommen, dass Mikroglia einfach eine Rolle bei der Unterstützung von Neuronen spielen (der Begriff Glia leitet sich von derselben Wurzel wie Klebstoff ab), später wurde jedoch gezeigt, dass Mikroglia eine wichtige Rolle bei der Reaktion der Wirbelsäule spielen, die auf eine Nervenverletzung folgt.
"Aufregende neue Entdeckungen deuten darauf hin, dass Mikroglia nicht nur bei Krankheitszuständen, sondern auch bei der normalen Entwicklung und Funktion des Gehirns und des Rückenmarks eine entscheidende Rolle spielen", erklärte S alter. "Wir betrachten diese Zellen in einem völlig neuen Licht."
In jüngerer Zeit wurde gezeigt, dass Mikroglia eine viel aktivere Rolle im gesunden Zentralnervensystem spielen und bei der Überwachung und schnellen Reaktion hochaktiv sind - Mikroglia überwachen und kontrollieren die Aktivität von Neuronen im gesunden Nervensystem. Im Hinterhorn des Rückenmarks, dem Bereich, durch den Schmerzsignale zum Gehirn gelangen, blockieren Mikroglia die Hemmung schmerzübertragender Neuronen, wodurch die Übertragung des Schmerzsignals effizienter wird. Dies kann zu Allodynie führen, die als Schmerz aufgrund eines Reizes definiert wird, der normalerweise keine Schmerzen hervorruft.
Nervenverletzung aktiviert einen Rezeptor auf der Mikroglia namens P2X4, der wiederum die Freisetzung eines Moleküls namens Brain Derived Neurotrophic Factor oder BDNF bewirkt. Es wurde gezeigt, dass BDNF eine Rolle beim Lernen im motorischen Kortex spielt, wo seine Freisetzung zu einer verbesserten motorischen Leistung führt. Dr. S alter schlägt vor, dass, wenn aus Mikroglia stammendes BDNF die Ausgabe des schmerzübertragenden Netzwerks im Hinterhorn erleichtert, das Ergebnis verstärkte Schmerzen sind. Wenn BDNF dieses Netzwerk ermöglicht, ist es, als ob Neuronen Schmerzen „gelernt“hätten, und sie werden effizienter in der Übertragung von Schmerzsignalen.
Morphine und andere Opioide werden manchmal verschrieben, um chronische Schmerzen zu behandeln, wenn andere Behandlungen nicht wirken. Während diese Medikamente zur Linderung von Schmerzen sehr wirksam sein können, entwickeln einige Patienten eine paradoxe Wirkung, die als Hyperalgesie bezeichnet wird. Paradoxe Hyperalgesie ist eine Zunahme von Schmerzen, die durch Medikamente verursacht wird, die zur Linderung von Schmerzen verschrieben werden. Die Forschung von Dr. S alter zeigt, dass die Kommunikation zwischen Mikroglia und Neuron entscheidend für die Entwicklung dieses Effekts ist.
Forschungen von Dr. S alter und seinen Kollegen zeigen, wie die Erfahrung von Schmerz das Nervensystem verändern kann, um es empfindlicher für weitere schmerzhafte Erfahrungen zu machen und Schmerzen als Reaktion auf Ereignisse zu empfinden, die bei den meisten Menschen keine Schmerzen verursachen, und wie Opioide paradoxerweise mehr Schmerzen verursachen können. Dr. S alter geht davon aus, dass durch die Ausrichtung auf die in diesen Studien identifizierten Signalwege neue therapeutische Strategien für chronische Schmerzen entwickelt werden
