Почему лицо чешется не так сильно, как спина

Интенсивность зуда ощущается по-разному в различных частях человеческого тела — пороговые значения раздражения для лица и туловища отличаются. Авторы статьи в Communications Biology показали, что это связано с особенностями нейронного кодирования зуда и боли. Они выявили уникальную популяцию нейронов тройничного ганглия, которые модулируют ощущения зуда на лице посредством вещества P — нейропептида, который участвует в передаче болевого сигнала.

Известно, что нейроны спинального ганглия иннервируют кожу конечностей и туловища, а нейроны ганглия тройничного нерва отвечают за иннервацию сенсорных областей головы и шеи. В передаче зуда участвуют нейроны, которые экспрессируют мозговой натрийуретический пептид (МНП) и соматостатин, а также реагирующие на бета-3-аланин и хлорохин клетки, которые экспрессируют MrgprD и MrgprA3 соответственно. Активация этих сенсорных нейронов запускает высвобождение нейропептидов, таких как МНП или вещество P. При этом в ганглии тройничного нерва существует популяция интернейронов, активирующихся как болью, так и зудом, тогда как в спинальном ганглии эти два сигнала активируют разные интернейроны. 

Ученые провели опыты на различных линиях мышей — им вводили гистамин или хлорохин в разные области тела, чтобы вызвать зуд, а затем оценивали, насколько часто они чешут место инъекции. На зуд щеки животные реагировали слабее, чем на зуд в области загривка, что говорит о меньшей чувствительности лицевой области.

При этом различия в чувствительности не объяснялись плотностью иннервации. Авторы предположили, что реакция на зуд может модулироваться нейронами, которые также передают болевой сигнал. Исследователи получили мышей с нокаутом вещества P. Такие мыши активнее чесали щеку, в которую им вводили гистамин, а реакция на зуд в области загривка у них не менялась. 

Нокаут мозгового натрийуретического пептида (МНП), который в норме экспрессируют активируемые зудом нейроны спинального ганглия, в целом снижал частоту почесываний при инъекциях гистамина. Таким образом, МНП способствует ощущению зуда, а вещество P подавляет его конкретно в лицевой области. 
Авторы проверили, через какие именно рецепторы гистамина индуцируется зуд в разных частях тела. Данные секвенирования РНК единичных клеток показали, что в нейронах спинального ганглия, активируемых зудом, экспрессируется преимущественно HRH1, а в тех, которые отвечают на болевой сигнал — HRH3. 

Ученые показали, что в ганглии тройничного нерва больше сенсорных нейронов, экспрессирующих соматостатин (то есть связанных с ощущением зуда), чем в спинальном ганглии. Аналогичная разница наблюдалась и для вещества P, причем доля нейронов, коэкспрессирующих его и соматостатин, также была выше в ганглии тройничного нерва, чем в спинальном ганглии. 

Затем авторы проанализировали коэкспрессию вещества P и рецепторов к гистамину или хлорохину в сенсорных нейронах, иннервирующих кожу мышей. В спинальном ганглии только 3% нейронов экспрессировали HRH1 и вещество P, в ганглии тройничного нерва их доля составила 5,2%. Такая же разница наблюдалась для нейронов, коэкспрессирующих HRH3 и вещество P (8,5% и 22,6% соответственно) или MrgprA и вещество P (2,3% и 16,9%).
Проанализировав высвобождение нейропептидов в культуре, ученые обнаружили, что сенсорные нейроны тройничного ганглия выделяют значительно больше вещества P, чем нейроны спинального ганглия. При этом в самом тройничном ганглии больше нейронов экспрессируют рецептор к веществу P (TacR1) и рецептор к МНП (Npr1) по сравнению со спинальным ганглием. 

Таким образом, ганглий тройничного нерва, который иннервирует кожу головы и шеи, может преобразовывать сигнал зуда в болевой сигнал. Это объясняет, почему лицевые области в норме менее чувствительны к зуду, чем туловище.  

Как один и тот же участок мозга отличает боль от зуда