偏头痛模型中,脑脊液流入直接激活三叉神经元。
偏头痛的病理生理学仍未完全阐明。一些研究表明偏头痛主要由中枢神经系统(CNS)外的因素引发,但对于约三分之一的患者来说,头痛发作前往往会出现先兆,这可能与皮层扩散性抑制(CSD)的短暂神经缺陷相关。然而,皮层中的病理事件影响外周感觉神经元的机制仍未清楚。
近日,来自哥本哈根大学的Maiken Nedergaard研究团队在Science发表了一项新研究,其通过小鼠偏头痛模型观察到,CSD发生后,蛛网膜下腔的脑脊液(CSF)将信号从皮质直接传递到三叉神经节中的细胞体,建立了大脑和三叉神经细胞之间的非突触信号传递,从而引发先兆性偏头痛。
这一研究确定了脑和外周感觉系统之间,一种新型的、与突触信号无关的偏头痛的重要发作机制。可能为预防和治疗偏头痛提供了一条新途径。
文献正文摘译(来源于网络):
偏头痛是一种使人衰弱的神经系统疾病,全球约有1.48亿人受其影响。最近开发的药物虽然有助于减轻头痛,但并不是对每个人都有效。尽管偏头痛的确切原因仍难以捉摸,但研究表明,偏头痛很可能始于神经活动的病理性爆发。在偏头痛先兆期间,研究人员观察到一种类似癫痫发作的现象,称为CSD,其中一波异常的神经放电会缓慢地传播至大脑的外层,即皮层。
从暴露于CSD的动物中收集的CSF,部分通过CSF携带的降钙素基因相关肽(CGRP)激活了小鼠中的三叉神经元。我们确定了一条中枢神经系统和外周神经系统之间的通信途径,这可能解释了偏头痛先兆与头痛之间的关系。
尽管我们常常说头痛,但由于大脑本身不包含痛觉神经元,因此来自大脑的信号必须以某种方式到达外周神经系统(即身体各部位与大脑之间的神经)才能引起头痛。也就是说,它的信号需要从中枢神经系统(CNS)传递到外周神经系统(PNS)的神经末梢激活痛觉受体。具体来说,它们必须到达大脑下方被称为三叉神经节的两个神经元团块,这些神经团块支配着我们面部和头部的两侧。科学家知道,三叉神经节的痛觉纤维位于脑膜中——脑膜是包裹和保护大脑的薄而脆弱的膜。
因此,到目前为止,关于疼痛感觉的最合理解释是,CSD事件导致大脑释放化学信号,在先兆后激活这些痛觉纤维。在这种CNS与PNS之间的信号传递过程中,CSD起着关键作用。CSD是一种由谷氨酸、钾离子扩散引起的神经元、胶质细胞去极化现象,并且会像水波一样在神经元间缓慢扩散和传播。
作用机制图(来源:Science )
作用机制图分解(图源自Science ,图片中的中文为自行翻译)
延伸阅读:
美国哈佛医学院转化神经科学家Rami Burstein表示,通过改变三叉神经节神经元周围的分子环境,可以诱导对头痛的感知,这种想法非常具有革命性,非常新颖。但目前尚不清楚这种激活如何产生特定的、选择性的头痛的感觉,未来的研究需要解释三叉神经节如何管理其他身体部位(如牙齿和耳朵),使它们免受疼痛的影响。
西班牙瓦尔德希伯伦大学医院(Vall d’hebron University Hospital)的神经学家Patricia Pozo-Rosich表示:“其他几种可能激活三叉神经节的分子的发现,可能指向新的治疗方法。这项研究的发现令人鼓舞,它表明:CGRP不是唯一的靶点。”