疼痛雖然是一種令人不悅的感覺(jué),卻和生物的生存息息相關(guān)——通過(guò)疼痛,我們能區分哪些場(chǎng)合具有危險性,并對它們進(jìn)行規避。這能提高我們的生存幾率。
然而發(fā)表在最新一期《細胞》雜志上的一項研究,卻給我們帶來(lái)了一個(gè)讓人想不通的發(fā)現。生物在饑餓時(shí),對慢性疼痛的感知竟會(huì )變得不敏感,這是為什么呢?在演化上保留這一奇怪的特性,難道對生物會(huì )有什么好處嗎?
▲本研究的通訊作者J. Nicholas Betley教授(前)以及第一作者Amber Alhadeff博士(后)(圖片來(lái)源:Santiago Pulido;This photo shows researchers Amber Alhadeff and J. Nicholas Betley at work.)
還真有!該研究負責人,賓夕法尼亞大學(xué)的J. Nicholas Betley教授說(shuō)道。這名年輕的教授專(zhuān)門(mén)研究饑餓反應,他們課題組想要了解饑餓究竟會(huì )怎樣影響動(dòng)物的行為。在一項實(shí)驗中,研究人員們讓小鼠餓上24小時(shí),然后給它們各種刺激,尋找它們的行為是否會(huì )出現變化。實(shí)驗發(fā)現,那些腳掌上有炎癥反應的小鼠在餓肚子后,舔舐腳掌的行為明顯減少,與服用抗炎止疼藥的小鼠有類(lèi)似的行為。這似乎表明它們對炎癥疼痛變得不敏感了。
有趣的是,這種不敏感僅僅限于炎癥疼痛。“我們發(fā)現急性疼痛的感知力保持得相當完整,但炎癥疼痛的感知被顯著(zhù)抑制了,這令人震驚!” 該研究的第一作者Amber Alhadeff博士說(shuō)道。這一結果表明,餓肚子后的“不敏感”并不是身體整體變遲鈍了,而是有著(zhù)神經(jīng)學(xué)上的主動(dòng)調控。
▲該研究的示意圖(圖片來(lái)源:《細胞》)
那么,這一現象背后的神經(jīng)學(xué)機理是怎樣的呢?為了尋找到將饑餓和疼痛相聯(lián)系的大腦區域,研究人員們開(kāi)始了大海撈針。首先,他們將目光投向了一類(lèi)在饑餓下會(huì )被激活的神經(jīng)元(AgRP神經(jīng)元)。隨后,他們逐群激活了這些神經(jīng)元,以了解哪些細胞也同時(shí)參與了炎癥疼痛的調控。功夫不負有心人,在大量工作下,研究人員們發(fā)現,映射到臂旁核(PBN)的AgRP神經(jīng)元可能是他們苦苦尋找的答案——當這幾百個(gè)神經(jīng)元被激活時(shí),炎癥疼痛也得到了抑制。
“這是一個(gè)非常有趣的發(fā)現,” Betley教授評論道:“我們的大腦里有數十億個(gè)神經(jīng)元,這一特殊的行為僅和300多個(gè)神經(jīng)元有關(guān)。”
進(jìn)一步的研究表明,一類(lèi)叫做NPY的神經(jīng)遞質(zhì)參與了炎癥疼痛反應的選擇性抑制。如果把NPY的受體給“蓋住”,即便小鼠處于饑餓狀態(tài),對疼痛也依舊保持敏感。這一通路有著(zhù)廣闊的臨床應用潛力,并有望帶來(lái)緩解慢性疼痛的新藥。
而在演化上,這條通路也有很重要的意義。Alhadeff博士指出,急性疼痛固然會(huì )指明危險所在,幫助動(dòng)物生存,但炎癥帶來(lái)的慢性疼痛往往只能帶來(lái)不適感,對提高生存率沒(méi)有多少裨益。相反,長(cháng)期的疼痛還會(huì )消磨動(dòng)物的生存意志。在這樣的情況下,長(cháng)期臥病在床的動(dòng)物如果能量攝入不足,饑餓就會(huì )讓動(dòng)物感覺(jué)不到疼痛,鼓勵它們出去覓食,維持生命。區區300多個(gè)神經(jīng)元介導的環(huán)路,其實(shí)對動(dòng)物的生存是有很大幫助的。
從這個(gè)角度看,由于饑餓導致的身體機能遲鈍,在表面上是“餓傻了”,而在更高的維度下,這是由演化帶來(lái)的一大適應性改變。在這方面,大自然可聰明著(zhù)呢。
參考資料:
[1] A Neural Circuit for the Suppression of Pain by a Competing Need State
[2] Being hungry shuts off perception of chronic pain
[3] The mouse brain can prioritize hunger by suppressing pain when survival is at stake
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