Il dolore può essere prezioso. Senza di esso, potremmo lasciare la nostra mano indugiare su una stufa calda, per esempio. Ma il dolore più duraturo, come il dolore infiammatorio che può insorgere dopo la lesione, può essere debilitante e costoso, impedendoci di portare a termine compiti importanti. In ambienti naturali, la letargia innescata da tale dolore potrebbe persino ostacolare la sopravvivenza.
Secondo una ricerca dei neuroscienziati dell’Università della Pennsylvania, il cervello ha un modo per sopprimere il dolore cronico quando un animale ha fame, permettendogli di andare a cercare il cibo e lasciando intatta la risposta al dolore. Il loro lavoro ha individuato una piccola popolazione di 300 cellule cerebrali responsabili della capacità di dare la priorità alla fame rispetto al dolore cronico, un gruppo di neuroni che possono offrire obiettivi per nuove terapie per il dolore.
“Nelle neuroscienze siamo molto bravi a studiare un comportamento alla volta”, afferma J. Nicholas Betley, un assistente Professore di biologia alla Penn’s School of Arts and Sciences. “Il mio laboratorio studia la fame e possiamo trovare neuroni che ti rendono affamato e manipolare quei neuroni e monitorare la loro attività, ma nel mondo reale le cose non sono così semplici, non sei in una situazione isolata in cui sei solo affamato. Questa ricerca è stata realizzata per cercare di capire come un animale integra più esigenze per arrivare a una conclusione comportamentale che è ottimale”.
“Non avevamo pensato che la fame avrebbe influenzato la sensazione di dolore in modo così significativo”, dice Alhadeff, ” fino a quando abbiamo visto questi comportamenti svolgersi davanti a noi. Se sei un animale, non importa se hai un infortunio, devi essere in grado di superarlo per trovare i nutrienti di cui hai bisogno per sopravvivere “.
Il lavoro sarà pubblicato sulla rivista Cell. Betley e Alhadeff hanno collaborato con Zhenwei Su, Elen Hernandez, Michelle L. Klima e Sophie Z. Phillips di Penn Arts and Sciences; Ruby A. Holland e Bart C. De Jonghe della Penn’s School of Nursing e Caiying Guo e Adam W. Hantman dell’Howard Hughes Medical Institute.
Il laboratorio di Betley si è concentrato sullo studio della fame, in particolare su come la fame può alterare la percezione. Curiosi di come la fame possa interagire con la sensazione di dolore, i ricercatori hanno osservato come i topi che non avevano mangiato per 24 ore hanno risposto al dolore acuto o al dolore infiammatorio a lungo termine, che si pensa implichi la sensibilizzazione dei circuiti neurali nel cervello.
Il team di Penn ha scoperto che i topi affamati rispondevano ancora a fonti di dolore acuto, ma sembravano meno reattivi al dolore infiammatorio rispetto ai loro omologhi ben nutriti. Il loro comportamento era simile a quello dei topi a cui era stato somministrato un antidolorifico antinfiammatorio.
( Vedi anche:Fibromialgia: una rete cerebrale che esplode provoca dolore cronico?).
In un esperimento di condizionamento, i ricercatori hanno scoperto che i topi affamati non evitavano un posto dove erano stati esposti a dolore infiammatorio, mentre i topi che non erano affamati evitavano il posto.
Ciò implica l’interrogativo su quale parte del cervello stesse elaborando questa intersezione tra fame e dolore. Per scoprirlo, i ricercatori hanno sperimentalmente attivato un gruppo di neuroni noti per essere attivati dai neuroni della fame, agouti-related protein (AgRP) e hanno scoperto che le risposte al dolore cronico sono diminuite, mentre le risposte al dolore acuto sono rimaste intatte.
Per ottenere informazioni più specifiche sulla regione del cervello coinvolta, il team ha poi esaminato quale sottopopolazione di neuroni AgRP sembrava integrare i segnali di fame con dolore infiammatorio. Attivando ogni sottopopolazione neuronale AgRP uno alla volta, Betley, Alhadeff e colleghi hanno scoperto che la stimolazione di solo poche centinaia di neuroni AgRP che si proiettano nel nucleo parabrachiale sopprimeva significativamente il dolore infiammatorio.
“E’ stato davvero sorprendente”, dice Alhadeff. “Abbiamo dimostrato che la risposta al dolore acuto era perfettamente intatta, ma il dolore infiammatorio è stato soppresso in misura molto significativa”.
“La cosa veramente interessante per me è che da un cervello di miliardi di neuroni, questo comportamento specifico è mediato da circa 300 neuroni”, dice Betley.
Ulteriori esperimenti hanno individuato il neurotrasmettitore, una molecola chiamata NPY, responsabile del blocco selettivo delle risposte del dolore infiammatorio. I recettori bloccanti NPY hanno invertito gli effetti della fame e il dolore è tornato.
I ricercatori sono entusiasti della potenziale rilevanza clinica delle loro scoperte. Se i risultati saranno replicati negli esseri umani, questo circuito neurale offrirà un obiettivo per migliorare il dolore cronico che può persistere dopo gli infortuni, un tipo di dolore che è attualmente spesso affrontato da farmaci oppioidi, farmaci che inibiscono anche il dolore acuto.
“Non vogliamo interrompere del tutto il dolore”, dice Alhadeff, “ci sono delle ragioni adattative per il dolore, ma sarebbe bello poter prendere di mira solo il dolore infiammatorio“.
Facendo i passi successivi in questa linea di lavoro, i ricercatori vorrebbero mappare in modo più approfondito come il cervello elabora il dolore infiammatorio, identificando idealmente più bersagli per sopprimerlo. E continueranno a considerare il modo in cui i diversi comportamenti di sopravvivenza si integrano nel cervello e in che modo il cervello elabora e dà la priorità ad essi.
“Abbiamo avviato un nuovo modo di pensare a come il comportamento è prioritario“, dice Betley. “Non è che tutte le informazioni siano incanalate verso i tuoi centri di pensiero più alti nel cervello, ma penso che ci sia una gerarchia, una competizione che avviene tra diverse pulsioni, che avviene prima che qualcosa come il dolore sia persino percepito”.
Fonte: Cell
