BJ Sessle: Glia Zellen sind an zentraler Sensibilisierung beteiligt

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Brain Behav Immun. 2007 Jul;21(5):634-41. Epub 2006 Oct 20.  

Involvement of glia in central sensitization in trigeminal subnucleus caudalis (medullary dorsal horn).

Department of Oral Physiology, Faculty of Dentistry, University of Toronto, 124 Edward Street, Toronto, Ont., Canada M5G 1G6.

Central sensitization is a crucial mechanism underlying the increased excitability of nociceptive pathways following peripheral tissue injury and inflammation. We have previously demonstrated that the small-fiber excitant and inflammatory irritant mustard oil (MO) applied to the tooth pulp produces glutamatergic- and purinergic-dependent central sensitization in brainstem nociceptive neurons of trigeminal subnucleus caudalis (Vc). Recent studies have implicated both astrocytes and microglia in spinal nociceptive mechanisms, showing, for example, that inhibition of spinal astroglial metabolism or spinal microglial p38MAPK activation can attenuate hyperalgesia in inflammatory pain models but have not tested effects of glial inhibitors on central sensitization in functionally identified spinal nociceptive neurons. The aim of the present study was to determine whether glial cells are involved in the MO-induced central sensitization in Vc nociceptive neurons, by examining the effects of intrathecally applied SB203580 (SB), an inhibitor of p38MAPK, and fluoroacetate (FA), an inhibitor of the astroglial metabolic enzyme aconitase. During continuous superfusion of phosphate-buffered saline over Vc, MO application to the pulp-induced central sensitization in Vc nociceptive neurons reflected in significant increases in cutaneous mechanoreceptive field (RF) size and responses to noxious mechanical stimuli and a decrease in mechanical activation threshold. The i.t. application of SB or FA markedly attenuated the MO-induced increases in pinch RF size and responses to noxious stimuli and the decrease in activation threshold. Neither SB nor FA application significantly affected the baseline (i.e., pre-MO application) RF and response properties. These results suggest that glial metabolic processes are important in the development of Vc central sensitization.

 

Übersetzung

Gliazellen bei der zentralen Sensibilisierung von Trigeminus Subnucleus Caudalis (Hinterhorn des Rückenmarks) beteiligt
 
Die zentrale Sensibilisierung ist ein entscheidender Mechanismus, der zugrunde liegt bei der erhöhten Empfindlichkeit von schmerzverarbeitenden Wegen nach einer Verletzung von Gewebe und Entzündung. Wir haben früher schon gezeigt, dass das Erregungs- und Entzündungsmittel für dünne Nervfasern Senföl (MO), auf die nackte Zahnpulpa aufgebracht, eine glutamerg- und puringerg- abhängige zentrale Sensibilisierung im Stammhirn in den schmerzverarbeitenden Nervzellen des Trigeminus Unterkerns caudalis (Vc) verursacht.
Neuere Studien legen nahe, dass sowohl Astrozyten als auch Microglia an der Schmerzweiterverarbeitung im Rückenmark beteiligt sind, sie zeigen z.B. dass die Behinderung des Stoffwechsels von Rückenmarks Astrozyten und Mikroglia eine Überempfindlichkeit mindert bei entzündlichen Schmerzmodellen, aber sie haben noch nicht getestet, ob die gliale Behinderung bei der zentralen Sensibilisierung von Rückenmarks Nervzellen auch so funktioniert.

Die Absicht dieser Studie war es, festzustellen ob gliale Zellen (Astrozyten und Mikroglia) bei der durch Senföl hervorgerufenen zentralen Sensibilisierung in Vc Nervzellen beteiligt sind. Das wurde untersucht mit Hilfe von in das Rückenmark injiziertem SB203580 (SB) einem chemischen Stoff, der p38MAPK (von Mikroglia produziert) ausschaltet und Fluroacetat (FA), ein Hemmstoff für das Stoffwechselenzym Aconitase der Astrozyten und Mikroglia. Unter dauernder Aufträufelung einer Phoshpat-gepufferten physiologischen Kochsalzlösung über das Operationsgebiet *) im Hirnstamm wurden an den Versuchstieren die bekannten Veränderungen durch die zentrale Sensibilisierung nach Senföl-auf-die-Pulpa gemessen: signifikante Vergrößerung des Hautareals, das Impulse zu einer Nervzelle sendet (Receptive Field) und eine Senkung der mechanischen Schwellwerte.

Gibt man nun intrathekal (in den Wirbelkanal) die Substanzen SB oder FA verkleinert sich die Senföl verursachte Vergrößerung des Hautareals (RF) merklich, sowie die Antwort auf schmerzhafte Reize, und die Schwellwerte vergrößern sich wieder. Weder SB noch FA verändern die Basislinie (also den Zustand ohne Senföl) noch die Übertragungskurve. Diese Ergebnisse legen nahe, dass gliale Stoffwechsel Prozesses wichtig sind in der Entwicklung einer Vc zentralen Sensibilisierung.

 *) operiert muss hier deshalb werden, weil die Forscher  eine elektrische Mikrosonde kontrolliert auf eine einzelne Nervzelle im Stammhirn (für Nichtmediziner: das ist ziemlich genau im ersten Halswirbel)  schieben müssen. Die Tiere sind voll betäubt. Anmerkung des Übersetzers.

Kommentar: B.J. Sessle ist seit mehr 20 Jahren ein Intensivforscher in unserem speziellen Interessengebiet Trigeminus, Ganglion trigeminale, Nucleus Vc Vi Vi/c1 mit einem  Schwerpunkt auf experimenteller Schmerzforschung. Dieser Versuch ist insofern auch von großer Bedeutung, weil hier kein Beinnerv abgebunden wurde, um damit neuropathische Grundlagenforschung zu betreiben, sondern Senföl auf Zahnpulpen gearbeitet wurde. Das macht Herr Sessle schon seit Jahren und weiß deshalb, was dann im Nervgebiet im Stammhirn zu erwarten ist.

Und wieder einmal werden angebliche Gewissheiten aus dem letzten Jahrhundert als Irrtum entlarvt: Die Glia (für Nichtmediziner: das ist praktisch das Baugerüst, die Streben und Stützen für Nerven- und Hirnmasse) hatte bis dahin ja keine direkte Mitdenkfunktion, sondern nur Stütz- und Hilfsdienstfunktion. Jetzt stellt sich heraus, dass das so nicht stimmen kann.

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