Алкалоид капсаицин — вещество, которому жгучий перец обязан своим «горячим» характером, — вызывает ощущение жжения и боли, а также жара, подобно тому, как ментол создаёт чувство прохлады [1]. Капсаицин действует преимущественно на «болевые» нейроны, мембраны которых содержат рецептор TRPV1, принадлежащий к семейству неселективных ионных каналов TRP, активируемых некоторыми веществами, а также температурой [1].

Открытие учёных из Гарвардского медицинского института создаёт перспективу «мирного» использования этой молекулы: совместная инъекция капсаицина и анестетика, родственного лидокаину, позволяет добиться локального обезболивания без побочных эффектов, свойственных современным наркозам — замутнение сознания, потеря подвижности и чувствительности к другим (неболевым) стимулам, временная утрата способности говорить [2].

В исследовании, опубликованном в журнале Nature [3], показано, что инъекция смеси анестетика QX–314 (производного лидокаина, используемого в стоматологии) и капсаицина приводит к эффективному блокированию «болевых» нейронов, не затрагивая остальные, отвечающие за прочие чувства и за двигательные функции.

QX–314 обладает обезболивающим действием за счёт снижения активности «болевых» нейронов и повышает болевой порог. Однако, по словам Брюса Бина (Bruce Bean) — профессора нейробиологии Гарвардского Медицинского института и одного из авторов исследования, — «лучше всего он работает, будучи доставлен внутрь „болевых“ нейронов; вне клетки он практически не действует».

«Наша идея заключается в том, — говорит Бин, — что молекула QX–314 достаточно мала, чтобы пройти через небольшой канал» в мембране «болевых» нейронов, образуемый рецептором TRPV1 под действием капсаицина. Таким образом, «жгучая» инъекция «открывает двери» внутрь клетки для анестетика QX–314, вводимого последующей инъекцией. Оказавшись внутри «болевого» нейрона (и только его — ведь TRPV1-рецепторы находятся в мембранах только этого типа нервных клеток!), анестетик временно «выключает» его, и нервные сигналы перестают достигать мозга (см. пояснительную анимацию).

Проверив первоначально это предположение на культуре нервных клеток спинного мозга, учёные перешли к экспериментам на крысах. Животным кололи в лапы смесь капсаицина и анестетика, после чего помещали их на нагретые поверхности. Подопытные крысы терпели гораздо бóльший уровень нагрева, чем те, которым не было сделано такой инъекции. В другом эксперименте инъекции производились в область седалищного нерва, и крыс кололи пластмассовыми палочками различной остроты и жёсткости. Подопытные животные не были обеспокоены даже самыми сильными уколами самых острых палочек, и в то же время они полностью сохраняли подвижность и чувствительность к другим, не болевым стимулам (например, прикосновениям). Этот эксперимент подтверждает, что обезболивающее вещество проникает только в «болевые» нейроны, и ни в какие больше. Болевая чувствительность приходила в норму примерно через четыре часа.

Дэвид Джулиус — профессор Калифорнийского университета и «корифей» в исследовании сенсорных систем (именно в его лаборатории были открыты многие из TRP-рецепторов [1]) — назвал эти эксперименты очень изящными, но отметил, что перед практическим применением нового метода анестезии предстоит решить некоторые важные проблемы. Одно из очевидных затруднений состоит в том, что капсаицин создаёт ощущение жжения даже если прикоснуться к кристаллу или капле раствора этого вещества, не говоря уж о том, чтобы взять его в рот или ввести в кровяное русло. «Если вещество QX „выключает“ нервное волокно достаточно быстро после того, как капсаицин открывает канал, то данное открытие найдёт своё применение в анестезии», — говорит Джулиус [2].

Исследователи уже занимаются преодолением негативного влияния капсаицина, и начали они с самого простого: изменили порядок инъекций, вкалывая QX–314 перед капсаицином. В перспективе, чтобы заменить в клинике традиционные наркозы, такие как новокаин, учёные надеются открыть соединение, подобно капсаицину способное открывать канал в TRPV1-рецепторе, но не обладающее таким раздражающим эффектом.

Литература

1. «Мятный холодок»: почему ментол создаёт ощущение прохлады во рту;
2. Swaminathan N. (2007). Chili pepper cocktail blunts pain. Scientific American;
3. Alexander M. Binshtok, Bruce P. Bean, Clifford J. Woolf. (2007). Inhibition of nociceptors by TRPV1-mediated entry of impermeant sodium channel blockers. Nature. 449, 607-610.