对温度、触觉和疼痛作出反应的感觉神经元能够适应重复的刺激,从而改变身体对这些感觉的体验。在最近发表于《美国国家科学院院刊》的一篇论文中,托马斯·杰斐逊大学的研究人员描述了一种特定的分子变化,这种变化可以解释这种神经元活动的改变,进而影响疼痛感的强度。
神经元通过动作电位发送信号,这涉及通过膜中称为离子通道的微小导管快速交换离子。离子通道还可以快速结束这种交换。这种放电是我们神经系统中信号传递速度惊人且多功能的原因。
随着反复放电,动作电位逐渐变长(它们仍然很快,但没有那么快)。神经科学家多年来一直观察到这种现象,但对其机制知之甚少。新研究澄清:特定钾离子通道中的分子变化加速了它们的关闭并延长了动作电位。
神经科学家、这项研究的资深作者 Manuel Covarrubias 医学博士、哲学博士说:“这种钾通道在终止动作电位方面起着主要作用,但其功能取决于关键的化学修饰。”
也就是说,一组称为磷酸基团的化学物质被添加到钾通道中,以使其更有效地终止动作电位。当通道中没有足够的这些化学物质时,它不会轻易关闭,而导致反复发射的感觉刺激会使动作电位更长并增加疼痛。
通过艰苦的实验,Covarrubias 博士和他的研究团队(包括医学博士生 Tyler Alexander)确定了特定钾通道上可延长动作电位的特定磷酸盐标记位点。现在,潜在的治疗干预有了目标。简而言之,增强钾通道功能的治疗方法可以缓解临床相关的疼痛状况。这项工作是一个杰出的例子,说明分子细节的基础研究如何为临床转化的潜在新方法打开大门。