许多疼痛患者都有这样的切身体会:白天疼痛相对轻微,可一到夜深人静,疼痛会明显加剧,让人备受煎熬。疼痛为何会呈现出如此显著的昼夜波动?其背后的原因一直未被完全阐明。近日,中国科学技术大学教授张智团队揭开疼痛随昼夜波动的神经密码,相关成果3月20日发表在《科学》。
研究团队选取了昼伏夜出的小鼠作为研究对象。他们检测了疼痛模型小鼠的疼痛敏感性变化,发现夜行性的小鼠在白天休息时对疼痛格外敏感;而人类作为昼行生物恰好相反,在夜晚休息时痛感更强。这说明,疼痛的昼夜差异是生物界的普遍规律,我们的身体就像装了“痛感调节器”,活动时悄悄把痛感调弱,休息时却不经意间将其放大。
研究人员表示,操控这一“痛感调节器”的是大脑的下丘脑中的一个区域,名为视交叉上核(SCN)。它是身体的“主生物钟”,就像一个精准的指挥中心,睡眠、体温变化、激素分泌的节律都由它统一调度。团队利用先进的病毒示踪技术,成功在实验小鼠中追踪出一条从下丘脑SCN通往脊髓的疼痛调控神经环路。研究发现,受到SCN昼夜节律性活动的调控,这条神经环路上的神经元,白天和晚上的活跃程度完全不同,像遥控器一样可以精准控制脊髓上行传递的痛觉信号强弱。小鼠的SCN白天更兴奋,驱动这条环路把痛觉拉满;而到了夜间,SCN活动减弱,痛感也自然降低。团队还发现,人为调节这些神经元时,小鼠原本的疼痛昼夜差异竟然消失了。这些结果表明,正是这条神经环路的节律性活动,造成了白天和晚上的痛感天差地别。
下丘脑生物钟调控疼痛的昼夜节律。研究团队供图
由于揭秘了疼痛的昼夜密码,这一成果也为临床上优化疼痛治疗方案、完善时间疗法模式提供了全新的理论依据。例如,对于夜间疼痛加剧的患者,或许应该在夜晚加大镇痛药物的剂量,以达到“精准控痛”的效果。
该工作得到安徽省科学技术厅、“中国脑计划”、国家自然科学基金委员会、中国科学院、中国科学技术大学和安徽医科大学等多方的资助。
相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.ady6455
研究团队合影(从左至右分别为张智、晋艳、唐兰、娄倩倩、李乐娴、卫鸿芮)。中国科学技术大学供图
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