Forfattere
Smerte er et naturligt signal, der hjælper os med at beskytte vores krop og er afgørende for overlevelse. Men nogle gange kan smerte være skadelig – som i tilfældet med inflammatorisk smerte, der forårsager langvarigt ubehag og endda skader. Forskere og læger ønsker at forstå nøjagtigt, hvordan smertesignaler bevæger sig i kroppen, så de kan finde bedre behandlinger til mennesker, der lider af langvarig smerte. I vores laboratorium studerer vi de små nerveender, der fungerer som kroppens smertesensorer (f.eks. i huden eller tarmene). Vi undersøger, hvordan ændringer i disse nerveender påvirker den måde, hvorpå smertesignaler bevæger sig fra forskellige kropsdele, såsom en fingerspids, til hjernen og rygmarven. Ved at opdage, hvilke ændringer der sker i disse nerveender, håber vi at forstå årsagerne til inflammatorisk smerter og at udvikle nye medicinske behandlinger, der kan mindske smerter uden skadelige bivirkninger.
Smerte er noget, som alle mennesker føler. Selvom det er ubehageligt, er smerte meget vigtigt, fordi det beskytter os. Det advarer os, når vores kroppe er i fare, og hjælper os med at undgå yderligere skade. Uden smerte ville vi måske ikke bemærke skader, og vores kroppe ville være mindre sikre. Tænk på, hvad der sker, hvis du rører ved en varm komfur. Din hånd trækker sig meget hurtigt tilbage, næsten før du er klar over det. Dette sker, fordi specielle nerver under huden, kaldet e nociceptorer, sender et hurtigt signal til hjernen, der siger: “Dette er farligt – flyt dig!”. Smerte fungerer som et alarmsystem, der hjælper med at holde os sikre.
Smerte bliver mere problematisk, når den varer længe og har årsager, der er sværere at forstå. En af grundene til, at dette kan ske, er betændelse. Betændelse er en normal proces, der hjælper kroppen med at bekæmpe bakterier eller helbrede en skade. For eksempel kan du, når du har en mavevirus, føle mavesmerter og få feber. Dette er kroppens måde at beskytte sig selv på og tilskynde til hvile, indtil den får det bedre. Med andre ord signalerer smerten til os, at noget er galt, så vi prøver at hvile os og undgå at spise mad, der belaster fordøjelsessystemet. Normalt har vi det bedre efter et par dage, fordi kroppen har formået at bekæmpe virussen.
Nogle gange fortsætter betændelsen dog i lang tid uden en klar årsag. Et eksempel er Crohns sygdom, hvor betændelsen ikke skyldes noget skadeligt udefra. I stedet begår immunsystemet en fejl og forårsager langvarig betændelse i fordøjelseskanalen. Ved denne type sygdomme kan smerten fortsætte selv e en uden en klar årsag. Det betyder, at forskerne også er nødt til at finde behandlinger, der tager fat på selve smerten.
For at udvikle bedre smertebehandlinger skal forskerne først forstå, hvordan smertesignaler bevæger sig gennem kroppen. Smertebanen består af to hoveddele: det perifere nervesystem og det centrale nervesystem. Det perifere nervesystem består af nerver, der indsamler information fra huden, maven, øjnene, armene og benene og sender den til det centrale nervesystem. Det centrale nervesystem, der består af rygmarven og hjernen, modtager denne information, behandler den og sender kommandoer tilbage til kroppen.
Langs denne bane kan mange ting ændre den måde, smerten opleves på. I hjernen og rygmarven kan informationen blive behandlet forskelligt. Selv i det perifere nervesystem kan nerverne selv blive mere følsomme, ændre deres struktur eller sende signaler hurtigere eller oftere. Alle disse ændringer påvirker, hvordan smertesignaler overføres til hjernen.
I denne artikel vil vi fokusere på den yderste ende af nerven, kaldet den nerveender. Ændringer i nerveenden er vigtige i mange smertelidelser. Vi vil også beskrive nye forskningsmetoder, der gør det muligt for forskere at studere disse små strukturer og se, hvordan de opfører sig.
Nerver er designet til at overføre beskeder gennem kroppen. Disse beskeder bevæger sig ved hjælp af små elektriske signaler, der opstår, når små partikler, kaldet -ioner(som natrium og kalium), bevæger sig ind og ud af nervecellen. Der findes mange typer nerver, men dem, der sender smertesignaler, kaldes nociceptorer. Hver neuron har en hoveddel, kaldet soma, som indeholder alt, hvad cellen har brug for for at overleve. Fra somaen strækker sig to lange forgreninger, lidt ligesom to arme. Den ene forgrening opfanger information fra kroppens organer, såsom huden eller musklerne. Den anden forgrening sender informationen videre til rygmarven og derefter til hjernen. Disse forgreninger kaldes axoner, og du kan forestille dig dem som veje, der forbinder kroppen med hjernen. Langs axonet bevæger ioner sig hurtigt ind og ud, hvilket hjælper signalet med at bevæge sig meget hurtigt. Helt for enden af axonet er der mange små forgreninger, kaldet nerveender. Det er her, signalet starter, inden det bevæger sig langs axonet til somaen og til sidst til hjernen.
Nociceptorer har små detektorer på deres terminaler, der kan genkende mange forskellige ting, der forårsager smerte – såsom meget høje temperaturer eller endda det kemiske stof i chilipebre, der gør maden stærk. Når en af disse detektorer udløses, sender nociceptoren et signal langs sit axon til hjernen. Hjernen fortolker derefter dette signal, og vi oplever det som smerte (Figur 1) [1].
I mange år var det meget svært for forskere at studere nerveender, fordi de normalt er skjult dybt inde i organerne [2]. For at se dem måtte forskerne ofte fjerne nerver fra kroppen, hvilket gjorde det svært at forstå, hvordan de virkelig fungerer i et levende dyr. I vores laboratorium ønskede vi at undersøge nerveenderne i nociceptorer, mens de stadig befandt sig inde i kroppen. For at gøre dette var vi nødt til at finde et sted, hvor nerveenderne var lette at se uden at skade dyret. Vi opdagede, at hornhinden (det klare ydre lag af øjet) er perfekt til dette formål. Da hornhinden er gennemsigtig, kan vi se nerveenderne direkte gennem den.
Sådan fungerer metoden: Først injicerer vi et specielt stof i dyret (i dette tilfælde en mus), som lyser, når nerveenderne er aktive. Ved hjælp af et mikroskop kan vi observere de lysende nerveender i realtid. Dette giver os mulighed for at studere, hvordan nerveenderne opfører sig under normale forhold, og også når dyret oplever smerte eller betændelse [3].
Du har måske bemærket, at når du er syg eller skadet, kan ting, der normalt ikke gør ondt, pludselig gøre meget ondt. For eksempel føles det normalt at sluge vand, når du er rask, men det kan være meget smertefuldt, hvis du har ondt i halsen. Hvorfor sker det? For at forsøge at besvare dette spørgsmål brugte vi vores specielle metode til at observere nerveenderne i nociceptorerne i hornhinden. Vi sammenlignede, hvordan de opfører sig, når kroppen er rask, og når der er betændelse. Normalt starter et smertesignal et stykke inde i enderen og bevæger sig derefter langs axonet til hjernen. Men under betændelse opdagede vi, at udgangspunktet for dette signal flytter sig tættere på selve enden af nerven (figur 2) [3, 4]. Denne ændring betyder, at nerven sender hyppigere og stærkere signaler ud. Det er lidt som at rulle en sten ned ad et bjerg: jo højere oppe man slipper stenen, jo mere fart får den, og jo større er chancen for, at den når bunden. På samme måde har signalet større chance for at nå hjernen, når udgangspunktet for signal en flytter sig tættere på terminalen. Hjernen fortolker derefter denne ekstra aktivitet som stærkere smerte. Dette kan være med til at forklare, hvorfor simple handlinger, som f.eks. at synke, kan føles meget mere smertefulde, når halsen er betændt.
I dag er udvalget af smertestillende medicin begrænset, især for mennesker med mave- og tarmsygdomme. Mange patienter med lidelser som inflammatorisk tarmsygdom lider af stærke mavesmerter, men ofte findes der ingen gode behandlinger. I vores laboratorium ønskede vi at undersøge, om vi kunne bruge det, vi havde lært om nerveenderne, til at stoppe smerten lige der, hvor den opstår.
Kan du huske detektorerne på nociceptor-enderne, der registrerer skadelige ting, som varme eller det stærke kemikalie i chilipeber? En af disse detektorer kaldes TRPV1. Når TRPV1 åbner – f.eks. når den aktiveres af chilipeber – skaber den en “indgang” til nerven. Vi påviste, at mens denne indgang er åben, kan forskere indføre et særligt stof i nerven, der blokerer natriumkanaler [5]. Natrium er den ion, som nerverne har brug for til at skabe og sende elektriske signaler. Hvis natriumkanalerne blokeres, kan nerven ikke sende smertesignalet til hjernen. Ved hjælp af denne metode kunne vi blokere smertesignaler generelt [5] (figur 3) og specifikt i tarmene hos rotter [6]. Dette resultat viste, at det i fremtiden måske vil være muligt at behandle mavesmerter ved at målrette behandlingen mod smerten helt fra starten, nemlig ved nerveenderne.
I vores forskning fokuserer vi på, hvordan smertesignaler bevæger sig fra kroppen til hjernen, og hvordan ændringer langs denne vej kan føre til langvarig eller meget stærk smerte. Ved at udvikle nye metoder til at studere de små nerveender kan vi se, hvordan smertesignaler opstår, og hvordan betændelse forstærker dem. Denne viden hjælper os ikke kun med at forstå smerte bedre – den viser os også nye måder at behandle den på. Ved at målrette behandlingen mod selve nerveenden kan vi muligvis udvikle behandlinger, der mindsker smerten mere effektivt og med færre bivirkninger. Vores mål er at tage det, vi lærer i laboratoriet, og omsætte det til konkrete løsninger, der kan hjælpe mennesker, der lider af kroniske smerter.
Nociceptor: En særlig type nervecelle, hvis opgave er at registrere skadelige påvirkninger og sende smerterelaterede signaler til hjernen.
Betændelse: Kroppens reaktion, når den er skadet eller bekæmper bakterier, hvilket omfatter produktion af stoffer, der beskytter væv. Nogle gange kan betændelse vare for længe eller opstå ved en fejl.
Nerveender: Den yderste ende af axonet, ofte inde i et organ. Det er her, smertesignaler opstår, inden de sendes videre til hjernen.
Ioner: En ion er et atom eller molekyle, der bærer en elektrisk ladning. I kroppen har ioner positive eller negative ladninger og er vigtige for at skabe elektriske signaler i nerveceller.
Soma: Nervecellens “hovedkrop”. Den indeholder de dele, der holder cellen i live og i funktion.
Axon: En lang forgrening af en nervecelle, der transporterer information ved hjælp af små partikler kaldet ioner, ligesom en vej, der forbinder forskellige dele af nervesystemet.
TRPV1: En “port” på smertefølsomme nerveceller, der reagerer på høj varme eller stærke krydderier som f.eks. chilipeber.
Natriumkanaler: Natriumkanaler er små proteintunneler i membranen på en nervecelle, der lader natriumioner trænge ind i cellen. Disse natriumioner hjælper med at igangsætte og videreformidle elektriske signaler, der gør det muligt for nervecellerne at kommunikere.
[1] Binshtok, A. M. 2011. Mechanisms of nociceptive transduction and transmission: a machinery for pain sensation and tools for selective analgesia. Int. Rev. Neurobiol. 97:143–77. doi: 10.1016/B978-0-12-385198-7.00006-0
[2] Aleixandre-Carrera, F., Engelmayer, N., Ares-Suárez, D., Acosta, M. D. C., Belmonte, C., Gallar, J., et al. 2021. Optisk vurdering af nociceptiv TRP-kanalfunktion ved den perifere nerveender. Int. J. Mol. Sci. 22:481. doi: 10.3390/ijms22020481
[3] Gershon, D., Negev-Goldstein, R. H., Abd Al Razzaq, L., Lev, S., og Binshtok, A. M. 2022. In vivo optiske registreringer af iondynamik i primære nociceptive terminaler i musens hornhinde. STAR Protoc. 3:101224. doi: 10.1016/j.xpro.2022.101224
[4] Goldstein, R. H., Barkai, O., Íñigo-Portugués, A., Katz, B., Lev, S., Binshtok, A. M., et al. 2019. Placering og plasticitet af natriumspike-initieringszonen i nociceptive terminaler in vivo. Neuron 102:801–12.e5. doi: 10.1016/j.neuron.2019.03.005
[5] Binshtok, A. M., Bean, B. P., og Woolf, C. J. 2007. Hæmning af nociceptorer ved TRPV1-medieret indtrængning af uigennemtrængelige natriumkanalblokkere. Nature 449:607–10. doi: 10.1038/nature06191
[6] Mazor, Y., Engelmayer, N., Nashashibi, H., Rottenfußer, L., Lev, S., Binshtok, A. M., et al. 2024. Dæmpning af colitis-induceret visceral overfølsomhed og smerte ved selektiv inaktivering af TRPV1-udtrykkende fibre i rottekolon. Inflamm. Bowel Dis. 30:1843–51. doi: 10.1093/ibd/izae036
Forbrændinger er almindelige skader, der opstår, når varme, varme væsker, kemikalier, elektricitet eller endda solen beskadiger huden. Nogle forbrændinger er milde, som f.eks. solskoldning, mens andre kan være så alvorlige, at de beskadiger muskler, knogler eller endda organer. Mens de fleste forbrændinger er smertefulde, kan de mest alvorlige faktisk være smertefri, fordi de ødelægger nerverne. Forbrændinger svækker også hudens naturlige barriere, hvilket øger risikoen for infektion. Kroppen heler forbrændinger i tre faser, men dybere forbrændinger tager længere tid at komme sig over og kan efterlade permanente ar. Behandlingen afhænger af sværhedsgraden – nogle forbrændinger kan køles med vand, mens andre kræver akut lægehjælp. Denne artikel undersøger, hvad der forårsager forbrændinger, hvordan de klassificeres, og hvordan de heler, hvilket hjælper børn og deres omsorgspersoner med at forstå, hvordan man forebygger, håndterer og kommer sig efter disse skader.
…
Forestil dig dine knogler som fundamentet i et hus – de holder ikke kun din krop oprejst, men beskytter også dine organer og hjælper endda med at producere blodceller. Knogler består af en kombination af kollagen, som giver dem fleksibilitet, og mineraler som calcium, som giver dem styrke, og de spiller en afgørende rolle i kroppen. Vidste du, at dine tænder også er afhængige af stærke knogler? Alveolærknoglen, som støtter dine tænder, skal forblive sund for at sikre, at dit smil forbliver stabilt. Inde i knoglerne findes der specielle celler: osteoblaster opbygger ny knogle, mens osteoklaster “nedbryder” den gamle knogle. Når disse celler er ude af balance, kan der opstå knogletab omkring tænderne, som det ses ved parodontitis, en almindelig mundsygdom hos voksne. For at forebygge parodontitis er det afgørende at opretholde god mundhygiejne, en sund kost og en afbalanceret livsstil. Disse ting øger chancerne for, at dine knogler og tænder forbliver stærke og beskyttede gennem hele dit liv.
…
Bæredygtigt udviklingsmål 8: Anstændigt arbejde og økonomisk vækst har til formål at hjælpe mennesker med at få sikre og retfærdige jobs og tjene nok penge til at forsørge deres familier og lokalsamfund. Dette mål handler om at hjælpe virksomheder med at vokse på en bedre måde og behandle arbejdstagere retfærdigt. At skabe et nyt produkt, hæve eller sænke arbejdstagernes lønninger eller ændre måden, hvorpå arbejdet udføres, indebærer risikable beslutninger, som virksomhedsejere skal overveje. I øjeblikket er et stort spørgsmål, om virksomhederne skal holde fast i traditionelle metoder eller investere i smarte robotter og kunstig intelligens, som kan hjælpe dem med at arbejde hurtigere og bedre. Disse valg kan se enkle ud, men de har vigtige konsekvenser: hvor mange mennesker der får arbejde, hvilken slags arbejde de udfører, og endda hvor meget penge de tjener. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan teknologi kan forandre den måde, mennesker arbejder på, og hvordan forskere kan bruge matematiske modeller til at få et indblik i, hvordan fremtidens arbejdspladser kan komme til at se ud.
…
Alle føler sig bange nogle gange, men når en frygt bliver så stærk, at den forhindrer os i at gøre ting, vi gerne vil eller skal, og forstyrrer vores dagligdag, kan det betragtes som en fobi. At være bange for skræmmende ting, som højder, havet eller rotter, er godt og vigtigt for overlevelsen, men for meget frygt kan være skadelig og forårsage psykisk eller fysisk lidelse. Fobier udvikles på grund af mange faktorer. En faktor er genetik, hvilket betyder, at fobier kan nedarves i familien. Fobier kan også skyldes miljømæssige påvirkninger, såsom særligt skræmmende oplevelser. Derudover kan fobier opstå på grund af noget, der kaldes frygtkonditionering, hvor hjernen lærer at forbinde noget harmløst med en følelse af fare. Fobier kan endda udvikle sig ved at se en anden være bange for noget ( ). I denne artikel diskuterer vi nogle af de måder, hvorpå en fobi kan udvikle sig, og hvordan de kan behandles.
…