Nu följs upptäckten av människans ultrasnabba signalsystem för smärta upp med en kartläggning av systemets funktion. Nya rön kan leda till fler sätt att behandla kroniskt smärta.
Projektanslag 2019
An ultra-fast system for mechanical pain signaling
Huvudsökande:
Professor Håkan Olausson
Medsökande:
Linköpings universitet
Walker Jackson
Max Larsson
Karolinska Institutet
Patrik Ernfors
Uppsala universitet
Malin Lagerström
Lärosäte:
Linköpings universitet
Beviljat anslag:
34,5 miljoner kronor under fem år
I en artikel publicerad 2019 kunde en forskargrupp vid Linköpings universitet visa att människan har ett tidigare okänt ultrasnabbt smärtsignaleringssystem. Ett liknande system var redan känt hos andra djur men ingen hade tidigare kunnat visa det i människa. Upptäckten gjorde mer eller mindre av en slump. När forskarna satte upp utrustning för att mäta smärtsignaler gjorde de först en enklare studie för att testa tekniken.
– Vi mätte helt enkelt ledningshastigheten hos alla nervfibrer vi kunde hitta. När vi insåg att vissa smärtreceptorer visade samma hastighet som beröringsreceptorer så blev vi mycket förvånande, säger Håkan Olausson, professor vid Linköpings universitet.
Den rådande uppfattningen om nervsystemet var då att smärtsignaler leds mycket långsammare än de från beröring.
– Men de flesta är nog överens om att det borde ha ett högre överlevnadsvärde att reagera snabbare på smärta än beröring. Men all smärtforskning har hittills fokuserat på de långsammare smärtreceptorerna.
Receptorerna i det nya smärtsystemet har en hastighet av upp till 60 meter per sekund medan de långsamma rör sig endast en meter per sekund.
Tre angreppssätt
Nu kartläggs det ultrasnabba systemet genom ett samarbete mellan tre forskargrupper vid Linköpings universitet, Uppsala universitet och Karolinska Institutet.
– Vi vet att de långsamma smärtsignalerna färdas via ett särskilt ställe i ryggmärgen men vi vet inte om de ultrasnabba använder samma vägar. Vi vet heller inte var de ultrasnabba signalerna tar vägen i hjärnan. Rent krasst är det enda vi vet att de har en mycket snabb ledningshastighet.
Medan forskargruppen i Uppsala koncentrerar sig kring smärtsignalernas väg till hjärnan ska forskarna vid Karolinska Institutet skapa en bättre förståelse av smärtreceptorer på cellnivå.
Olaussons grupp fokuserar på att förstå receptorernas mekanistiska egenskaper. Till sin hjälp har de en svensk innovation för att mäta intensiteten hos smärtsignaler: mikroneurografi. Trots att den uppfanns under 1960-talet används tekniken fortfarande mest i Sverige. Här sticks en 0,2 millimeter tunn nål in i en nerv för att mäta signalerna som passerar. Nålen fungerar som en elektrod som gör det möjligt att se intensiteten hos en signal genom att mäta signalens frekvens.
I Linköping har forskarna utvecklat angreppssättet vidare med hjälp av ultraljud som används för att både hitta rätt nerv och för att hjälpa dem att styra nålen rätt. Ett utmanande arbete eftersom de små nervcellerna har en tendens att ducka för nålen.
– Det är även utmanande för försökspersonerna eftersom de måste sitta helt stilla under de fem timmar som mätningen pågår. Men samtidigt känner de ingen smärta annat än en isande känsla när elektroden tränger in i nerven.
Ett av målen är att undersöka om det ultrasnabba systemet styr vår reflex att t.ex. lyfta på foten om vi trampar på ett häftstift. Preliminära resultat visar att den reflexen uteblir om de snabba receptorerna blockeras.
Försöken görs genom att ge korta strömstötar i huden som efterliknar den plötsliga smärtan. Om detta ger utslag hos de snabba receptorerna så förklarar det reflexen.
Genom att mäta hur stark ström som krävs för en reaktion kan forskarna även vara ett nytt sätt att mäta smärta på spåren. Smärta är en subjektiv upplevelse som i dag mäts genom att patienten ger en uppskattning i form av ett värde på en tiogradig skala.
– Våra försök kan leda till utvecklingen av ett kompletterande sätt att mäta som inte är beroende av den subjektiva upplevelsen, säger Håkan Olausson.
Påverkar inflammation
Forskargruppen vill även undersöka om de snabba receptorer blir mer känsliga efter en inflammation. Vissa inflammationer leder till att minsta hudberöring smärtar men ingen vet ännu varför.
– Vi tror att de ultrasnabba receptorerna kan få en ökad känslighet efter en inflammation. Det är visat i djurexperiment och vi vill se om det stämmer hos människa. Om vi lyckas så ser vi en helt ny mekanism för smärtkänslighet vid inflammation vilket vore mycket spännande.
För att nå dit orsakas en lätt brännskada på huden med hjälp av laser. Om receptorerna blir mer känslig så kan det tyda på att de påverkas av inflammationen.
Till sin hjälp har forskarna även tekniken funktionell magnetresonanstomografi (fMRI) som används för att visualisera hjärnans funktion. Den kan hjälpa dem att förstå var i hjärnan de snabba signalerna tas emot.
Forskargruppen har tillgång till en rad mer ovanliga försöksgrupper som saknar olika receptorer på grund av sjukdom. Vissa av dem saknar förmågan att känna lätt beröring och andra saknar helt förmågan att känna smärta.
– Vi hoppas kunna involvera vissa av dem för att studera funktionen hos receptorerna ännu närmare. Kanske finns det flera olika klasser av dessa smärtreceptorer med skilda funktioner men det vet vi ännu inte, säger Håkan Olausson.
Text Magnus Trogen Pahlén
Bild Charlotte Perhammar, Thor Balkhed Linköpings universitet
