मस्तिष्क की आंतरिक घड़ी सर्कैडियन दर्द चक्र को संचालित करती पाई गई

दर्द शिखर और गर्त घड़ी का पालन क्यों करते हैं

दीर्घकालिक दर्द के साथ रहने वाला कोई भी व्यक्ति जानता है कि यह पूरे दिन स्थिर नहीं रहता। कुछ रोगियों के लिए सुबह जल्दी दर्द तीव्र होता है, जबकि अन्य को दोपहर के अंत में लक्षण बदतर लगते हैं। दशकों तक इस घटना को गतिविधि स्तर या दवा के समय के लिए जिम्मेदार माना जाता था, लेकिन Science पत्रिका में प्रकाशित नई खोज से पता चलता है कि मस्तिष्क स्वयं दर्द विनियमन से संबंधित एक जैविक घड़ी रखता है।

एक शोध दल ने तंत्र को हाइपोथैलेमस में विशेषीकृत न्यूरॉन्स तक पहुंचाया, मस्तिष्क का एक छोटा क्षेत्र जो नींद, भूख और शरीर के तापमान सहित शरीर के कई लयबद्ध कार्यों को नियंत्रित करता है। Optogenetics और single-cell RNA sequencing का उपयोग करते हुए, दल ने दिखाया कि इन न्यूरॉन्स का एक विशिष्ट समूह मुख्य circadian घड़ी जीन व्यक्त करता है और पूरे दर्द-संवेदनशील प्रणाली की संवेदनशीलता को नियंत्रित करने वाली पूर्वानुमानित दैनिक चक्र में सक्रिय होता है।

विस्तार में हाइपोथैलेमिक ऑसिलेटर

अध्ययन में suprachiasmatic nucleus और इसके पड़ोसी क्षेत्रों में GABAergic न्यूरॉन्स की एक जनसंख्या की पहचान की गई जो nociception के लिए एक मास्टर ऑसिलेटर के रूप में कार्य करता है — शारीरिक प्रक्रिया जिसके द्वारा तंत्रिका तंत्र दर्द का पता लगाता है और संकेत देता है। ये न्यूरॉन्स रीढ़ की हड्डी के dorsal horn दोनों को और periaqueductal gray को प्रक्षेपण भेजते हैं, एक मध्य मस्तिष्क क्षेत्र जो दर्द धारणा को नियंत्रित करने के लिए जाना जाता है।

केवल इन न्यूरॉन्स में घड़ी जीन Bmal1 को चुनिंदा रूप से बाधित करके, शोधकर्ताओं ने चूहों में दर्द संवेदनशीलता की सामान्य दैनिक लय को रद्द कर दिया, बिना किसी अन्य circadian व्यवहार जैसे नींद-जागरण चक्र या गतिविधि को प्रभावित किए। जानवर पूरी 24 घंटे की अवधि में यांत्रिक और तापीय उत्तेजनाओं के लिए समान रूप से अत्यधिक संवेदनशील हो गए, यह सुझाव देते हुए कि हाइपोथैलेमस में अक्षत घड़ी कार्य सामान्य रूप से कुछ घंटों के दौरान कम संवेदनशीलता की एक सुरक्षात्मक घाटी प्रदान करता है।

इसके विपरीत, जब दल ने एक ही न्यूरॉन्स में घड़ी-जीन अभिव्यक्ति को कृत्रिम रूप से बढ़ाया, तो चूहों ने दर्द असंवेदनशीलता की विस्तारित अवधि दिखाई, एक खोज जिसमें दर्दनाशक हस्तक्षेप के विकास के लिए स्पष्ट निहितार्थ हैं जो घड़ी की प्राकृतिक लय के साथ संरेखित होते हैं।

दीर्घकालिक दर्द स्थितियों से जुड़ाव

नैदानिक प्रासंगिकता काफी है। Rheumatoid arthritis, fibromyalgia, माइग्रेन और neuropathic दर्द सहित स्थितियां सभी लक्षण गंभीरता में अनुमानित diurnal उतार-चढ़ाव द्वारा विशेषता हैं। अब तक, इन उतार-चढ़ावों का जैविक आधार खराब रूप से समझा गया है। यह शोध एक यांत्रिक व्याख्या प्रदान करता है: हाइपोथैलेमिक दर्द घड़ी संवेदनशीलता का एक baseline tone निर्धारित करता है, और जब घड़ी बाधित होती है — shift work, jet lag, नींद की कमी या बीमारी से — सुरक्षात्मक गर्तें गायब हो जाती हैं।

दल ने आगे दिखाया कि दीर्घकालिक तनाव, जो लगातार दर्द राज्यों के विकास का एक सामान्य अग्रदूत है, हाइपोथैलेमिक दर्द ऑसिलेटर के आयाम को धीरे-धीरे नष्ट करता है। एक stress-exposed माउस मॉडल में, दर्द संवेदनशीलता की circadian लय कई हफ्तों में समतल हो गई, जो उसी तरह mirrors करता है जैसे कि कई रोगी central sensitization syndromes के साथ रिपोर्ट करते हैं कि उनकी स्थितियों की प्रगति के रूप में लयबद्ध लक्षण विविधता में कमी आई है।

Chronotherapy की संभावना

Chronotherapy — जैविक लय के साथ संरेखित करने के लिए दवा वितरण के समय का अभ्यास — पहले से ही oncology और cardiovascular medicine में उपयोग किया जाता है लेकिन दर्द प्रबंधन में बहुत कम खोजा गया है। नई खोजें सुझाती हैं कि non-opioid analgesics काफी अधिक प्रभावी हो सकते हैं यदि हाइपोथैलेमिक घड़ी के naturally दर्द signaling के विरुद्ध काम कर रहे windows के दौरान प्रशासित किए जाएं, संभवतः समान राहत प्राप्त करने के लिए कम खुराक की अनुमति देते हैं।

शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि light exposure, जो suprachiasmatic nucleus को entrain करने वाली primary zeitgeber है, सिद्धांत रूप में ऑसिलेटर के pain-suppressive phase को shift या reinforce करने के लिए उपयोग की जा सकती है। यह non-pharmacological interventions जैसे morning bright-light therapy की संभावना को बढ़ाता है रोगियों के लिए adjunct के रूप में circadian-phase disruption के साथ दीर्घकालिक दर्द में योगदान दे रहा है।

अगले कदमों में functional neuroimaging और circadian biomarkers का उपयोग करके इन निष्कर्षों को human subjects में अनुवाद करना शामिल है। Existing analgesics के timed administration के आधार पर clinical trials individual chronotype के अनुसार पहले से ही कई संस्थानों में China और Europe में डिज़ाइन किए जा रहे हैं पेपर के प्रकाशन के बाद।

यह लेख Science (AAAS) द्वारा रिपोर्टिंग के आधार पर है। मूल लेख पढ़ें।