Американские исследователи провели серию экспериментов на мышах и выяснили, что почесывание при зуде по специфическому механизму активирует тучные клетки и запускает воспалительную реакцию, которая может предохранять кожу от поверхностной инфекции золотистым стафилококком, но при этом усугубляет течение аллергии. Отчет о работе опубликован в журнале Science, там же ей посвящена редакционная статья.
Почесывание представляет собой стереотипную, зачастую непреодолимую и крайне консервативную эволюционно реакцию на ощущение зуда. Длительный зуд (прурит), приводящий к сильным расчесам, служит одним из основных симптомов многих дерматитов и других кожных заболеваний и усугубляет их течение. При этом почесывание зудящей кожи зачастую приятно и не вызывает реакцию избегания, что может свидетельствовать о его потенциальной пользе. Так ли это, и какие физиологические механизмы связаны с почесыванием, оставалось практически неизученным.
Активированные тучные клетки (мастоциты) кожи выделяют гистамин и другие вещества, которые вызывают зуд и крапивницу, а также фактор некроза опухолей (TNF, ФНО), который привлекает нейтрофилы и другие иммунные клетки, запускающие воспалительную реакцию и обеспечивающие локальную защиту кожи, в частности от наиболее распространенного кожного патогена золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). Их активация может проходить различными путями, включая действие связанных с аллергенами иммуноглобулинов Е на рецепторы Fcε I типа (FcεRI), а также действие субстанции P, которую выделяют воспринимающие боль нейроны, и других лигандов на рецепторы MrgprB2.
Чтобы разобраться в возможной связи этих механизмов с зудом и почесыванием, Дэниэл Каплан (Daniel Kaplan) с коллегами по Питтсбургскому университету моделировали аллергический контактный дерматит на ушах обычных и трансгенных мышей с возможностью селективного выключения подтипа воспринимающих зуд нейронов, экспрессирующего рецептор MrgprA3. Выяснилось, что при действии аллергена у обычных мышей, которым позволяли чесаться, FcεRI-опосредованная дегрануляция мастоцитов, синтез ФНО, признаки воспаления и инфильтрация кожи нейтрофилами были значительно сильнее, чем у животных, которые не могли чесаться из-за ветеринарного воротника, или трансгенных, не воспринимавших зуд из-за выключения MrgprA3-экспрессирующих нейронов.
Почесывание не было связано с экспрессией активирующих мастоциты аларминов (TSLP, интерлейкина-33). При этом его было достаточно, чтобы вызвать высвобождение субстанции P воспринимающими боль нейронами, которые экспрессируют рецепторы TRPV1. Действие субстанции P на рецепторы MrgprB2 активировала мастоциты синергично с иммуноглобулинами Е, связывающимися с FcεRI, что приводило к максимальному синтезу ФНО этими клетками и интенсивному воспалению. Этот механизм был подтвержден нокаутом генов MrgprB2 и субстанции P, а также хемогенетическим подавлением TRPV1-нейронов. В отсутствие почесывания усиленное воспаление при аллергическом дерматите удавалось вызвать экзогенной активацией TRPV1-нейронов.
Анализ кожной микробиоты с ушей задействованных в эксперименте животных показал, что у чешущихся мышей она скуднее, чем у животных в воротнике и трансгенных, и лишена бактерий из родов Staphylococcus, Lysinibacillus и Ligilactobacillus. В отдельном эксперименте исследователи наносили S. aureus на кожу животных и закрывали ее изолирующим пластырем, чтобы развилась эпидермальная инфекция и появилась адаптивная иммунная реакция. После этого им вводили эту бактерию внутрикожно с помощью игл. Через сутки у чешущихся мышей микробная нагрузка снижалась примерно на порядок, у остальных животных этого не наблюдалось, что подтверждает адаптивную роль почесывания при зуде.
Таким образом, почесывание, действуя на ноцицептивные нейроны, запускает нейровоспаление, которое с одной стороны усугубляет аллергические проявления, а с другой — защищает кожу от стафилококковой инфекции, играя роль как патологического процесса, так и эволюционной адаптации.
О том, какие бывают виды зуда, что их вызывает и по каким механизмам они развиваются, подробно рассказано в материале «Почему чешется».