ATP-yskän toiminnallinen magneettikuvaus kroonisesta yskäpotilaista

ATP:n perifeeriset vaikutukset P2X3-reseptorien kautta

ATP:n on osoitettu olevan yskäysaine erityisesti kroonisessa yskäpotilaissa, jotka olivat herkempiä inhaloidulle ATP:lle kuin ei-yskivät. ATP:n on osoitettu lisäävän yskävastetta kapsaisiinille astmapotilailla. Gefapiksantti 50 mg:n kerta-annoksena suun kautta ei moduloinut kapsaisiini-yskävasteita normaaleilla vapaaehtoisilla ja kroonisesti yskivillä koehenkilöillä, kun taas esti ATP:n aiheuttamaa yskää erityisesti kroonisessa yskäpotilaissa. Nämä havainnot viittaavat siihen, että ATP:llä on suora vaikutus aistihermosolujen alaryhmään, jotka herättävät yskää P2X3-reseptorien aktivoitumisen kautta.

fMRI:n käyttö ATP/P2X3-aktivoinnin perifeeristen ja keskeisten aktivoitumiskohtien saamiseksi Olemme tuottaneet toiminnallisia aivojen kuvantamistietoja (fMRI), jotka viittaavat siihen, että eri aivopiirit, jotka vastaanottavat solmu- ja kaulaganglion neuronituloja (kuten tunnistetaan eläintutkimukset) ovat säilyneet ihmisillä. Hengitettynä tussigeeninen yhdiste kapsaisiini (tulvista chilipaprikoista) stimuloi umpimähkäisesti sekä kyhmy- että kaulakemosensitiivisiä afferentteja, ja olemme julkaisseet, että kapsaisiiniinhalaatio saa aikaan aivojen aktivaatioita ensisijaisessa sensorisessa, etummaisessa ja keskiosassa, cingulaattisessa, esimotorisessa, motorisessa ja orbitofrontaalisessa aivokuoressa. . Näiden alueiden oletetaan koodaavan havaintokykyä hengitysteiden ärsytyksestä ja siihen liittyvistä emotionaalisista, kognitiivisista ja käyttäytymiseen liittyvistä (motorisista) seurauksista. Esimerkiksi aktiivisuus ihmisen primaarisessa sensorisessa aivokuoressa (joka vastaanottaa kaulaganglioiden syötteitä eläinkokeissa) korreloi yksilön käsityksen kanssa hengitysteiden ärsytyksestä (heidän kokemansa tarpeensa/halunsa yskiä), kun taas aktiivisuus insulassa (syötteitä solmussa) liittyy lähelle toimitetun ärsykkeen todellista suuruutta havaintokyvystä riippumatta. Olemme nyt rakentaneet näihin julkaistuihin havaintoihin käyttämällä korkearesoluutioista aivorungon fMRI:tä ATP:n inhalaation aikana (oletetaan aktivoivan vain P2X2/3:a ilmentäviä solmuperäisiä hengitysteiden afferentteja) verrattuna kapsaisiiniin (oletetaan aktivoivan sekä kaula- että solmukudoksen kemosensitiiviset afferentit). Tuloksemme ovat silmiinpistäviä ja paljastavat, että ATP-inhalaatio herättää kohonneen signaalitason aivorungon alueilla, jotka vastaavat nTS:ää, kun taas kapsaisiiniinhalaatio tuottaa aktivaatioita sekä nTS:ssä että selkärangan kolmoisytimen alueella aivorungon sivureunoilla. joka sisältää paratrigeminaalisen ytimen. Terveet osallistujamme eivät todellakaan yskineet yhtä paljon ATP:lle verrattuna kapsaisiiniin, mikä on sopusoinnussa eläinten ja ihmisten yskää koskevien tutkimusten ja ATP:n suhteellisen heikkojen yskää aiheuttavien ominaisuuksien kanssa terveillä ihmisillä. Kuitenkin käsitys hengitysteiden ärsytyksestä oli identtinen ATP- ja kapsaisiiniärsykkeiden välillä. Uskomme, että yskän tuotanto riippuu viime kädessä paratrigeminaaliseen ytimeen (eli kaula-afferenttireitti) integroituvan hermopiirin aktivoitumisesta, ja siksi oletamme, että ATP:n kyky toimia kaulagangliareittien kautta lisääntyy. krooniset yskäpotilaat.

Yllä kuvatut fMRI-tutkimukset tarjoavat jännittävän mahdollisuuden arvioida ensimmäistä kertaa, mitkä primaariset hengitysteiden afferentit ovat todennäköisesti ATP:n kiihottamia tai herkistymiä, ja puolestaan, mitä hengitysteiden sensorisen tiedon keskuskäsittelyn näkökohtia ATP muuttaa. Olemme raportoineet aiemmin, että kroonista yskää sairastavilla potilailla on toiminnallisia aivovasteita, jotka ovat yhdenmukaisia ​​keskusherkistymisen tilan kanssa, joka muistuttaa läheisesti krooniseen kipuun liittyvää keskusherkistymistä.

Laajennamme näitä havaintoja määrittämällä, ovatko ATP-herkät reitit aivorungossa ja aivoissa muuttuneet potilailla, joilla on krooninen yskä, ja näin tehdessämme annamme käsityksen siitä, vaikuttaako ATP vagaaliseen afferenttiin prosessoimiseen vuorovaikutuksessa solmu- ja/tai kaulahermopolkujen kanssa. .