Spotting pain in the brain. Towards a useful animal model of pain

Popular Abstract in Swedish
På apoteket hittar vi den ena burken efter den andra med olika sorters smärtstillande medicin. Hur många av dessa är verkligen effektiva mot ihållande och svår smärta?

Många receptbelagda läkemedel som lindrar smärta förändrar samtidigt vårt beteende, till exempel vår förmåga att fatta beslut. De kan dessutom också orsaka slöhet och onormal koordination. För att kunna tillverka effektiva läkemedel mot smärta behöver vi därför först förstå hur smärta fungerar. Vi måste veta att det är en smärtsignal vi mäter och även hur smärtsystemet bearbetar den.

En metod som ger information om hur hjärnbarken (den yttre delen av hjärnan där upplevelsen skapas och som bl a ger information om var och hur mycket det gör ont) bearbetar smärtsignaler i vaket tillstånd skulle ge ett mer lämpligt mått på smärta än vanliga reflextester. Vårt mål var att utarbeta en metod, där vi kunde mäta smärtsignalen i hjärnbarken på råttor och följa den före, under och efter en skada.

Många smärtforskare använder reflexer som ett mått på att något gör ont hos djur, men även en beröring kan utlösa en reflex. Detta är ett stort problem inom smärtforskningen och läkemedelstillverkningen. Vid tillverkning av läkemedel testar man ofta den medicinska effekten på just reflexer. Med elektroder på hjärnbarken kan vi däremot mäta aktiviteten i de nervceller som mottar signalen om en stimulering på huden och skilja på om den orsakas av beröring eller smärta.

Vi ville ta reda på om det är möjligt att även kunna särskilja smärtstillande läkemedels lugnande effekt från den bedövande, genom att mäta smärtsignalen i hjärnbarken med elektroder. Smärtsignalen uppstår när vi stimulerar råttornas ena baktass med en kort laserpuls som känns som ett nålstick.

Vi visar att det sannolikt går att särskilja på läkemedels lugnande och bedövande effekt om man samtidigt tar höjd för den sänkta hjärnaktiviteten, som är en konsekvens av lugnande läkemedel. Det visade sig att vi kunde kompensera för den lugnande effekten genom att sänka narkosnivån. Observationen skapar en förutsättning att skräddarsy läkemedel till att ge önskade smärtstillande egenskaper.

Därefter undersökte vi om det är möjligt att mäta smärtsignalen i hjärnbarken från skadad hud. Vi undrade om signalerna i hjärnbarken återspeglar reflextester. Hälen på råttornas ena baktass strålade vi med UV ljus för att skapa en solbränna med rodnad hud. För att kunna mäta smärtsignalen i vakna djur under en längre tid opererade vi in en elektrod i hjärnan. Elektroderna består av flera 18 mikrometer tunna vajrar. Det betyder att ungefär fem vajrar motsvarar tjockleken på ett hårstrå.

För första gången synliggör vi en läkningsprocess i hjärnbarken. Vi visar att signalerna från en stimulering på solbränd hud är större första dagen efter UV-strålningen än före skadan. Den ökade känsligheten sjunker kraftigt efter andra dagen och efter två veckor har signalen återgått till ursprungsläget. Skadan orsakar också större smärtsignaler i hjärnbarken från en stimulering på huden bredvid den solbrända. Där såg vi den största förändringen och tidsförloppet liknande det i skadad hud. Det är alltså inte bara skadan i sig som kan göra ont, utan även området vid sidan om.

En annan intressant upptäckt var att våra reflextester inte uppvisade samma tidsförlopp för förändringarna som signalerna från hjärnbarken gjorde. Dessutom såg vi den största skillnaden i det strålade området. Detta tyder på att reflexbanorna och de uppåtgående banorna troligtvis är organiserade på olika sätt med olika funktion.

Från ryggmärgen löper grovt sett två nervbanor - reflexbanor och uppåtstigande banor. De uppåt¬gående banorna gör oss medvetna om att något gör ont. När vi skadar oss, t ex trampar på en spik, skickas en signal i smärtnerverna via ryggmärgen till hjärnbarken. Men innan vi känner att det gör ont har vi reflexmässigt dragit undan foten.

Smärta är ett viktigt varningssystem som talar om att något kan skada kroppen. Men ibland fortsätter smärtsignaleringen även om skadan har läkt ut. Idag lider var femte svensk av långvariga smärtor pga kroniska sjukdomar eller skador, som försvårar deras liv och kostar samhället 87 miljarder kronor om året. För att kunna hjälpa dessa personer behöver smärtforskare ett tillförlitligt sätt som kan mäta graden av smärta.

Studierna i denna avhandling är startskottet till en ökad förståelse för hur smärtsystemet signalerar i vakna individer. De har öppnat upp för möjligheter att följa de föränderliga förlopp som ligger till grund för långvarig smärta. Det i sin tur kan leda till framställningen av effektiva smärtstillande läkemedel och bättre behandlingar.