Хотя вакцины от онхоцеркоза не существует, болезнь можно контролировать с помощью фармацевтических препаратов. Лечение убивает новорожденных червей (микрофилярий). Это приводит к двухдневному приступу зуда, еще более мучительному, чем обычно, но потом следует долгожданное облегчение.
Семанзе повезло получить такой препарат в рамках программы, проводимой по инициативе Катабарвы. Через два года после начала лечения зуд исчез, кожа была частично исцелена, Семанза воссоединился со своей общиной и даже женился.
Зуд может продолжаться недолго или длиться несколько дней. В случае нелеченного онхоцеркоза – остаться на всю жизнь. Чесотку вызывают как механические раздражители, к примеру, шерстяной свитер или легкие движения лапок насекомого по коже, так и химические, например воспаление от ядовитого плюща. Зуд также бывает следствием повреждения чувствительных нервов, в некоторых случаях – опухолей головного мозга, вирусной инфекции или психических заболеваний, например обсессивно-компульсивного расстройства. Также он нередко встречается как побочный эффект некоторых терапевтических и рекреационных лекарств. Зуд сильно зависит от когнитивных и эмоциональных факторов.
Непреодолимая мучительная природа зуда хорошо известна. В «Инферно» Данте мошенники, включая алхимиков, самозванцев и фальшивомонетчиков, страдают в Восьмом круге ада, испытывая вечный зуд. Лишь тех, кто совершил предательство, например, Иуду Искариота, постигла вероятно худшая судьба в Девятом круге ада – замерзание во льду.
Вопрос, лежащий на стыке биологии и философии: зуд – это уникальная форма осязания, качественно отличающаяся от других видов прикосновений, или просто другой вид стимуляции, основанный на одном или нескольких сенсорных ощущениях? Сталкивались ли мы с чем-то подобным на страницах этой книги? Зуд и другие ощущения похожи, как инструменты осязания, вроде саксофона и фортепиано: каждый из них создает звук, но эти звуки качественно отличаются? Или это как отношения между бибоп-джазом и классической фортепианной музыкой: они четко различимы по своей музыкальной структуре и контексту, но рождаются из одного и того же музыкального инструмента? В прошлом этот вопрос обсуждали бы философы. Сегодня же к этой дискуссии могут подключиться и биологи.
Те, кто считает, что зуд – это скорее подвид других ощущений, а не уникальный тип осязания, характеризуют его как особый тип боли слабого характера. Действительно, зуд и боль имеют определенное сходство. Оба реагируют на различные стимулы: механические, химические, а иногда и термические. В частности, боль и зуд можно активировать химическими продуктами воспаления и иногда уменьшить противовоспалительными препаратами. Оба сильно зависят от когнитивных и эмоциональных факторов, включая внимание, беспокойство и ожидание. Оба сигнализируют о вторжении предметов или веществ, которых следует избегать; другими словами, это мотивационные ощущения, требующие ответных действий. Боль приводит к рефлексивному абстинентному ответу; зуд вызывает реакцию царапания. Царапание для снятия боли считается защитным действием. Оно заставляет нас сбросить с кожи ядовитых членистоногих, таких как пауки, осы или скорпионы, или тех, которые передают болезнетворные патогены: малярийных комаров или чумных блох.
Если считать чесотку только слабой или прерывистой формой боли, то увеличение ее интенсивности или частоты может поднять зуд до порога ощущения боли или, наоборот, ослабление болезненного раздражителя может вызвать ощущение зуда. Однако при изучении в лабораторных условиях этого никогда не происходит. Слабая боль – это просто слабая боль, а сильный зуд – просто сильный зуд. Еще одно ключевое различие между зудом и болью заключается в их локализации на теле. Боль может широко ощущаться на коже, в мышцах, суставах и внутренних органах, а зуд ограничен внешним слоем кожи (волосистым и голым) и слизистыми оболочками, примыкающими к коже, подобно тем, которые находятся во рту, горле, глазах, носу, на малых половых губах и в заднем проходе. В кишечнике случаются боли, но никак не зуд.
Если зуд является уникальной формой осязания, то можно ожидать, что в коже обнаружатся волокна сенсорных нейронов, специально активирующие стимулы зуда, и что при электрической стимуляции в лаборатории можно вызывать зуд, но не болевое ощущение. Это предположение называется теорией маркированных линий, в отличие от теории декодирования паттернов, которая утверждает, что одни и те же сенсорные нейроны в коже могут сигнализировать либо о зуде, либо о боли, в зависимости от схемы электрического возбуждения.
В 1997 году Мартин Шмельц и его коллеги обнаружили первые признаки специфических для зуда сенсорных нервных волокон у людей с помощью микронейрографии – методики, при которой тонкий электрод пропускается через кожу в сенсорный нерв для регистрации электрической активности отдельных волокон. Они открыли популяцию медленных немиелинизированных С-волокон, реагировавших, когда гистамин (химическое вещество, вызывающее зуд, которое обычно вырабатывается в организме) наносился на крошечные участки кожи у добровольцев. Реакция началась как раз в тот момент, когда испытуемые сообщили об ощущении зуда. Интересно, что эти волокна не предназначались только для небольшого участка кожи, но распространялись, чтобы иннервировать область около 7 см в диаметре. Поскольку волокна не реагировали на механическую стимуляцию, считалось, что они специфичны для зуда и поддерживают теорию маркированных линий. Однако через несколько лет та же группа исследователей обнаружила, что, по крайней мере, некоторые из этих чувствительных к зуду C-волокон также могут быть электрически активированы болевым стимулом, что противоречит теории маркированных линий.
Отчасти трудность в интерпретации этих результатов заключается в том, что используемым стимулом к зуду был гистамин, так как этот гормон является лишь одним из множества различных триггеров зуда, которые действуют через различные химические пути. Действительно, большинство из нас имели опыт лечения зуда антигистаминным кремом и обнаружили, что он работает только в некоторых случаях. Из этих экспериментов мы не знаем, чувствительны ли нервные волокна также к боли. И поэтому доказательство существования специально маркированных для зуда нейронов остается неустановленным. Трудность доказательства заключается в невозможности проникнуть внутрь нерва и нацелиться на определенное волокно. С мышами удалось добиться гораздо большего прогресса в этой области, используя генетические, анатомические и электрические методы записи.
Чесотку могут вызывать различные виды стимуляции кожи. Во многих случаях у нас еще нет понимания молекулярных событий, лежащих в основе передачи зуда. Для большинства зудящих раздражителей путь оказывается косвенным. Например, когда кожа постоянно раздражается или локально реагирует на аллерген, запускается воспалительный каскад. Молекулы, выделяемые иммунными клетками, такие как гистамин из тучных клеток, могут связываться с рецепторами гистамина, расположенными на оголенных концах сенсорных нейронов в эпидермисе, и вызывать у них электрические импульсы. В другом примере природный белок BAM8-22 будет связываться с другим рецептором на проводящих зуд нервных окончаниях в коже.
Иногда происходит прямая активация рецептора зуда молекулой из окружающей среды. Например, противомалярийное лекарство хлорохин хорошо известно, как вызывающее кожный зуд. Хлорохин связывается непосредственно с другим рецептором в сенсорных нейронах. Ключевой момент: существует по крайней мере три различных молекулярных датчика, способные активировать нейроны, обнаруживающие зуд, и, хотя некоторые из них непосредственно активируются сигналами в окружающей среде, большинство реагирует на химический сигнал в организме, который служит посредником.
Если действительно существуют маркированные для зуда нейроны, то, во-первых, мы должны научиться блокировать ощущение зуда, оставляя другие сенсорные ощущения, такие как боль или температура, без изменений. Во-вторых, выборочная активация этих выделенных нейронов должна вызывать восприятие зуда, но не боль или другие ощущения прикосновения. В-третьих, анатомическое распределение нервных окончаний должно отражать известную локализацию ощущений зуда, чтобы они присутствовали в эпидермисе кожи и внешних слизистых оболочках, но не в мышцах, суставах, внутренних органах.
Один из подходов к идентификации маркированных нейронов заключается в том, чтобы попытаться определить молекулу нейротрансмиттера, используемую такими сенсорными нейронами для обнаружения зуда и связи со своими целями в спинном мозге, а затем использовать генетические манипуляции для удаления этой молекулы у мыши.
Сантош Мишра и Марк Хун из Национального института здравоохранения так и поступили, сделав обоснованное предположение, что передатчиком нейронов зуда может быть молекула под названием NPPB. Когда они проводили тесты на мыши-мутанте с отсутствующим NPPB, то обнаружили, что у нее был серьезный дефицит реакции при ощущении зуда, вызванном широким спектром раздражителей, включая как гистамин, так и хлорохин. Самое важное, что мыши с отсутствием NPPB имели нормальную реакцию на боль, температуру и легкое прикосновение.
NPPB высвобождается сенсорными нейронными терминалами на целевые нейроны в позвоночном канале. Эти нейроны обладают рецепторами, которые связывают NPPB и затем распространяют электрический сигнал дальше по направлению к мозгу. Когда NPPB был искусственно синтезирован и введен в спинной мозг мышей, это заставило их царапать себя так, будто они реагировали на зуд. После введения специального токсина в спинной мозг, который избирательно разрушал нейроны, содержащие рецептор NPPB, мыши не реагировали ни на зудящие раздражители кожи, ни на инъекции NPPB в спинной мозг. Результаты исследования предполагают, что нейроны, использующие NPPB, представляют собой проводящий канал для зуда. Если это так, то избирательная активация этих нейронов должна вызывать зуд, но не боль или ощущение легкого прикосновения.