Тепловые реле ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

26.01.2014

Тепловые реле – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле – ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

Принцип действия тепловых реле

Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надежная и длительная эксплуатация оборудования. Эта зависимость представлена на рисунке (кривая 1).

При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима.

Кривая 1 на рисунке устанавливается исходя из требуемой продолжительности жизни оборудования. Чем короче его жизнь, тем большие перегрузки допустимы.

Время-токовые характеристики теплового реле и защищаемого объекта

При идеальной защите объекта зависимость tср (I) для теплового реле должна идти немного ни-же кривой для объекта.

Для защиты от перегрузок, наиболее широкое распространение получили тепловые реле с биметаллической пластиной.

Биметаллическая пластина теплового реле состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения, другая — меньший. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены либо за счет проката в горячем состоянии, либо за счет сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдет изгиб пластины в сторону материала с меньшим. Именно это явление используется в тепловых реле.

Широкое распространение в тепловых реле получили материалы инвар (малое значение a) и немагнитная или хромоникелевая сталь (большое значение a).

Нагрев биметаллического элемента теплового реле может производиться за счет тепла, выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого током, проходящим через биметалл, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, также обтекаемым током нагрузки.

Прогибаясь, биметаллическая пластина своим свободным концом воздействует на контактную систему теплового реле.

Время-токовые характеристики теплового реле

Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (времятоковая характеристика). В общем случае до начала перегрузки через реле протекает ток Iо, который нагревает пластину до температуры qо.

При проверке времятоковых характеристик тепловых реле следует учитывать, из какого состояния (холодного или перегретого) происходит срабатывание реле.

При проверке тепловых реле надо иметь в виду, что нагревательные элементы тепловых реле термически неустойчивы при токах короткого замыкания.

Выбор тепловых реле

Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (1,2 – 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т. е.тепловое реле срабатывает при 20- 30% перегрузке в течении 20 минут.

Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева 5 – 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева 40-60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут.

Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле

Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается.

При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды.

Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания теплового реле, необходимо, чтобы температура срабатывания выбиралась возможно больше.

Для правильной работы тепловой защиты реле желательно располагать в том же помещении, что и защищаемый объект. Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла — нагревательных печей, систем отопления и т. д. В настоящее время выпускаются реле с температурной компенсацией (серии ТРН).

Конструкция тепловых реле

Прогиб биметаллической пластины происходит медленно. Если с пластиной непосредственно связать подвижный контакт, то малая скорость его движения, не сможет обеспечить гашение дуги, возникающей при отключении цепи. Поэтому пластина действует на контакт через ускоряющее устройство. Наиболее совершенным является «прыгающий» контакт.

В обесточенном состоянии пружина 1 создает момент относительно точки 0, замыкающий контакты 2. Биметаллическая пластина 3 при нагреве изгибается вправо, положение пружины изменяется. Она создает момент, размыкающий контакты 2 за время, обеспечивающее надежное гашение дуги. Современные контакторы и пускатели комплектуются с тепловыми реле ТРП (одно-фазное) и ТРН (двухфазное).

Тепловые реле ТРП

Тепловые токовые однополюсные реле серии ТРП с номинальными токами тепловых элементов от 1 до 600 А предназначены главным образом для защиты от недопустимых перегрузок трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих от сети с номинальным напряжением до 500 В при частоте 50 и 60 Гц. Тепловые реле ТРП на токи до 150 А применяют в сетях постоянного тока с номинальным напряжением до 440 В.

Устройство теплового реле типа ТРП

Биметаллическая пластина теплового реле ТРП имеет комбинированную систему нагрева. Пластина 1 нагревается как за счет нагревателя 5, так и за счет прохождения тока через саму пластину. При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий контактный мостик 3.

Тепловое реле ТРП позволяет иметь плавную регулировку тока срабатывания в пределах (±25% номинального тока уставки). Эта регулировка осуществляется ручкой 2, меняющей первоначальную деформацию пластины. Такая регулировка позволяет резко снизить число потребных вариантов нагревателя.

Возврат реле ТРП в исходное положение после срабатывания производится кнопкой 4. Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла.

Высокая температура срабатывания (выше 200°С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды.

Уставка теплового реле ТРП меняется на 5% при изменении температуры окружающей среды на КУС.

Высокая ударо- и вибростойкость теплового реле ТРП позволяют использовать его в самых тяжелых условиях.

Тепловые реле  РТЛ

Реле тепловое РТЛ предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от не симметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле РТЛ с диапазоном тока от 0.1 до 86 А.

Тепловые реле РТЛ могут устанавливаться как непосредственно на пускатели ПМЛ, так и отдельно от пускателей (в последнем случае они должны быть снабжены клеммниками КРЛ). Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммники КРЛ которые имеют степень защиты ІР20 и могут устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контактов равен 10 А.

Тепловые реле РТТ

Реле топловые РТТ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз, а также от несимметрии в фазах.

Реле РТТ предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами, а также для встройки в магнитные пускатели серии ПМА в целях переменного тока напряжением 660В частотой 50 или 60Гц, в целях постоянного тока напряжением 440В.

Реле тепловые

Дорогие покупатели! В нашем интернет-магазине открылся новый раздел “Освещение”-это люстры, бра, торшеры и т.д. по доступным ценам!       

  

 

 

 

Тепловые реле – устройство, принцип действия, технические характеристики

Тепловое реле – электрический аппарат, предназначенный для защиты электродвигателя от токовых перегрузок. Наиболее распространёнными типами тепловых реле являются ТРН, ТРП, РТТ и РТЛ.

Принцип действия теплового реле.

Срок службы электрооборудования в значительной степени напрямую зависит от перегрузок, воздействующих на него при работе оборудования. Для любого оборудования довольно просто найти зависимость времени протекания тока от его величины, при котором достигается длительная и надежная эксплуатация оборудования.

При номинальных токах допустимое время его протекания равно бесконечности. Протекание токов больше номинального приводит к повышению рабочих температур и значительному сокращению срока службы в первую очередь за счет износа изоляции. Вследствие этого, чем больше перегрузки, тем меньше должно быть время их воздействия.

Идеальная защита оборудования – зависимость tср (I) для тепловых реле проходит ниже кривой для защищаемого оборудования.

Наиболее широкое распространение получило тепловое реле с биметаллической пластиной для защиты от перегрузки.

Биметаллическая пластина, используемая в тепловом реле, состоит из пластин имеющих различный температурный коэффициент расширения (одна – больший, другая – меньший). В местах прилегания пластины жестко крепятся друг к другу за счет горячего проката или сварки. При нагревании неподвижной биметаллической пластины происходит изгиб ее в сторону части с меньшим коэффициентом расширения. Именно данное свойство используется при работе теплового реле.

Также широко применяются пластины, состоящие из инвара (меньший коэффициент) и хромоникелевой или немагнитной стали (больший коэффициент).

Нагрев пластины теплового реле происходит за счет выделяемого тепла при протекании тока нагрузки через биметаллическую пластину. Зачастую используется нагревательный элемент, по которому также протекает ток нагрузки. Наилучшие характеристики имеют комбинированные тепловые реле, в которых ток нагрузки протекает и через биметаллическую пластину и через нагревательный элемент.

При нагревании биметаллическая пластина тепловых реле воздействует на контактную систему своей свободной частью.

Времятоковые характеристики тепловых реле

Основной характеристикой для всех тепловых реле является зависимость времени отключения от токов нагрузки (времятоковые характеристики). До начала перегрузки в общем случае через тепловое реле протекает ток Iо, нагревающий биметаллическую пластину до начальной  температуры qо.

При проверке характеристик времени срабатывания теплового реле необходимо учитывать из холодного или горячего состояния происходит срабатывание тепловых реле.

Также необходимо помнить что нагревательный элемент теплового реле является термически неустойчивым при протекании токов короткого замыкания.

Выбор теплового реле.

Номинальный ток выбираемого теплового реле выбирается исходя из номинальных нагрузок защищаемого оборудования (электродвигателя). Ток выбираемого теплового реле должен составлять 1,2 – 1,3 от номинального тока электродвигателя (ток нагрузки), то есть тепловое реле срабатывает при 20 – 30 % перегрузке на протяжении 20 минут.

Значение времени нагрева электродвигателя напрямую зависит от длительности перегрузок. В случае кратковременной перегрузки нагреваются лишь обмотки электродвигателя и время нагрева составляет от 5 до 10 минут. При длительных перегрузках в нагреве участвует вся конструкция двигателя, и время составляет от 40 до 60 минут. Поэтому наиболее целесообразным считается применение теплового реле в схемах, где время включения электродвигателя превышает 30 минут.

Влияние внешних температур на работу теплового реле.

Нагрев биметаллической пластины теплового реле зависит как от воздействующих токов, но и от воздействия температуры окружающей среды. В связи с этим при росте температуры окружающей среды уменьшается значение тока срабатывания.

При сильно отличающейся температуре от номинальной, проводится плановая дополнительная регулировка теплового реле, или подбирается нагревательный элемент в котором учитывается температура окружающей среды.

Для уменьшения воздействия температуры окружающей среды на токи срабатывания тепловых реле, необходимо подбирать наиболее близкую температуру срабатывания.

Для обеспечения правильной работы и обеспечения тепловой защиты тепловое реле необходимо размещать в помещении, что и защищаемый механизм (электродвигатель). Нежелательно располагать тепловое реле в непосредственной близости от источников тепла, таких как нагревательные печи, система отопления и т.п. В настоящее время для обеспечения наилучшей защиты используются реле с температурной компенсацией (серия ТРН).

Конструкция теплового реле.

Изгибание биметаллической пластины происходит достаточно медленно. В случае если с пластиной непосредственно будет связан подвижный контакт, то небольшая скорость движения не обеспечивает гашения дуги, которая возникает при размыкании цепи. Поэтому воздействие на контакт осуществляется через устройство ускорения. Наиболее эффективным является так называемый «прыгающий» контакт.

В момент, когда напряжение не подается, пружина создает момент относительно нулевой точки замыкающего контакта. При нагреве биметаллическая пластина изгибается, что ведет к изменению положения пружины. Пружина создает момент, который способен разомкнуть контакт за время, которое обеспечивает надежное гашение дуги. Пускатели и контакторы комплектуются однофазными тепловыми реле типа ТРП или двухфазными ТРН реле.

Реле тепловые ТРП

Токовые однополюсные тепловые реле ТРП с номинальным током теплового элемента от 1 до 600 А используемые для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей от тепловых перегрузок, работающих в сети с напряжением 500 В и частоте 50 или 60 Гц. Тепловое реле ТРП с номинальным током до 150 А применяются в сети постоянного тока и напряжением до 440 В.

Реле тепловые РТЛ

Тепловое реле типа РТЛ используется для обеспечения защиты оборудования от длительных токовых перегрузок. Они также используются для защиты от несимметричности токов в фазах а так же выпадения одной фазы. Рабочий диапазоном тока электротеплового реле РТЛ от 0.1 до 86 А.

Реле тепловые РТЛ устанавливаются как на пускатели типа ПМЛ, так и отдельно, в данном случае реле должно снабжается клеммниками КРЛ. Степень защиты реле РТЛ и клеммников КРЛ могут иметь ІР20 а также могут быть устанавленны на стандартную дин-рейку. Номинальный ток контактора 10 А.

Реле тепловое РТТ

Тепловое реле РТТ предназначено для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором от кратковременной перегрузки, в том числе при выпадении фазы и не симметрии.

Реле тепловое РТТ предназначено в качестве комплектующего изделия в схеме управления электроприводами и встройки в магнитный пускатель типа ПМА в цепях переменного тока с напряжением 660 В и частотой 50 или 60 Гц, а цепи постоянного тока с напряжением 440 В.

РТЛ 1001-1022 (0,14-21,5А)			196,30р.
РТЛ 2053-2061 (28,5-64А)			317,00р.
РТT 5-10 1-10 А			197,00р.
РТТ-111 0,8-25 А			197,00р.
РТТ-141 1-25 А (на заказ)			197,00р.
РТТ-211 16-40А			327,00р.
РТТ-211 50А, 63А			1 031,00р.
РТТ-321(311,221) 63-160А			1 369,00р.

Тепловое реле

Для защиты трехфазных двигателей от перегрузок большой длительности, а также от обрыва фаз питающего напряжения применяют электрический коммутационный аппарат — тепловое реле.

От коротких замыканий реле не спасет, так как оно срабатывает не мгновенно, а с выдержкой времени. Чтобы защитить двигатель от короткого замыкания необходимо в силовую цепь установить предохранитель или автоматический выключатель перед магнитным пускателем.

Наиболее распространенные типы реле — ТРП, РТЛ, РТТ, ТРН.

Реле тепловое токовое РТЛ

Реле РТЛ предназначено для защиты электродвигателей от токовых перегрузок непродолжительных по времени. Также защищает от выпадения одной из фаз и от несимметрии токов в фазах. Электротепловые реле РТЛ производятся с диапазоном токов 0,1–86 А.

Устанавливаются реле РТЛ перед пускателем ПМЛ или отдельно от него. Но в последнем случае тепловые реле должны быть снабжены клеммниками КРЛ. Номинальный ток контактов в реле равен 10 А. Клеммники КРЛ и реле РТЛ имеют степень защиты IP20.

Тепловое токовое реле ТРП

Тепловое токовое реле ТРП предназначено для защиты от недопустимых перегрузок трехфазных электродвигателей, которые работают в сети с напряжением до 500 вольт и при частоте 50–60 Гц. Реле также применяют в сетях постоянного тока с напряжением до 440 В.

Тепловое реле РТТ

Реле РТТ применяют для защиты асинхронных трехфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от непродолжительных перегрузок, возникающих от несимметрии в фазах или при выпадении одной из фаз.

Электротепловые реле РТТ устанавливаются в схемах управлениях электроприводами, встраиваются в магнитные пускатели ПМА. Основная техническая характеристика РТТ — номинальное напряжение, которое при постоянном токе составляет 440 В, а при переменном — 660 В.

Тепловое реле ТРН

Является составляющей магнитных пускателей. Используется как защита электродвигателя от повреждений. Двухполюсные реле применяются в трехфазных асинхронных электродвигателях с короткозамкнутым ротором. При переменном токе (50 Гц) номинальное напряжение основной цепи составляет 500 В, а при постоянном — 440 В. В цепи управления номинальное напряжение может быть 24–500 В.

Тепловое реле | Статическое реле

Тепловое реле

Тепловое реле представляет собой реле, которое реагирует на изменение тепловых величин, а именно температуры, тепловых потоков и т.д. Основным предназначением тепловых реле является защита электрических потребителей от возможных перегрузок в сети.

Принцип работы теплового реле:

Как правило, в тепловом реле используют две биметаллические пластины. Чаще всего это инвар, а также немагнитная или хромоникелевая сталь, имеющие разные коэффициенты расширения. В месте, где пластины прилегают одна к другой, они крепко закрепляются методом штамповки, горячей прокатки или сварки. При нагревании неподвижной части закрепленной пластины, она изгибается, что и приводит к срабатыванию – взаимодействию с контактным блоком реле. Нагревание может происходить двумя способами, посредством прохождения тепла через биметаллическую часть нагрузочного тока и благодаря специальному нагревателю, также обтекаемому током нагрузки. Наиболее эффективно реле работает при комбинировании двух принципов нагревания.

Как правильно выбрать тепловое реле:

Для правильного выбора теплового реле нужно ориентироваться на мощностные параметры защищаемого электродвигателя или другого потребителя электроэнергии. Основные характеристики устройства отображаются в условном обозначении. При выборе следует руководствоваться следующими данными: номинальный ток, граница регулировки тока сработки, силовое напряжение, число и вид дополнительных контактов управления, мощность при включении управляющих контактов, граница срабатывания, чувствительность к перекосу фаз, класс отключения.

Преимущества теплового реле:

• Малые размеры конструкции;
• Небольшой вес;
• Низкая стоимость;
• Простая конструкция;
• Длительный срок службы.

Виды теплового реле:

Существует несколько видов теплового реле, которые отличаются своими техническими показателями, а также областью применения. Наиболее распространенными типами тепловых реле являются: ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

• Тепловые реле ТРП. Тепловые токовые однополюсные реле серии ТРП предназначены главным образом для защиты от недопустимых перегрузок трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих от сети с номинальным напряжением до 500В при частоте 50Гц и 60Гц;
• Тепловые реле ТРН. Тепловое реле ТРН представляет собой двухфазный вариант теплового реле, осуществляет контроль запуска и работы устройств, оснащен механизмом ручного возврата контактов в исходное состояние;
• Тепловые реле РТЛ. Тепловое реле РТЛ предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от несимметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз;
• Тепловые реле РТТ. Тепловые реле РТТ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз, а также от несимметрии в фазах;

Нов-электро, информация для энергетиков-статьи-прогрузка и регулировка ТРН, ТРП

Источник: Информационный сайт для энергетиков

Проверка и регулировка тепловых реле типа ТРН, ТРП.

Перед проверкой и регулировкой тепловых реле необходимо:

–          произвести ревизию тепловых реле;

–          создать необходимые температурные условия (не ниже +20^оС) в помещении, где они установлены. В случае невозможности создания нормальных температурных условий в помещении, где установлены тепловые реле, проверку данных реле необходимо проводить в лабораторных условиях.

Произвести внешний осмотр тепловых реле. При осмотре проверяют:

1)       надежность затяжки контактов, присоединения тепловых элементов;

2)       исправное состояние нагревательных элементов, состояние биметаллических пластин;

3)       четкость работы механизма, связанного с контактами реле и самих контактов, отсутствие заеданий, задержек;

4)       чистоту контактов и биметаллических пластин, условия охлаждения реле;

5)       отсутствие вблизи реле реостатов, нагревательных приборов, возможность обдувания от вентиляторов.

При регулировке необходимо учитывать, что тепловые элементы на заводе изготовителе калибруются при температуре 20^о ± 5^оС для тепловых реле серии ТРН и при температуре 40^оС для тепловых реле серии ТРП, поэтому при испытании реле необходимо скорректировать подаваемый на реле номинальный ток с учетом окружающей температуры.

Реле серии ТРН – двухполюсные с температурной компенсацией, выпускаются на ток 0,32 – 40 А с регулятором тока уставки; для реле типа ТРН-10а в пределах от –20 до +25%, для реле ТРН-10, ТРН-25 – в пределах от –25 до +30%.

Реле имеют только ручной возврат, осуществляемый нажатием на кнопку через 1 – 2 мин. после срабатывания реле. Благодаря температурной компенсации ток уставки практически не зависит от температуры воздуха и может изменяться в пределах +3% на каждые 10^оС изменения температуры окружающего воздуха от +20^оС.

Реле серии ТРП – однофазные, без температурной компенсации, выпускаются на ток 1-600 А, с регулятором тока уставки. Механизм имеет шкалу, на которой нанесено по пять делений в обе стороны от нуля.

Цена деления 5% для открытого исполнения и 5,5% – для защищенного. При температуре окружающей среды +30^оС вносится поправка в пределах шкалы реле: одно  деление шкалы соответствует изменению температуры на 10^оС. При отрицательных температурах стабильность защиты нарушается.

Деление шкалы, соответствующее току защищаемого электродвигателя и окружающей температуре, выбирают следующим образом; определяется деление шкалы уставок тока без температурной поправки по выражению:

 

,

где: Iэл – номинальный ток электродвигателя, А;

         Io – ток нулевой уставки реле, А;

         с – цена деления, равная 0,05 для открытых пускателей и 0,055 – для защищенных.

 

Затем, для реле без температурной компенсации вводится поправка на окружающую температуру:

 

,

где: tокр – температура окружающей среды, ^оС.

 

Поправка на температуру вводится только при понижении температуры от номинальной (+40^оС) на величину более 10^оС.

Результирующее расчетное деление шкалы ±N=(±N1)+(±N2), если оказывается дробным числом, его следует округлить до целого в большую или меньшую сторону, в зависимости от характера нагрузки.

Для реле с температурной компенсацией N2 отсутствует.

Самовозврат реле осуществляется пружиной после остывания биметалла или вручную (ускоренный возврат) рычагом с кнопкой.

 

Согласно требованиям ГОСТов настройка тепловых реле серии ТРН и ТРП производиться следующим образом:

1.              Для включения реле в главную цепь должны применяться медные или алюминиевые проводники длиной не менее 1,5 м с сечением, соответствующим номинальному току. Применяемые приборы должны быть классом не ниже 1,0 и подбираются так, чтобы значение измеряемой величины находилось в пределах от 20 до 35^о шкалы прибора.

2.              Проверяют срабатывание реле при нагреве с холодного состояния при 6-и кратном номинальном токе уставки теплового реле.

Время срабатывания реле при нагреве с холодного состояния 6-и кратным номинальному току несрабатывания реле, при любом положении регулятора уставки и температуре окружающего воздуха, равной 40^оС – для реле без температурной компенсации и 20^оС – для реле с  температурной компенсацией должно быть в пределах: от 0,5 до 4 секунд – для реле малой инертности, свыше 4 до 25 секунд – для реле большой инерционности.

 

Примечание:

Время срабатывания реле (каждого типа) должно указываться в стандартах или ТУ на данное изделие.

3.              Через последовательно включенные полюса реле пропускают ток несрабатывания элементов, равный 1,05*Iном. двигателя в течении 40 минут для реле ТРН, 50 минут – для реле серии ТРП, для приведения реле в установившееся тепловое состояние.

4.              Затем, ток повышают до 1,2Iном двигателя и проверяют время срабатывания. Реле должно сработать в течении 20 минут. Если через 20 минут со времени повышения тока реле не сработает, то следует постепенным снижением уставки найти такой положение, при котором реле сработает.

Для контроля полученной уставки испытание рекомендуется повторить.

 

Сдача тепловых реле после проверки.

Данные настройки должны заноситься в протокол с указанием:

–          места установки;

–          технические данные защищаемого оборудования;

–          тип реле;

–          рабочая уставка;

–          кратность тока прогрузки;

–          время срабатывания теплового реле.

 

На механизме регулировки тока уставки наносится красной краской метка, соответствующая рабочей уставке теплового реле, согласно вышеуказанного протокола.

 

См. также: справочные данные по реле ТРН-10, ТРН-25

 

Тепловые реле для защиты электродвигателей

 К тепловым реле можно отнести большую группу электроприборов, предназначенных для регулировки температуры различных нагревательных приборов, контроля технологических процессов, защиты электродвигателей, аккумуляторов и других устройств с использованием различных датчиков температуры. В этой статье рассматриваем конструкции и возможности тепловых реле с биметаллическими пластинами, используемых в основном для защиты электродвигателей промышленных установок.

Принцип действия тепловых реле основан на тепловом действии тока, нагревающего биметаллическую пластину, состоящую из двух соединённых плоскими поверхностями металлических полосок с разными коэффициентами линейного расширения. При изменении температуры из-за различного линейного расширения частей, пластина изгибается. При нагревании до определённой температуры, пластина нажимает на защёлку расцепителя и под действием пружины происходит быстрое электрическое разъединение контактов.

В отличие от предохранителей и электромагнитных расцепителей, которые применяются для защиты электрооборудования от коротких замыканий, тепловые реле предназначены для защиты от перегрузки, в основном электродвигателей. Это объясняется тем, что для нагрева биметаллической пластины до температуры, при которой происходит отключение нужно значительно больше времени, чем для срабатывания предохранителя и защищаемое оборудование может выйти из строя.

По конструкции тепловые реле защиты двигателя различаются в зависимости от назначения, способа установки, рабочего тока. Реле изготавливаются и применяются как отдельные электроустановочные изделия, так и в составе пускателей или автоматических выключателей в качестве конструктивных элементов. Чаще всего это двухфазные или однофазные реле с регулировкой тока срабатывания. Изготавливаются варианты с самовозвратом после срабатывания и с ручным возвратом в исходное положе.

Биметаллическая пластинка нагревается за счёт прохождения тока по токонагревающей спирали, которая наматывается на пластину через теплостойкую изоляцию. Количество витков спирали, а также сечение провода выбирается в зависимости от величины тока, на который рассчитано тепловое реле. При больших значениях тока в качестве нагревательного элемента может использоваться и сама биметаллическая пластина, изготовленная в вида буквы U, прикреплённой концами к контактам токоведущих поверхностей. У однофазных тепловых реле ТРП-60 и ТРП-150 одна часть тока проходит через нагревательный элемент, а вторая через биметаллическую пластину. Система рычагов и пружин по конструкции, отключающих контакты тепловых реле, различается в зависимости от типа и назначения реле.

Выбор теплового реле зависит от тока, потребляемого электродвигателем. Величина изменения тока срабатывания реле с помощью регулировки небольшая, поэтому для разных электродвигателей нужно подбирать тепловые реле с подходящими термоэлементами.

При пуске электродвигателя пусковой ток примерно в 5-7 раз превышает номинальный рабочий. Но, тепловое реле не срабатывает из-за замедления на нагрев биметаллической пластинки. Поэтому тепловое реле выбирается по номинальному току нагрузки или немного больше. Рекомендуемое превышение тока срабатывания защиты составляет 5% – 20% от номинального тока электродвигателя. Лучше всего сразу выбирать комплект для конкретного электродвигателя из пускателя и теплового реле, например, по готовой таблице.

 

Данные тепловых реле встроенных в пускатели ПМЕ и ПАЕ

Тип пускателя	Тип теплового реле	Номинальный ток теплового элемента или маркировка сменного нагревателя, А
МПЕ-000	ТРН-10А	0,32 0,4 0,5 0,63 8,0 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,2
ПМЕ-100	ТРН-10	0,5 0,63 0,8 1,0 1,25 1,6 2,0 2,6 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10
ПМЕ-200	ТРН-25	5,0 6,3 8,0 10 12,5 16 20 25
ПАЕ-300	ТРН-40	12,5 16 20 25 32 40
ПАЕ-400	ТРП-60	20 25 30 40 50 60
ПАЕ-500	ТРП-150	50 60 80 100 120
ПАЕ-600	ТРП-150	100 120 160

Примечания:
1. Номинальные токи указаны для случая, когда регулятор уставки тока находится в положении 0 и реле установлено открыто на панели при температуре окружающего воздуха 20 С – для реле ТРН и 40 С – для реле ТРП

2. При встройке реле ТРН в пускатель с оболочкой любого исполнения и температуре окружающего воздуха 20 С снижение номинальных токов не требуется. То же не требуется для ТРП 20-60А включительно. требуется снижение номинальных токов при температуре воздуха до 40 С для ТРП.

Настройка теплового реле необходима при изменении температурных условий эксплуатации электрооборудования, подстройки тепловой защиты для конкретного электрооборудования, а также для компенсации разброса характеристик у различных образцов изделий даже одного типа.

Большинство тепловых реле имеют два вида регулировки для установки тока срабатывания. Ближе к концу подвижной части биметаллической пластины находится регулировочный винт, который служит для того, чтобы регулировать расстояние от пластины до поверхности расцепителя, на которую этот винт нажимает для срабатывания реле. Эта регулировка недоступна пользователям без разборки. Вторая регулировка предназначена для подстройки тока срабатывания обслуживающим персоналом. Для этого используют выведенный на лицевую сторону как у реле ТРН регулировочный винт под отвёртку с эксцентриком для механического изменения изгиба. В другом варианте, как у автоматического выключателя АП-50, регулировка выполняется специальным рычажком. Возле регуляторов имеются деления для определения в процентах изменения величины тока. Величина регулировки тока срабатывания теплового реле ограничена и обычно составляет по 25% в одну или другую сторону.

 

Реле тепловые и токовые

№ п/п	Тип	Ток уставки А	№ п/п	Тип	Ток уставки
1.	РТТ-111	до 25	14.	РТЛ-1010	3,6-6,0
2.	РТТ-141	до 25	15.	РТЛ-1012	5,9-8,0
3.	РТТ-211	до 40	16.	РТЛ-1014	7,0-10
4.	РТТ-311	до 100	17.	РТЛ-1016	9,5-14
5.	РТТ-321	до 160	18.	РТЛ-1021	13-19
6.	РТЛ-1001	от 0,1 до 0,17	19.	РТЛ-1022	18-25
7.	РТЛ-1002	0,16-0,26	20.	РТЛ-2053	23-32
8.	РТЛ-1003	0,24-0,4	21.	РТЛ-2055	30-41
9.	РТЛ-1004	0,38-0,65	22.	РТЛ-2057	38-52
10.	РТЛ-1005	0,61-1,0	23.	РТЛ-2059	47-64
11.	РТЛ-1006	0,95-1,6	24.	РТЛ-2061	54-74
12.	РТЛ-1007	1,5-2,6	25	РТЛ-2063	63-86
13.	РТЛ-1008	2,4-4,0

При правильной настройке тока срабатывания обеспечивается защита электродвигателя трёхфазного тока от перегрузки при остановке двигателя от заклинивания ротора, при чрезмерном увеличении механической нагрузки на приводимый в движение механизм, при затяжном пуске электродвигателя. Тепловым реле обеспечивается также защита электродвигателя от перекоса или обрыва фазы по увеличению тока в оставшихся фазах. Для срабатывания тепловой защиты вполне достаточно повышения тока даже в одной из фаз, если ток проходит через нагреватель теплового реле. Поэтому достаточно надёжная защита электродвигателя от перегрузки обеспечивается одним двухфазным реле или двумя однофазными.

Настройка тока срабатывания теплового реле проводится на несложном стенде. Реле подключается через понижающий трансформатор и регулятор тока ЛАТР. Потребляемый ток измеряется амперметром. Правильно настроенное тепловое реле не должно срабатывать при значении тока I_н = 1,05, но должно срабатывать за время не больше 20 минут при токе I_н = 1,2 от номинального значения.

Время срабатывания теплового реле зависит от величины тока и температуры окружающей среды для каждого типа реле. Их значения, с учётом разброса характеристик, приводятся в специальных таблицах. Предварительно проверяемое реле прогревают номинальным током в течение 2-х часов.

Настройку и проверку реле при значительном из количестве можно производить в форсированном режиме сравнением реле, испытанным по вышеизложенному методу и принятым в качестве образца-эталона. На соединенные последовательно с образцовыми 8-10 тепловых элементов с одинаковым номинальным током подаётся 2,5-3 кратный ток уставки, и отчитывается время их срабатывания (обычно 5-8 минут). Тепловые элементы сработавшие с большим отклонением от образцового, подвергаются регулировке изменением положения регулировочного рычага до отключения реле. Эту операцию необходимо выполнить за время не более 25-30 секунд.

При особой требовательности к реле после его охлаждения (через 10-15 минут) испытание повторяют для контроля полученных результатов. Настройку реле можно считать удовлетворительной, если время срабатывания испытуемого реле будет отличаться от образцового не более чем на 10%.

Применение тепловых реле, а также их обслуживание имеет свои особенности. Схема защиты двигателя построена так, что ток электродвигателя проходит через нагреватели теплового реле, а его размыкающий контакт отключает цепь управления пускателем электродвигателя. Поэтому нужно иметь в виду, что при залипании двух или больше контактов на пускателе, реле не обеспечит отключение электродвигателя.

Тепловые реле имеют разброс по отключению, прежде всего это связано с сезонными и суточными изменениями температуры окружающего воздуха. Время срабатывания зависит от того, было ли до этого токовое реле под нагрузкой. Если реле было под нагрузкой и прогретое, то время срабатывания теплового реле уменьшается.

Срабатывание теплового реле обычно сигнализирует о наличии плохо заметной неисправности. Даже непродолжительный осмотр оборудования поможет своевременно выявить скрытые неисправности электрооборудования и предотвратит его выход из строя.

При плохом контакте происходит нагрев места соединения, и тепловое реле преждевременно срабатывает и при нормальном режиме работы защищаемого электрооборудования. Если сильно загрубить уставку теплового реле, то контакт подгорит, а тепловое реле может не сработать при увеличении тока в двух оставшихся фазах.

После срабатывания теплового реле необходимо некоторое время для остывания термоэлемента, только после этого возможно его повторное включение. Перед повторным включением очень желательно проверить на ощупь температуру электродвигателя. Если температура повышена, то нужно дать время для его остывания и проверить двигатель. Время остывания электродвигателя существенно больше, чем время необходимое для остывания и повторного включения теплового реле.

Частые включения электродвигателей не рекомендуются, если двигатель специально не предназначен для работы в таких режимах. Перед повторным включением желательно осмотреть и проверить вал электродвигателя на отсутствие заклинивания, люфтов в подшипниках. Отключив автомат электродвигателя проверить контакты пускателя на отсутствие залипания, состояние подвижной системы, затяжку электрических контактов. После включения автоматического выключателя проверить наличие напряжения на верхних контактах пускателя. При запуске электродвигателя нужно обратить внимание на отсутствие чрезмерного искрения в пусковой аппаратуре, на шумы в двигателе и приводимых в движение механизмах. Нужно проверить потребление тока в каждой фазе защищаемого двигателя по стационарным приборам или токовыми клещами.

Не редки случаи, когда из-за невнимательного осмотра оборудования или закорачивании отключающего контакта теплового реле, за короткое время на одном месте один за другим палят несколько электродвигателей.

Правила устройства электроустановок (3.1.19.) вводят ограничения на применение защиты электродвигателей, отключение которых может привести к серьёзным последствиям. Это некоторые виды сигнализации, средства пожаротушения, вентиляторы, предотвращающие образование взрывоопасных смесей и другие ответственные устройства.

Аппараты защиты для защиты электродвигателей от перегрузок

Для защиты электродвигателей от перегрузок в магнитные пускатели соответствующих типов встраивают тепловые реле серий TPH, ТРП, РТТ и РТЛ. Двухполюсные тепловые реле ТРН встраивают в магнитные пускатели ПМЕ, П6 и ПАЕ третьего габарита, имеют температурную компенсацию и поэтому мало чувствительны к колебаниям температуры окружающего воздуха. Реле ТРП однополюсные, ими комплектуются пускатели ПАЕ четвертого и выше габаритов. Реле не имеет температурной компенсации, но влияние изменений температуры воздуха сказывается нa них в небольшой степени. Трехполюсные реле РТТ и РТЛ встраивают соответственно в магнитные пускатели ПМА и ПМЛ. Оба типа тепловых реле имеют температурную компенсацию, поэтому мало чувствительны к изменениям температуры окружающей среды.
Тепловые реле серии ТРН двухполюсные с температурной компенсацией — для защиты асинхронных электродвигателей от недопустимых перегрузок.
Для всех типов тепловых реле предусматривается комплект сменных нагревателей с определенными номинальными токами. Нагреватели отличаются фиксатором (наличием и местоположением), установочными размерами и формой мест крепления, чем обеспечивается свободная (без подгонки) установка нагревателей только в реле того типа, для которого они предназначены.
Каждый нагреватель имеет маркировку (обозначает величину номинального тока теплового элемента), а у реле с несменными нагревателями номинальный ток тепловых элементов обозначается либо на корпусе реле, либо на наконечниках.
Пределы регулирования номинального тока уставки (при крайних положениях регуляторов) составляют для реле ТРН-8А и ТРН-10А (0,8… 1,25) Iн, а для реле остальных типов — (0,75… 1,3) Iн.
Тип реле и номинальный ток теплового элемента выбирают из условий, чтобы максимальный ток продолжительного режима реле (с данным тепловым элементом) был не менее номинального тока защищаемого электродвигателя, ток уставки реле был равен номинальному току электродвигателя (или несколько больше этого тока — в пределах 5%), а запас на регулировку тока уставки как в сторону его увеличения, так и в сторону уменьшения был небольшим. Ток уставки определяется из того, что каждое из 10 делений уставки (по 5 делений влево и вправо от нулевой риски) соответствует в среднем 5% номинального тока теплового элемента.
Реле токовые тепловые серии РТТ — для защиты от недопустимых перегрузок асинхронных электродвигателей. Встраиваются в магнитные пускатели ПМД соответствующих габаритов. Конструктивно представляют собой пластмассовый корпус с четырьмя ячейками, в трех из которых размещаются термоэлементы с нагревателями и выводами, а в четвертой — исполнительный механизм реле, связанный с термоэлементом подвижными планками.
Реле имеют ускоренное срабатывание при обрыве одной из фаз, температурную компенсацию, регулировку тока несрабатывания, свободное расцепление контактов при нажатии кнопки, переключающий контакт для размыкания цепи катушки контактора и включения цепи сигнализации, ручной возврат.

Рисунок 7 – Тепловое реле ТРН:
а — общий вид; б — схема теплового реле; 1 — нагреватель; 2 — биметаллическая пластинка; 3 — регулировочный винт; 4 — защелка; 5 — рычаг; 6 — пружина; 7 — кнопка возврата; 8 — подвижный контакт; 9 — неподвижный контакт; 10 — вывод нагревателя
Реле электротепловые серии РТЛ предназначены для защиты асинхронных электродвигателей от несимметричных режимов работы и симметричных перегрузок недопустимой продолжительности, имеют марки РТЛ-1000, РТЛ-2000 и РТЛ-3000 и встраиваются в магнитные пускатели ПМЛ соответствующих габаритов. Реле состоят из корпуса с крышкой, трех термоэлементов, дифференциального механизма, температурного компенсатора — регулятора уставок, механизма реле, непосредственно управляющего положением размыкающего и замыкающего контактов вспомогающей цепи, кнопки «стоп — возврат». Реле имеют температурную компенсацию и ручной возврат, время которого составляет не менее 90 с

Рисунок 8 – Тепловое реле ТРП:
а – термоэлемент; б – общий вид, в – схема проверки реле; Т1 – автотрансформатор, F – предохранитель, Т2 – трансформатор 220/12(36) В, ТР – тепловые реле, Q1 и Q2 – выключатели, ТА – трансформатор тока
Все типы реле имеют одинаковую конструкцию и различаются нагревателями, размерами корпусов и силовых зажимов. Симметричная компоновка реле позволяет расположить в средней ячейке между двумя полюсами с тепловыми элементами (находятся в крайних ячейках пластмассового корпуса) эксцентриковый регулятор тока срабатывания устройства (тока уставки) защелочный механизм срабатывания, температурный компенсатор, контактную группу с одним размыкающим контактом мостикового типа (с двойным разрывом цепи) и кнопку ручного возврата.
Тепловые элементы реле ТРН-8А (ТРН-10А) состоят из термобиметаллической пластины с закрепленным на ней несменным нагревателем, а тепловые элементы реле остальных типов — из термобиметаллической пластины с расположенным под ней сменным нагревателем, прикрепленным двумя винтами к силовым зажимам реле. Нагреватели закрывают легкоснимаемой крышкой, которая удерживается пружиной.
Схема устройства и принципа работы реле показана на рисунке 7. Реле состоит из нагревательного элемента 1, включаемого последовательно в одну из фаз цепи электродвигателя, биметаллической пластины 2, удерживающей спусковой механизм 3, нормально замкнутых контактов 4, которые включаются последовательно в цепь катушки пускателя. При увеличении тока в результате перегрузки двигателя температура нагревательного элемента возрастает. Под воздействием тепла, выделяемого нагревателем и собственного тепла термобиметаллический элемент деформируется, его левая часть, отклоняясь в сторону воздействует на размыкающие контакты и разрывает цепь питания удерживающей катушки, в результате чего пускатель отключается. По истечении времени, необходимого для остывания термобиметаллического элемента после срабатывания, происходит самовозврат размыкающих контактов в первоначальное (замкнутое) положение. Во избежание задержки или отказа самовозврата контактов тепловое реле снабжено устройством для ручного возврата контактов, состоящим из системы рычажков, управляемых кнопкой. Устанавливаемый в тепловом реле нагреватель является сменной деталью и подбирается по номинальному току защищаемого электродвигателя. Ток срабатывания реле может изменяться в определенных пределах при помощи регулятора 4 уставок тока. Пределы регулировки тока срабатывания указаны на шкале уставок тока, расположенной в верхней части реле.
Традиционная тепловая защита при помощи настроенных тепловых реле хорошо защищает электродвигатель лишь от перегрузок по току, но ненадежно – при обрыве фазы, при включении двигателя с заторможенным ротором и вовсе не реагирует на нарушение охлаждения. Температурная защита при помощи устройств встроенной температурной защиты надежно работает при нарушении охлаждения и перегрузках по току, но не защищает от потери фазы и при включении двигателя с заторможенным ротором. Другими словами, ни та, ни другая защита не обладает универсальностью.
Более универсальным при защите трехфазных электродвигателей является устройство защиты ФУЗ. Оно показано на рисунке 9.
Оно состоит из двух фазовращательных трансформаторов тока ТА, у которых первичные обмотки 1 – сменные, имеющие от 1…2 витков (для электродвигателей с номинальным током 16…32 А) до 16…32 витков (1…2 А). Вторичные обмотки трансформаторов, между средними выводами которых включена катушка защитного реле К, выведены в схему 1 контроля угла сдвига фаз между векторами напряжения U1 и U2 во вторичных обмотках трансформаторов тока и схему 2 контроля за перегрузкой. В нормальном режиме угол сдвига фаз между U1 и U2 равен около 120о, а при обрыве фаз становится равным 180о, что вызывает срабатывание реле К, контакты которого размыкают цепь магнитного пускателя.
Ток срабатывания защиты от перегрузки регулируется при помощи резистора R в предлелах от 0,65 до 1,35 Iуст.н. При надлежащей настройке эта защита срабатывает за 30…50 секунд, если перегрузка составляет 50%, и за 6…10 секунд при коротких замыканиях.

Рисунок 9 – Схема включения фазочувствительного защитного устройства ФУЗ:
1 – блок со схемой контроля угла сдвига фаз (защита от потери фаз), 2 – блок со схемой защиты от перегрузки по току, R – резистор регулирования установок, RT – позистор, встраиваемый в любую часть обмотки защищаемого электродвигателя.
Для того, чтобы обеспечить отключение электродвигателя при нарушении его охлаждения в цепь защиты включается позистор RT, размещенный в лобовой части обмотки электродвигателя.

Ионные каналы TRP в термоощущении, терморегуляции и метаболизме

Abstract

У человека надсемейство катионных каналов TRP включает 27 родственных молекул, которые реагируют на большое разнообразие химических и физических раздражителей. Хотя физиологическая роль многих каналов TRP остается неизвестной, в последние годы было показано, что некоторые из них функционируют как молекулярные сенсоры в различных организмах, от дрожжей до человека. В частности, теперь известно, что TRP-каналы составляют важные компоненты сенсорных систем, где они участвуют в обнаружении или передаче осмотических, механических, тепловых или хемосенсорных стимулов.Здесь мы обобщаем наше текущее понимание роли, которую играют отдельные члены этого универсального семейства рецепторов в термоощущении и терморегуляции, а также затрагиваем их важную роль в метаболическом контроле.

Ключевые слова: ганглий задних корешков, гипоталамус, ноцицепция, соматосенсоризация, термосенсоризация, ионные каналы TRP, терморегуляция, температурный гомеостаз

Сокращения: ГЭБ, гематоэнцефалический барьер; CFO, периферический орган; DRG, спинномозговой ганглий; ПОА/АГ, преоптическая область и передний гипоталамус; Tb, внутренняя температура тела; TG, тройничный ганглий; TRP, переходный потенциал рецептора

Введение

Член-основатель семейства ионных каналов Transient Receptor Potential был впервые обнаружен Крейгом Монтеллом и его коллегами у Drosophila , где он представляет собой центральный компонент каскада зрительной трансдукции в фоторецепторах мух. ¹

Существует 6 подсемейств TRP: «канонические» TRPC (TRPC1–7), «ваниллоидные» TRPV (TRPV1–6), «меластатиноподобные» TRPM (TRPM1–8), «полицистиновые» TRPP (TRPP2, TRPP3, TRPP5), «муколипиновые» TRPML (TRPML1–3) и «богатые анкирином» TRPA (TRPA1). Отличительной чертой всех TRP является сходная трансмембранная топология, состоящая из 6 (S1-S6) трансмембранных доменов и проницаемой для катионов области пор между S5 и S6. Последовательность и длина внутриклеточных N- и C-концов значительно различаются у разных членов TRP. ²

Было обнаружено, что запирание нескольких ионных каналов TRP демонстрирует крутую температурную зависимость в физиологическом диапазоне температур. Величина Q10, определяемая здесь как изменение амплитуды тока при повышении температуры на 10 градусов, широко используется для характеристики степени температурной чувствительности ионных каналов. Большинство ионных каналов имеют значение Q10 от 1 до 3. ³ С другой стороны, 11 ионных каналов TRP млекопитающих – при гетерологичной экспрессии – имеют значения Q10, которые либо больше 5 (теплочувствительные), либо ниже 0.2 (холодочувствительный). По этим критериям TRPV1-4 и TRPM2-5 являются чувствительными к теплу, ^4-13 , в то время как TRPM8, TRPA1 и TRPC5 оказались чувствительными к холоду ионными каналами (4). ^14,15

Термочувствительные (TRP) ионные каналы. ( A ) Рисунок иллюстрирует различную ионную селективность и направленность тока чувствительных к температуре ионных каналов, которые находятся в первичных афферентных сенсорных нейронах, обнаруживающих теплую и холодную температуру соответственно. Изменено с разрешения исх.51. ( B ) Графики схематично изображают кривые температурной активации чувствительных к теплу/теплу ионных каналов (верхняя панель) и каналов, чувствительных к холоду (нижняя панель), которые находятся в первичных афферентных чувствительных к температуре сенсорных нейронах, как показано на ( A ).

Температурная чувствительность сама по себе не означает, что эти ионные каналы являются функционально значимыми детекторами температуры. Два дополнительных критерия использовались в качестве фильтров для выделения релевантных молекулярных детекторов температуры: (i) экспрессия TRP-каналов в тканях и в местах, имеющих отношение к обнаружению изменения температуры, и (ii) термосенсорные (или терморегуляторные) фенотипы у генетически податливых организмов, таких как как нокаутированные мыши или мутировавшие мухи и черви.

Оба критерия не так просты в применении, как может показаться. Температурные рецепторы, находящиеся в коже (или в нейронных отростках, иннервирующих кожу), скорее всего, будут испытывать самые большие изменения температуры, чтобы быть физиологически значимыми. Однако небольшие изменения температуры в полости тела, кишечнике, центральной нервной системе и других тканях, происходящие как часть метаболических изменений, повышенной активности (нейронов) или воспалительных реакций (таких как лихорадка), явно физиологически и патологически значимы и очень важны. вероятно, контролируется сенсорными механизмами.Эти типы интероцептивных температурных рецепторов в значительной степени остаются неуловимыми. Одна из причин отсутствия знаний заключается в том, что точное местонахождение и молекулярные маркеры этих чувствительных к температуре структур неизвестны. Таким образом, в настоящее время неясно, играют ли каналы TRP роль в интероцептивном определении температуры.

В том же духе, модели нокаута каналов TRP были тщательно изучены в контексте температурных стимулов окружающей среды, таких как тесты на тепловую и холодовую боль и тесты предпочтений. ¹⁶ Однако возможно, что предполагаемые температурные фенотипы еще не идентифицированы просто потому, что эти модели не тестировались в контексте более специфичных для тканей (или внутренних) температурных изменений.

Каналы TRP при термоощущении

При применении вышеупомянутых критериев и сосредоточении внимания на определении температуры окружающей среды только несколько «термо-TRP» проходят тест и до сих пор участвовали в термоощущении ().

Таблица 1.

Канал	Выводы	Справочные материалы
TRPM8	TRPM8 играет решающую роль в определении температуры от холода до холода в естественных условиях 90	17-209	17-209
TRPC5
TRPC5	Нет явного дефицита в холодной чувствительности не наблюдается в NULL MICE	25
TRPV1	TRPV1 в основном способствует воспалительному (теплому) боли, а не базальному термоселию	4, 26, 29 и 31
TRPM3	TRPM3 опосредует предотвращение вредного тепла и воспалительной гипералгезии.	13
TRPA1	TRPA1 участвует в обнаружении вредных холодных температур	43 и 44
	TRPA1 не является вредным холодным датчиком in vivo .	45 и 46

Единственным каналом TRP, для которого существует широкое согласие относительно его центральной роли в определении температуры, является TRPM8. Три исследовательские группы независимо друг от друга определили важнейшую функцию TRPM8 в определении низких и низких температур (от ∼15°C до ∼30°C) в ряде различных физиологических и поведенческих тестов. ^17–20 TRPM8 экспрессируется в подмножестве сенсорных нейронов ганглиев задних корешков малого и среднего диаметра (DRG), которые иннервируют кожу. Кроме того, TRPM8 также обнаружен в сенсорных нейронах тройничного ганглия (TG), которые иннервируют (среди других областей в области головы и шеи) глаз и роговицу. Интересно, что охлаждение роговицы в результате испарения, как было показано, вызывает слезотечение в зависимости от TRPM8. ²¹ Таким образом, TRPM8, вероятно, путем обнаружения изменений температуры способствует правильному увлажнению роговицы.

Интересно, что настройка сенсорных нейронов на диапазон различных (холодных) температур, по-видимому, не регулируется простым присутствием (или уровнем экспрессии) рецептора TRPM8, а управляется комбинаторной экспрессией других (калиевых) ионных каналов, таких как в качестве ионных каналов Task-3 (KCNK9), Kv1 (KCNA) и Kv7 (KCNQ), которые контролируют и модулируют холодовую возбудимость (4). ^22–24

Недавно сообщалось об индуцированном холодом закрытии другого ионного канала TRP, TRPC5. ²⁵ Однако удаление гена TRPC5 не привело к обнаружению дефектов чувствительности к холоду в стандартных тестах поведения мышей. Будущие исследования покажут, требуется ли этот ионный канал для (более ограниченного) тканеспецифического или контекстно-специфического обнаружения холода.

Мыши с нокаутом TRPV1, по-видимому, имеют едва уловимый фенотип острого ощущения тепла, что подтверждается их трудностями в обнаружении вредных температур в анализах погружения хвоста. ²⁶ Фармакологическое ингибирование TRPV1 у людей также снижает их способность обнаруживать болевые тепловые раздражители. ^27,28 В целом, однако, модели мышей с нокаутом TRPV1, по-видимому, имеют лишь незначительные трудности с определением высоких температур, ²⁹ что позволяет предположить, что другие механизмы участвуют в обнаружении охоты.

В связи с этим интересно отметить, что альтернативно сплайсированный вариант TRPV1, который присутствует в сенсорных нейронах летучих мышей-вампиров, настроен на более низкий температурный порог около 30°C, что коррелирует с исключительной чувствительностью к теплу, позволяющей животному нацеливаться на теплокровную добычу. ³⁰

В отличие от умеренного термосенсорного фенотипа у мышей с нокаутом TRPV1 в основных физиологических условиях, хорошо известно, что TRPV1 играет доминирующую роль в обнаружении охоты, когда рецептор сенсибилизирован в контексте воспаления и повреждения ткани: A Разнообразная группа разрозненных медиаторов воспаления резко снижает температурный порог для TRPV1 и увеличивает величину ответа ионного канала, тем самым вызывая тепловую гипералгезию и воспалительную боль. ^{4,26,29,31,32} Сенсибилизация рецептора капсаицина подчеркивает его патологическое свойство. Эта особенность способствовала тому, что рецептор стал главной мишенью для разработки обезболивающих препаратов. Однако блокирование активности TRPV1 вызывает серьезные неблагоприятные эффекты, такие как гипертермия, ^33,34 , демонстрируя, что TRPV1 — по крайней мере остро — влияет на внутреннюю температуру тела, как обсуждается ниже.

Таким образом, для обезболивающей терапии было бы более желательно специфически ингибировать сенсибилизацию рецептора, оставляя при этом нормальную гомеостатическую активность ионного канала неповрежденной. Недавнее исследование показывает, что это может быть осуществимо. Задействуя неканонический путь ГАМК / ГАМКВ, сенсибилизация TRPV1 специфически противодействует, в то время как базовая активность рецептора остается неизменной. ³⁵

Недавно было обнаружено, что TRPM3 представляет собой термочувствительный ионный канал, экспрессируемый в сенсорных нейронах DRG и TG, который способствует ноцицепции тепла. Фенотип нокаута TRPM3 имеет некоторое сходство с фенотипом нокаута TRPV1. ¹³ Будет интересно проверить, участвуют ли TRPM3 и TRPV1 синергически в тепловом болевом восприятии, потенциально даже в комбинациях с другими (не-TRP) тепловыми/теплочувствительными ионными каналами и белками.В связи с этим очень интересно отметить, что хлоридный канал Anoctamin 1 также активируется вредным теплом и также участвует в восприятии тепла. ^36,37

Хотя TRPM2 и TRPM4 являются чувствительными к температуре ионными каналами, термосенсорный фенотип ни для одной из моделей мышей с нокаутом рецептора пока не описан. Сообщалось, что температурная чувствительность TRPM5 модулирует восприятие вкуса, ¹¹ , но актуально ли это свойство TRPM5 в каком-либо другом сенсорном или гомеостатическом контексте, в настоящее время неизвестно.

Для других представителей семейства TRPV, особенно TRPV2, 3 и 4, сообщалось о различных результатах. Первоначальные результаты показали, что мыши с нокаутом TRPV3 и TRPV4 имеют дефекты в обнаружении теплых температур в поведенческих парадигмах. ^38,39 Однако более свежие данные опровергают эти результаты и предполагают, что эти фенотипы сильно зависят от генетического фона. В этих исследованиях даже у мышей с двойным нокаутом по TRPV3-TRPV4 наблюдается лишь очень тонкий дефицит температурного предпочтения и анализов избегания тепла. ^40,41 Точно так же мыши с дефицитом TRPV2 не проявляют каких-либо аберрантных термоощущений. ⁴²

Вероятно, самым спорным членом семейства каналов TRP в отношении термоощущения у мышей является TRPA1. В то время как некоторые исследования обнаруживают, что TRPA1 способствует ощущению холода, ^43,44 другие не находят доказательств участия TRPA1 в термоощущении холода in vivo . ^45,46

Интересно, что у других видов, таких как насекомые и рептилии, существуют доказательства того, что TRPA1 необходим для обнаружения теплых/горячих (но не холодных) температур. ^47–50 Таким образом, несмотря на то, что остаются сомнения относительно температурной чувствительности человеческого и мышиного TRPA1, накапливаются доказательства того, что TRPA1 у других видов функционирует как датчик температуры.

В совокупности эти исследования показывают, что ни для одного из каналов TRP (возможно, за исключением TRPM8) не была обнаружена доминирующая или универсальная функция в определении температуры окружающей среды. Скорее, эти исследования предполагают, что определенные каналы TRP рекрутируются (и точно настраиваются) для термоощущения (i) видоспецифическим, (ii) тканеспецифическим и (iii) контекстно-специфическим образом. Эта функция, возможно, лучше всего иллюстрируется TRPV1 и TRPA1, как обсуждалось выше.

Одной из возможных причин отсутствия универсального термосенсорного фенотипа является то, что многие чувствительные к температуре TRP (и не-TRP-) рецепторы обнаруживают перекрывающиеся температуры в диапазоне от теплого до горячего (). ^3,51,52 Следовательно, отдельные модели с отключенным каналом TRP (и даже мыши с двойным отключением) могут не демонстрировать сильных температурных фенотипов, поскольку имеет место обширная компенсация с помощью избыточных детекторов температуры.В контексте ноцицепции тепла это иллюстрируется перекрывающейся экспрессией и температурной чувствительностью TRPV1, TRPM3 и Anoctamin 1 (10).

Важно отметить, что другие (не TRP) ионные каналы также по своей природе чувствительны к температуре и могут модулировать температурную активацию сенсорных нейронов. В частности, было обнаружено, что, подобно каналам TRP, двухпоровые калиевые каналы TRAAK (KCNK4), TREK1 (KCNK2) и TREK2 (KCNK10) охватывают широкий диапазон физиологически релевантного температурного диапазона. Было продемонстрировано, что эти 3 2-поровых канала важны для ингибирования чувствительных к температуре нейронов, поскольку мыши с дефицитом этих ионных каналов гиперчувствительны к температурным раздражителям. ^22,53,54

Кроме того, вполне возможно, что другие белки, не являющиеся ионными каналами, играют роль в термоощущении. Например, было показано, что температурный стимул (> 35 ° C) запускает кластеризацию stim1 с ионными каналами Orai, чтобы опосредовать вход Ca ²⁺ , управляемый депо. ⁵⁵ Если и в каком контексте этот термочувствительный феномен играет физиологическую роль, предстоит изучить в будущем.

Периферические DRG и TG нейроны составляют основную сенсорную систему, которая передает информацию о температуре окружающей среды в спинные и супраспинальные области ЦНС (). Это, например, позволяет инициировать защитные рефлексы, которые предотвращают повреждение тканей. Кроме того, эта система также необходима для нашего сознательного восприятия тепловых раздражителей, что позволяет нам квалифицировать эти раздражители как болезненные (вредные), безвредные или приятные. ^20,56

Упрощенный рисунок, изображающий пути терморегуляции. Периферические терморецепторы определяют температуру окружающей среды и внутренних органов и сообщают об этом гипоталамусу. Рецепторы температуры гипоталамуса определяют внутреннюю температуру. Центр терморегуляции инициирует реакции теплоотдачи или теплопритока в периферических органах.

Температурные пути отходят от спиноталамического тракта и достигают (через парабрахиальные структуры) гипоталамуса – ключевого центра терморегуляции. ⁵⁷ Хотя было показано, что периферические датчики температуры, иннервирующие кожу, способствуют терморегуляции и поддержанию температурного гомеостаза, ⁵⁸ менее ясно, предоставляют ли другие типы (интероцептивных) периферических датчиков температуры информацию для терморегуляции.

Терморегуляторные функции TRP

В контексте терморегуляции мы различаем 2 различных типа механизмов: (1) периферические каналы TRP, которые активируются и влияют на температуру тела путем модуляции вегетативной системы, и (2) каналы TRP в центральном нервной системы, которые непосредственно влияют на определение температуры ЦНС и/или интеграцию терморегуляторных афферентных сигналов. Поскольку и периферические, и центральные пути взаимодействуют на множественных и часто неизвестных уровнях, необходимы тщательные эксперименты и контроль, чтобы установить роли конкретных каналов TRP и их действия в различных частях нервной системы.

Чтобы назвать один пример, мыши с глобальным нокаутом TRPV1 обнаруживают участие ионного канала в острой терморегуляции. ^26,59 Однако, помимо надежной и специфической экспрессии в сенсорных нейронах DRG, ограниченная экспрессия TRPV1 была обнаружена в некоторых структурах головного мозга и гладкомышечных клетках, ⁶⁰ , а также в периферических тканях, включая адипоциты, ⁶¹ сосудистых система ⁶² и желудочно-кишечный тракт. ⁶³ Поэтому в настоящее время неясно, в каких местах TRPV1 участвует в терморегуляции. Кроме того, терморегуляторная роль TRPV1 еще больше осложняется его функцией в регуляции метаболизма. ⁶⁴ Таким образом, тканеспецифические генетические, фармакогенетические и/или оптогенетические манипуляции представляют собой потенциально полезные будущие подходы к анализу и определению молекулярных механизмов, лежащих в основе терморегуляции.

Теперь мы сначала сосредоточимся на периферически опосредованной терморегуляции.

Периферическая терморегуляция

Несколько термочувствительных ионных каналов TRP играют важную роль не только в обнаружении изменения температуры окружающей среды, но и в регулировании центральной температуры тела (). ⁶⁵

Таблица 2.

TRPV1 TRUSTICATION TRPV1 Тонически активированная TRPV1 в брюшной полости rescera регулирует температуру корпуса корпуса. В преоптической области гипоталамуса TRPV1 активируется HSF1 при лихорадке, вызванной ЛПС. 33, 68, 69, 91 и 121 TRPM8 Тоническая периферическая активность TRPM8 поддерживает внутреннюю температуру тела. Экспрессия TRPM8 обнаруживается в подмножестве термочувствительных PV+ нейронов в переднем гипоталамусе. 73, 74 и 99 TRPA1 TRPA1 не является датчиком температуры, участвующим в регулировании температуры тела. 78 и 79 TRPV3 TRPV3 не играет роли в поддержании внутренней температуры тела. 80 TRPV4 Активность TRPV4 не влияет на внутреннюю температуру тела. Иммунореактивность TRPV4 была обнаружена в нейропиле преоптической области и PV+ нейронах в переднем гипоталамусе. 98 и 99

В последние десятилетия были предприняты значительные усилия для выяснения механизмов, с помощью которых каналы TRPV1 и TRPM8 модулируют Tb.

Задолго до того, как был клонирован канал TRPV1, было обнаружено, что системное введение капсаицина снижает внутреннюю температуру тела, что в значительной степени связано с выраженной периферической вазодилатации. ⁶⁶ Кроме того, было обнаружено, что индуцированная капсаицином абляция сенсорных волокон делает животных чувствительными к тепловым воздействиям. ⁶⁷ После открытия ионного канала TRPV1, ⁴ , мы получили более глубокое понимание его роли в терморегуляции только после идентификации селективных антагонистов. В отличие от активации TRPV1 ингибирование ионного канала приводит к гипертермии как у животных, так и у людей. ³³ Когда периферически ограниченные антагонисты TRPV1 вводятся внутрижелудочно, у мышей, собак и людей также наблюдается увеличение Tb, ^33,68 демонстрируя, что TRPV1, экспрессируемый на периферии, способствует терморегуляции.Несколько линий доказательств поддерживают представление о том, что тонически активный TRPV1 во внутренних органах брюшной полости влияет на внутреннюю температуру тела и что противодействие TRPV1 способствует вазоконстрикции, термогенезу и модуляции терморегуляторных нейронов в гипоталамусе, ^69,70 эффекторы защиты от холода, не вызывая у животного поведения поиска тепла. ⁶⁹ Среди изученных антагонистов оказалось, что преимущественно те ингибиторы TRPV1 вызывают гипертермию in vivo , которые блокируют индуцированную протонами активацию TRPV1. ⁷¹ Например, соединение JYL1421 блокирует протонную активацию TRPV1 собаки и обезьяны, но не TRPV1 крысы. ⁶⁸ Одновременно ингибитор TRPV1 вызывал гипертермию у собак и обезьян, но не повышал температуру тела у крыс. Хотя первоначальное воздействие антагониста приводит к гипертермии, гипотермическая реакция притупляется повторным введением одного и того же антагониста. ³³

Эти захватывающие фармакологические эксперименты с участием TRPV1 в терморегуляции были впоследствии унижены фенотипом мышей с нокаутом по TRPV1: ^26,29 Мыши с нокаутом по TRPV1 имеют нормальную внутреннюю температуру тела по сравнению с контрольной группой.Однако было обнаружено, что мутантные по TRPV1 животные проявляют повышенную вазоконстрикцию и локомоцию, что свидетельствует о том, что у животных с нокаутом задействованы другие термоэффекторные органы по сравнению с контрольными животными дикого типа. С возрастом нокаутные мыши также становятся тучными, ^59,72 обнаруживая связь ионных каналов TRP с регуляцией метаболизма.

Эти данные согласуются с острым и преходящим эффектом TRPV1 на внутреннюю температуру тела, но доказывают незначительную роль ионного канала в регуляции внутренней температуры в устойчивом состоянии или, альтернативно, наличие надежных компенсаторных путей, которые замещают потерю рецептора. у нокаутированных животных.

Интересно отметить, что восприятие тепловой боли также не отменяется у мышей с нокаутом TRPV1 и что в эту сенсорную модальность вносят вклад другие механизмы и пути. ²⁹ Как упоминалось выше, теплоотводные ионные каналы, такие как Anoctamin 1, ³⁶ TRPM3 ¹³ , а также двухпоровые калиевые каналы способствуют обнаружению болезненно горячих стимулов, и будет интересно расшифровать, влияют на внутреннюю температуру тела.

В соответствии с гипотермией, вызванной капсаицином, активация холодового рецептора TRPM8 имеет эффект, противоположный активации TRPV1: местное применение ментолового агониста TRPM8 вызывает вегетативные реакции, такие как гипертермия, потребление кислорода, дрожащая мышечная активность и хвост сужение сосудов кожи, а также поведение, связанное с поиском тепла. ⁷³ Несколько селективных антагонистов TRPM8 были протестированы in vivo . Эти вещества вызывают дозозависимую гипотермию у мышей и крыс. Гипотермический эффект полностью зависит от TRPM8 и поэтому отсутствует у мышей с нокаутом TRPM8. ⁷⁴ Повторяющаяся стимуляция антагонистом TRPM8 также приводит к тахифилактическому типу ответа, а последующие воздействия вызывают ослабленный гипотермический эффект. ⁷⁴ Этот десенсибилизирующий эффект аналогичен эффекту, наблюдаемому при антагонизме с TRPV1, хотя суммарное влияние на Tb противоположно направлено для 2 ионных каналов TRP.

Вероятно, наблюдаемая терморегуляторная роль TRPM8 опосредована активацией ионного канала, выраженного в кожных афферентах. ^73,74 Это мнение подтверждается наблюдением, что внутривенная инфузия антагониста TRPM8 снижает индуцированную холодом экспрессию c-fos в латеральном парабрахиальном ядре (LPB) — ядре в ЦНС, которое получает периферические термосенсорные сигналы и Считается, что они передают эту информацию на участки терморегуляции гипоталамуса. ⁵⁷ Возможно, TRPM8, экспрессируемый в других (периферических) участках, также способствует острой терморегуляции. В этом отношении следует отметить, что внутривенное введение, в отличие от интратекального или интрацеребровентрикулярного введения антагониста TRPM8, является наиболее эффективным способом вызвать гипотермию. ⁷⁴ Кроме того, TRPM8 экспрессируется в сосудистой сети и может модулировать тонус сосудистой системы и, таким образом, может также способствовать регуляции температуры тела путем модуляции сердечно-сосудистых функций. ⁷⁵ Кроме того, TRPM8-положительные нервные волокна иннервируют сосудистую сеть, например воротную вену печени. ⁷⁶ Необходимы дальнейшие исследования для изучения терморегуляторной функции TRPM8 в нейрональных и других тканях.

Помимо TRPM8, TRPA1 является еще одним кандидатом на роль датчика холода в пути терморегуляции. Хотя активаторы (аллилизотиоцианат и коричный альдегид) TRPA1 могут вызывать изменения температуры тела, ⁷⁷ эти химические вещества являются реакционноспособными соединениями и, таким образом, не являются строго специфичными для TRPA1, и эффект может быть независимым от TRPA1. Кроме того, 2 исследования, основанные на введении антагонистов и использовании мышей с нокаутом TRPA1 в качестве контроля, показали, что TRPA1 не участвует в опосредовании защитных реакций от холода. ^78,79

Учитывая, что TRPV3 и TRPV4 активируются теплом, было высказано предположение, что они участвуют в терморегуляции. Однако внутрижелудочная доставка природных активаторов TRPV3 (тимол и этилванилин) не оказывает заметного влияния на Tb или на тепловые эффекторы, такие как жировая ткань. ⁸⁰ У мышей с нокаутом TRPV4 наблюдается неотличимая базальная температура тела по сравнению с контрольными мышами и отсутствие реакции на резкое изменение температуры. ³⁸ Пока нет четких доказательств их роли в поддержании температуры тела.

До сих пор наши знания о терморегуляции в основном основывались на исследованиях млекопитающих. Мало что известно о других эндотермах, таких как птицы, не говоря уже об экзотермах. Тем не менее, одно исследование связало каналы TRP с терморегуляторным поведением у рептилий, которые перемещаются между открытыми солнечными лучами местами и более прохладными и затененными местами для поддержания температурного гомеостаза. Это челночное поведение крокодилов может быть заблокировано капсазепином, антагонистом ионных каналов TRPV1 и TRPM8. ⁸¹

Центральная терморегуляция

Центральная нервная система регулирует гомеостаз температуры тела, обеспечивая нервный и гормональный контроль на нескольких уровнях. Кожа, внутренние органы и ЦНС напрямую или косвенно передают информацию о температуре терморегуляторному центру, расположенному в преоптической области и передней части гипоталамуса (POA/AH). Считается, что эта область вычисляет информацию о температуре и посылает сигналы либо напрямую, либо через ретрансляционные станции в более каудальных частях гипоталамуса к множеству эффекторных органов.Изменение температуры тела может происходить либо за счет нейронного контроля вегетативной системы, либо за счет гормональных реакций (4). В нескольких обзорах обобщены нейронные цепи, лежащие в основе терморегуляции в контексте физиологических и воспалительных (лихорадочных) состояний. ^82,83 Среди наиболее изученных путей — нейронная модуляция недрожательного термогенеза: первичные соматосенсорные нейроны, соматы которых расположены в DRG, обнаруживают изменение температуры окружающей среды. Кожная тепловая информация передается через латеральное парабрахиальное ядро ​​(LPB) в преоптическую область.В гипоталамическом терморегуляторном центре генерируются выходные сигналы, которые доставляются к ростральному бледному шву (rRPa) через мультисинаптические реле. Нейроны rRPa далее расширяют проекции к симпатическим преганглионарным нейронам в спинном мозге. Преганглионарные нейроны модулируют симпатический отток, чтобы регулировать и поддерживать температурный гомеостаз. Однако мало что известно о подробных схемах гипоталамуса и механизмах, которые вычисляют информацию о температуре для получения соответствующих результатов.

Среди всех областей, участвующих в терморегуляции, преоптическая область/передний гипоталамус (POA/AH) считается ключевым местом для поддержания температурного гомеостаза. Он не только объединяет информацию о температуре с периферийных участков, но также содержит несколько типов чувствительных к температуре нейронов. Выводы, демонстрирующие регуляторную роль POA/AH в температурном гомеостазе, были освещены другими в превосходных обзорах. ^57,84,85 Наиболее важно то, что модуляция активности теплочувствительных нейронов (WSN) путем непосредственного охлаждения или нагревания POA вызывает явления сохранения/продукции или потери тепла, соответственно. ⁸⁵ Тепловая чувствительность БСС, по-видимому, является внутренним, автономным свойством клетки: запускаемые температурой электрофизиологические реакции сохраняются даже после блокировки синаптических входов. ⁸⁶

Заманчиво предположить, что определенные термочувствительные ионные каналы TRP опосредуют температурные реакции в POA/AH WSN таким же образом, как было показано, что они опосредуют термочувствительность в сенсорных нейронах DRG. Хотя ионные токи были измерены в WSN, ^87,88 мы в настоящее время не знаем, экспрессируются ли (и какие) ионные каналы TRP в WSN и опосредует ли какой-либо ионный канал TRP (или модулирует) температурные реакции в нейронах гипоталамуса.В настоящее время отсутствие подходящих молекулярных маркеров для гипоталамических WSN затрудняет изучение этого типа популяции нейронов.

Возможно, что другие ионные каналы, такие как АТФ-чувствительные калиевые каналы, ⁸⁹ температурно-чувствительные двухпоровые каналы ⁹⁰ или взаимодействие различных температурочувствительных ионных каналов опосредуют температурные реакции в WSN. ⁸⁵

Как только мы сможем идентифицировать WSN на молекулярном уровне, мы сможем (i) обратиться к механизму их температурной чувствительности и (ii) изучить, является ли их температурная чувствительность физиологической значимой для терморегуляции.

Даже если каналы TRP не являются прямыми датчиками температуры в WSN, были получены некоторые интересные наблюдения, связывающие экспрессию каналов TRP с функцией терморегуляции гипоталамуса. Было показано, что при лихорадке, вызванной ЛПС, фактор теплового шока 1 (HSF1) связывается с 5′-промоторной областью TRPV1, тем самым повышая экспрессию TRPV1 в преоптической области. ⁹¹ Было также обнаружено, что экспрессия TRPV1 индуцируется в отростках астроцитов в околожелудочковых органах (CVO), где гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) является «дырявым». Эта возможность позволяет передавать сигналы, генерируемые TRPV1, в ЦНС. Действительно, активация этих каналов TRPV1 путем внутривенного или интрацеребровентрикулярного вливания агонистов приводит к увеличению экспрессии c-fos в преоптической области, что указывает на его потенциальную роль в терморегуляции. ⁹² Кроме того, экспрессия варианта TRPV1, нечувствительного к стимуляции капсаицином, участвует в температурных реакциях крупноклеточных нейронов гипоталамуса, которые имеют решающее значение для осморегуляции. ^93–95 Однако в настоящее время неясно, имеют ли эти результаты какое-либо значение для терморегуляции. Вместо этого было высказано предположение, что этот вариант TRPV1 может играть роль в восприятии осмоса. ^96,97

Точечное окрашивание TRPV4 наблюдается в нейропиле преоптической области и переднего гипоталамуса. ⁹⁸ Хотя молекулярная идентичность WSN остается неизвестной, недавнее исследование показывает, что около 2 третей положительных по парвальбумину (PV) нейронов в передней области гипоталамуса могут быть активированы теплом, а остальные оставшиеся нейроны ингибируются теплом. Поразительно, но более половины клеток PV экспрессируют TRPV4, и большинство из них также экспрессируют TRPM8. ⁹⁹ В настоящее время эти данные являются корреляционными, и неясно, опосредуют ли TRPV4 и/или TRPM8 температурную чувствительность идентифицированной популяции нейронов гипоталамуса.

Кроме того, в гипоталамусе можно обнаружить транскрипты термочувствительных каналов TRP (TRPA1, TRPM8, TRPV1, TRPV2, TRPV3 и TRPV4). ¹⁰⁰ Точный паттерн экспрессии и функция терморегуляции ждут дальнейшего изучения.

Метаболические функции TRP

Регулирование температуры и метаболический контроль тесно связаны. Любая метаболическая реакция ускоряется при более высокой температуре. Растущее количество данных свидетельствует о том, что сенсорные системы сложным образом участвуют в регуляции метаболического гомеостаза. ¹⁰¹ Поскольку многие каналы TRP функционально вовлечены в сенсорные системы, неудивительно обнаружить их прямую (или косвенную) модулирующую роль в контексте регуляции метаболизма (). Более того, TRP-каналы экспрессируются в терморегуляторных эффекторных органах, таких как жировая ткань, мышцы, сосуды и желудочно-кишечный тракт, тем самым потенциально модулируя метаболический статус.

Таблица 3.

Канал	Находки	Ссылки
TRPV1	Диета Capsaicin Дополнение предотвращает мыши (и потенциально людям) от разработки индуцированных диетами obesity. -индуцированное ожирение и долгая жизнь с ювенильным метаболическим фенотипом.	64 и 104
TRPM8	Активация TRPM8 с помощью пищевых добавок защищает мышей от пищевого ожирения.	76 и 110
TRPV4	Мыши TRPV4 KO защищены от ожирения, вызванного питанием.	112 и 113
TRPM2	Мыши TRPM2 KO защищены от ожирения, вызванного питанием. TRPM2 специфически экспрессируется в β-клетках поджелудочной железы.	12 и 114

TRPV1

TRPV1 оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие на обмен веществ.

Введение агониста TRPV1 капсаицина в качестве пищевой добавки предотвращает ожирение, вызванное диетой (DIO). ⁶¹ В жировой ткани, выделенной от мышей и людей с ожирением, экспрессия TRPV1 снижена. ⁶¹ У мышей с нокаутом TRPV1 развивается возрастное ожирение и гипометаболизм. ⁵⁹ Многие из этих полезных эффектов TRPV1 в борьбе с ожирением были рассмотрены Zsombok. ¹⁰² Однако недавние обзоры указывают на то, что положительные эффекты, вероятно, будут незначительными и, вероятно, потребуют длительного приема агонистов TRPV1. ^103,104

Несколько противоречащее здравому смыслу, основанное на вышеупомянутых результатах, другое исследование показало, что мыши с нокаутом TRPV1 защищены от DIO. ¹⁰⁵ В этом исследовании подробно описана интересная особенность мышей с нокаутом TRPV1: они демонстрируют увеличенную продолжительность жизни, которая коррелирует с поддержанием ювенильного метаболического профиля. Выяснилось, что мыши с нокаутом TRPV1 сохраняют низкий уровень высвобождения CGRP в сенсорных афферентах, иннервирующих поджелудочную железу, что способствует секреции инсулина.Эта нейроэндокринная регуляция достигается за счет предотвращения проникновения регулируемого CREB коактиватора транскрипции 1 в ядро, что приводит к снижению уровней CREB в нейронах DRG и снижению секреции CGRP. ⁶⁴

Помимо поджелудочной железы, каналы TRPV1, как полагают, проявляют свои многогранные метаболические эффекты в различных тканях, таких как гипоталамус, жировая ткань и желудочно-кишечный тракт. ^63,106 Однако предполагаемые молекулярные механизмы, лежащие в основе защитных функций этих тканей, остаются неясными.В совокупности, в зависимости от типа ткани и, вероятно, также в зависимости от метаболического состояния, как активация, так и ингибирование TRPV1 оказываются полезными для положительного влияния на метаболический гомеостаз. Эти несколько противоречивые результаты влияния TRPV1 на метаболизм могут быть согласованы потенциальным переключением функции TRPV1 с полезных эффектов, которые рецептор оказывает на молодых животных, на более патологическую роль, которую он играет у старых животных. ¹⁰⁷ Альтернативное объяснение того, как эти разные результаты могут быть согласованы, заключается в том, что диетическая активация TRPV1 может опосредовать его положительные эффекты за счет снижения чувствительности рецептора, тем самым подавляя чрезмерную активность TRPV1. Этот тип полезного эффекта будет аналогичен десенсибилизирующему потенциалу TRPV1, который используется при локально ограниченных и поверхностно-доступных формах воспалительной боли: местное применение лосьонов или пластырей с капсаицином десенсибилизирует (и даже деиннервирует) TRPV1-положительные первичные афферентные ноцицепторы. для производства обезболивания. ^108,109 Дальнейшая работа необходима для выяснения того, как баланс активности TRPV1 в различных органах влияет на метаболические и сердечно-сосудистые параметры, чтобы принести пользу для здоровья.

TRPM8

Положительные афференты TRPM8 иннервируют воротную вену печени. Это может служить механизмом, с помощью которого TRPM8 регулирует скорость клиренса инсулина у мышей. ⁷⁶ Подобно TRPV1, канал TRPM8 экспрессируется в адипоцитах. ^110,111 Ментол индуцирует активацию UCP-1 в бурой жировой ткани (BAT) дозозависимым образом у диких мышей, но не у мышей TRPM8 KO. Более того, пролонгированные диетические добавки с ментолом защищают мышей от DIO. Эффект зависит от TRPM8, поскольку эффект отсутствует у мышей TRPM8 KO. ¹¹¹ У людей активация TRPM8 связана с «потемнением» белой жировой ткани, что, возможно, способствует использованию энергии. ¹¹⁰

TRPV4

Мыши TRPV4 KO защищены от DIO. Потеря TRPV4 запускает компенсаторно-регуляторный механизм в скелетных мышцах и приводит к увеличению окислительного потенциала в ткани. ¹¹² Другая группа исследователей также отмечает положительные эффекты абляции TRPV4. ¹¹³ Однако они обнаружили, что TRPV4 экспрессируется в жировой ткани и способствует экспрессии провоспалительных цитокинов.Противодействие TRPV4 путем фармакологической блокады улучшает гомеостаз глюкозы у мышей. ¹¹³

TRPM2

Мыши TRPM2 KO также защищены от DIO. Мыши с нокаутом TRPM2 более чувствительны к инсулину, частично из-за более высокой скорости метаболизма глюкозы в периферических тканях. ¹¹⁴ В соответствии с его специфической экспрессией в β-клетках поджелудочной железы, ¹² TRPM2-дефицитные мыши также имеют нарушенную выработку инсулина как при обычном приеме пищи, так и при диете с высоким содержанием жиров. ¹¹⁵ TRPM2 широко экспрессируется во многих органах, включая мозг, сердце, почки и иммунную систему, где предполагается, что он действует как датчик окислительного стресса. ^116–120 Определение его функциональной роли в этих разнообразных тканях требует дальнейших исследований.

Тепловое реле РТТ, РТЛ, ТРТ ТРН ТРП

Тип объявления: продажаОпубликовано: 10.03.2016

Продам тепловое реле следующих типов: РТБ-0 500В 9А-12А 380В – 1шт
RTB-0 500В 3А-6А 380В – 1шт
ТСА-11 500В 1.6 А-2А-2,4 А-1

Реле тепловое А-3144 300А – 2шт
А-3144 250А – 2шт
РТТ-32 660В NF4 – 4шт.
RTT-32 NF4 660В 136-160А – 1 шт.
RTT-221 NF4 660В – 12шт.
RTT-221 NF4 660В 34-40-46А – 13 шт.
РТТ-221 НФ4 660В А 36,8-1шт
РТТ-221 NF4 660В 42,5-50-57А -2шт
РТТ-221 NF4 660В 53-51-63А -2шт
PTT-141 NF4 660В 2,7-3,2-3,7 А-5шт

ТПХ-25 10А-1П
ТПХ-25 16А -1шт
ТПХ-25 25А-2шт
ТПН-63А 10-1 шт.
РТЛ-1016 14А -1шт
РТТ211П 32А -1шт

РТ-20 85-115А проэлектро верх.Пласт. -1 шт.
ТРН-10 0,8 А -5шт.
ТРН-10 А 1,25-1шт
ТРН-10 1,6 А 4 шт.
ТРН-10 2,5-2шт
ТРН-10 3,2 А -5шт
ТРН-10 5А-2шт
ТПХ-25 6,3-1шт
ТПХ-25 10А-2шт
ТПХ-25 12,5-5шт
ТПХ-25 20А-3шт
ТРН-40 20А -2 шт.
ТРН-40 32А-5П
ТРН-40 40А-4шт
ТРП-155 П У3 80А -2шт
ТРП-120А 150-2шт
ТРП-150 63А -2шт

ТРТ-133 22А -1шт
Реле тока ТРТ-155 160А -1шт

Что такое файл cookie?

Файл cookie — это небольшой текстовый файл, который сохраняется на вашем компьютере/мобильном устройстве, когда вы посещаете веб-сайт.Этот текстовый файл может хранить информацию, которая может быть прочитана веб-сайтом, если вы посетите его позже. Некоторые файлы cookie необходимы для правильной работы веб-сайта. Другие файлы cookie полезны для посетителя. Файлы cookie означают, что вам не нужно вводить одну и ту же информацию каждый раз при повторном посещении веб-сайта.

Почему мы используем файлы cookie?

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам оптимальный доступ к нашему веб-сайту. Используя файлы cookie, мы можем гарантировать, что одна и та же информация не будет отображаться каждый раз при повторном посещении веб-сайта.Файлы cookie также могут помочь оптимизировать работу веб-сайта. Они облегчают просмотр нашего веб-сайта.

Для защиты ваших персональных данных и предотвращения потери информации или противоправных действий применяются соответствующие организационные и технические меры.

Почему мы используем файлы cookie сторонних поставщиков?

Мы используем файлы cookie сторонних поставщиков, чтобы иметь возможность оценивать статистическую информацию в коллективных формах с помощью аналитических инструментов, таких как Google Analytics. Для этой цели используются как постоянные, так и временные файлы cookie. Постоянные файлы cookie будут храниться на вашем компьютере или мобильном устройстве не более 24 месяцев.

Как отключить файлы cookie?

Вы можете просто изменить настройки своего браузера, чтобы отключить все файлы cookie. Просто нажмите «Справка» и выполните поиск «Блокировать файлы cookie». Обратите внимание: если вы деактивируете файлы cookie, веб-сайт может отображаться только частично или не отображаться вовсе.

Вверх

%PDF-1.4 % 7 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 44 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 25 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 49 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 39 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 55 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 42 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK. г” конечный поток эндообъект 53 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 18 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 19 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 8 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 15 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 10 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 38 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 1 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK. г” конечный поток эндообъект 34 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 56 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 36 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 30 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 28 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 9 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 29 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 48 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK. г” конечный поток эндообъект 57 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 31 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 37 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 47 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 40 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 50 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 6 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 12 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK. g” конечный поток эндообъект 16 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 41 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 3 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 23 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 43 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 33 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 4 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 14 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK. g” конечный поток эндообъект 46 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 32 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 52 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 13 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 5 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 35 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 54 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 17 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 51 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 26 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK. g” конечный поток эндообъект 11 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 21 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 20 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.г” конечный поток эндообъект 22 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 24 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 125>>поток Икс 0E|u%Un:4Ֆ4{ιWQFCBt=dVK_˭緌M]{6|hL˄[GۻC3rdh}rB12Z7uK.g” конечный поток эндообъект 45 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 27 0 объект >>>/BBox[0 0 531 657]/длина 118>>поток хА 0Dluۂ h5IP&o·L/h&,y a)aG?{Y֪b}”jUF”6SX?3]NG,] конечный поток эндообъект 59 0 объект >поток х+

IJMS | Бесплатный полнотекстовый | Оптическая оценка функции ноцицептивного канала TRP на терминале периферического нерва

1.

Введение У млекопитающих информация об окружающей среде преимущественно передается периферическим нейронами соматосенсорной системы. Такие нейроны являются клеточными сенсорами, преобразующими механические, термические и химические раздражители в электрические сигналы, которые поступают в центральную нервную систему (ЦНС) в виде потенциалов действия [1]. Сенсорные нейроны у млекопитающих псевдоуниполярны, имеют один аксон с двумя отдельными ветвями: периферическая ветвь, которая простирается и иннервирует органы-мишени, такие как кожа, внутренние органы и слизистые оболочки, и центральная ветвь, которая передает собранную информацию на вторичные нейроны. нейроны ЦНС в чувствительных ядрах спинного мозга или ствола мозга [2].Тела клеток первичных сенсорных нейронов иннервируют группу тел вместе в сегментарном порядке в ганглиях задних корешков (DRG), которые находятся латеральнее спинного мозга (рис. 1а). Тела первичных сенсорных нейронов, которые иннервируют голову и лицо, группируются в ганглиях тройничного нерва (TG), расположенных рядом с мозгом [3] (рис. 1b). Традиционно сенсорные нервные волокна делят на четыре типа в зависимости от скорости их проведения [4]. Волокна Aα и Aβ демонстрируют сильно миелинизированные аксоны и высокую скорость проведения, Aδ слабо миелинизированы и имеют средние скорости проведения, тогда как C-волокна лишены миелина и имеют низкие скорости проведения [5].Сенсорные нейроны, ответственные за обнаружение потенциально вредных стимулов, в основном принадлежат к классу С-волокон или Аδ и известны как ноцицепторы [6]. Aδ-ноцицепторы лежат в основе быстрого компонента боли сразу после повреждения ткани [4], тогда как C-ноцицепторы способствуют более поздним стадиям развития хронической боли, нейрогенного воспаления и сенсибилизации [7]. Способность ноцицепторов вести себя как детекторы болевых стимулов зависит на наличие в их периферических нервных окончаниях специализированных трансдуцирующих молекул, способных трансформировать вредные физические (термические и механические) и химические раздражители в генераторные потенциалы [4,8]. При стимуляции нервных окончаний выходной сигнал, передаваемый в ЦНС, зависит от свойств каналов преобразователя, таких как переходные рецепторные потенциалы (TRP), кислоточувствительные ионные каналы (ASIC), Piezo и TACAN [9,10,11,12, 13,14,15], которые создают генераторные потенциалы. Потенциал-зависимые каналы впоследствии переводят его в срабатывание потенциала действия. Ионные каналы TRP являются одними из наиболее изученных каналов преобразователя, экспрессируемых в ноцицепторах, и играют ключевую роль в изучении боли [4]. данные, полученные из моделей трансдукции in vitro, лишенных физиологических условий, таких как клеточные линии, гетерологично экспрессирующие TRP-каналы, или культивируемые первичные сенсорные нейроны [16].Хотя это предоставило бесценную информацию о роли TRP-каналов в ноцицепции, возможном изменении экспрессии, распределения и модуляции эндогенными факторами TRP-каналов в нефизиологических условиях [17,18] и других факторах, таких как различная морфология между нервное окончание и сома, могут объяснить различное кодирование вредных стимулов каналами TRP в их физиологической среде. Действительно, недавно опубликованная вычислительная модель показала, что структура дерева периферических ноцицептивных терминалов определяет выход ноцицептивных нейронов в центральном терминале [19].Поскольку модели in vitro не отражают всей сложности нервных окончаний, существует очевидная необходимость оценки функциональности каналов TRP непосредственно на нервных окончаниях в более физиологических условиях. До недавних лет наиболее прямые экспериментальные подходы к изучению функциональности каналов TRP на нервном окончании основывались на внеклеточных электрофизиологических записях в сочетании с применением агонистов и антагонистов TRP-каналов на препаратах кожно-нервных или роговичных нервов [20,21,22,23,24].Хотя эти экспериментальные подходы обеспечивают высокое временное разрешение активности периферических нервов, они не обеспечивают достаточного пространственного разрешения относительно того, где в нервном окончании происходит эта активность. В этом отношении недавнее развитие методов оптической регистрации является большим шагом в преодолении этих существенных технических ограничений [25, 26, 27, 28, 29, 30]. Кроме того, попытка изучить функциональность ноцицептивных каналов TRP in vivo требует длительного фармакологические или генетически опосредованные изменения функции канала [31,32].Однако кинетика ионных каналов очень быстрая, поэтому эти методы могут не отражать полного влияния ионных каналов на физиологию клеток. Таким образом, оценка активности ионных каналов с помощью экспериментальных подходов должна выполняться с высоким временным разрешением, что требует новых подходов для селективных и быстрых способов модуляции активности каналов у живых животных. В связи с этим развитие оптогенетики, методов на основе наночастиц и оптофармакологических инструментов, несомненно, открывает новые пути для изучения вклада ионных каналов в физиологию клеток in vivo и создания новых средств для точного контроля активности нейронов [33,34,35]. ,36,37].Более того, эти методы имеют множество применений в экспериментальной нейробиологии боли, оказываясь более предпочтительными по сравнению с традиционными методами в клинических приложениях. Например, нервная стимуляция для лечения боли является инвазивной, и электроды часто трудно перемещать [38]; аналогично, химическую стимуляцию трудно ограничить отдельными клетками и, следовательно, имеет ограниченную пространственную и временную точность. Напротив, прямая модуляция ионных каналов светом позволяет осуществлять контролируемую стимуляцию с беспрецедентной пространственной и временной точностью [39].

В этой статье представлен обзор новейших оптических инструментов, применяемых для оптического контроля и оптической регистрации активности ноцицептивных каналов TRP на нервных окончаниях.

2. Ноцицептивные каналы TRP в сенсорных нервных волокнах

Несколько членов семейства TRP были идентифицированы как первичные молекулярные преобразователи на ноцицептивных нервных волокнах. Основываясь на гомологии их последовательностей, надсемейство TRP млекопитающих состоит из шести подсемейств с 28 проницаемыми для катионов каналами, организованными как канонические (TRPC), ваниллоидные (TRPV), анкириновые (TRPA), меластатиновые (TRPM), полицистиновые (TRPP) и муколипиновые. (ТРМЛ) [40].В целом, это суперсемейство каналов TRP участвует во многих физиологических и патофизиологических процессах, однако на основании их способности передавать определенные физические и химические вредные стимулы только несколько членов, принадлежащих к семействам TRPV, TRPA и TRPM, были классифицированы как ноцицептивные TRP. [41]. TRPV1 является первым идентифицированным и наиболее хорошо охарактеризованным молекулярным объектом, лежащим в основе обнаружения капсаицина в сенсорных нейронах, острого ингредиента острого перца чили [42]. Помимо капсаицина, TRPV1 может активироваться большим количеством физических и химических раздражителей, таких как вредная температура (> 42 ° C), острые растительные продукты, низкий pH и животные токсины.Более того, TRPV1 обладает способностью интегрировать различные вредные стимулы на белковом уровне, что типично для полимодального рецепторного канала [43]. В периферической нервной системе TRPV1 в основном экспрессируется в ноцицептивных нейронах малого и среднего диаметра из DRG и TG, таких как пептидергические и непептидергические С-волокна, а также в Aδ-волокнах [44,45]. единственный член подсемейства TRPA у млекопитающих, связанный с трансдукцией боли и, подобно TRPV1, ведет себя как полимодальный рецептор, интегрируя на молекулярном уровне передачу различных типов вредных стимулов.Он экспрессируется в сенсорных нейронах малого диаметра DRG и TG, которые, кроме того, совместно экспрессируют характерные ноцицептивные маркеры, такие как TRPV1, субстанция P и/или пептид, родственный гену кальцитонина (CGRP) [46]. Эти особенности, наряду с активацией при температуре ниже 18 °C, позволяют предположить, что TRPA1 действует как детектор вредного холода в ноцицептивных сенсорных нейронах [47,48]. В некоторых исследованиях сообщается о заметных нарушениях болевой чувствительности к холоду у мышей с нокаутом TRPA1 [49], в то время как другие не обнаруживают отчетливого фенотипа в поведении чувствительности к холоду [50,51].Недавние данные указывают на роль TRPA1 в восприятии острого вредного тепла [52,53]. TRPA1 также может активироваться множеством раздражающих и вредных соединений, включая аллилизотиоцианат, содержащийся в горчичном масле и васаби [47,54], никотин [55], бактериальные эндотоксины [56] или активные формы кислорода (АФК) [57, 58,59], которые имеют основополагающее значение для повреждения тканей и передачи сигналов клеточного стресса. Широкий спектр потенциально вредных стимулов, активирующих TRPA1, привел к представлению о том, что TRPA1 действует как молекулярный сенсор клеточного стресса и повреждения тканей [60].TRPM3 представляет собой вредный активируемый теплом канал, экспрессируемый в большом подмножестве сенсорных нейронов DRG и TG вместе с ноцицепторами [61]. Его порог активации немного сдвинут в сторону более высоких температур по сравнению с TRPV1, и он также может активироваться нейростероидом прегненолона сульфатом или более эффективным синтетическим агонистом CIM0216 [62]. Мыши, лишенные каналов TRPM3, обнаруживают нарушения в поведении уклонения от вредного тепла, а также в развитии тепловой гипералгезии [61]. Точно так же фармакологическая блокада TRPM3 вызывает дефицит чувствительности к вредному теплу у мышей [63].Интересно, что удаление генов TRPV1 и TRPM3 не полностью подавляет поведение избегания вредного тепла, указывая на то, что должны существовать дополнительные механизмы обнаружения. Только когда TRPV1, TRPM3 и TRPA1 удалены, у мышей полностью исчезают острые вредные тепловые реакции, чтобы избежать ожога в анализе с погружением хвоста [52]. Недавняя работа показала, что TRPM2 лежит в основе ответов на остаточное тепло (выше 45°C) в диссоциированных первичных сенсорных нейронах. Его роль в болезненном восприятии тепла in vivo еще предстоит выяснить [64,65,66].TRPM8 был первым охарактеризованным каналом термо-TRP, активируемым холодом, так как его проводимость резко возрастает при понижении температуры [67,68]. В то же время было обнаружено, что он активируется природными соединениями, вызывающими «свежие» ощущения, такими как эвкалиптол, ментол [68] и более мощный агонист — ицилин. TRPM8 экспрессируется в субпопуляции Aδ- и C-волокон, отходящих от сенсорных нейронов малого диаметра DRG и TG [67]. Несколько функциональных анализов установили, что около 20% нейронов DRG, экспрессирующих TRPM8, также реагировали на агонист TRPV1 капсаицин, несмотря на отсутствие экспрессии CGRP или вещества P, известных маркеров ноцицепторной идентичности.Поразительно, что эта пропорция повышается до 45% в TG TRPM8-позитивных нейронах, иннервирующих роговицу, в то время как большинство из них также экспрессирует субстанцию ​​P [69]. Вскоре после первых характеристик TRPM8-нулевых мышей стало ясно, что ионный канал TRPM8 является центральным действующим лицом при слабой термочувствительности холода [70, 71, 72]. Волокна экспрессируют большое количество потенциалзависимых и лигандзависимых ионных каналов, в первую очередь потенциалзависимые натриевые каналы (Navs), потенциалзависимые калиевые каналы (Kvs), потенциалзависимые кальциевые каналы (VGCC) и активируемые гиперполяризацией циклические нуклеотиды. закрытые (HCN) каналы.Эти ионные каналы определяют возбудимость нервных окончаний, опосредуя формирование нервных импульсов, которые передаются сенсорным нейронам второго порядка в ЦНС [73].

2.1. Каналы TRP на окончаниях кожных нервов

Сенсорные нейроны, иннервирующие кожу, можно разделить на разные группы в зависимости от их функциональных профилей [74] (рис. 1а): ноцицепторы, прурицепторы, терморецепторы и низкопороговые механорецепторы (LTMR). Ноцицепторы обнаруживают высокоинтенсивные раздражители, такие как механические воздействия, вредное нагревание и потенциально вредные химические вещества. Способность ноцицептивных нейронов активироваться широким спектром стимулов во многом обусловлена ​​экспрессией TRPV1, TRPA1 и TRPM3 [42,61,75]. Прурицепторы, с другой стороны, образуют подмножество нейронов DRG [76], в которых присутствие функциональных TRPV1, TRPA1 и TRPV4 необходимо для инициации ощущения зуда [77,78,79]. Терморецепторы кодируют изменения температуры, являясь TRPM8, начальным активируемым холодом каналом TRP, охарактеризованным [67,68], экспрессирующимся в подмножестве Aδ- и C-волокон.Эти холодовые терморецепторы активируются при охлаждении в безвредном диапазоне (15–28 °C) и составляют клеточный субстрат для обнаружения холода у млекопитающих, поскольку абляция нейронов, экспрессирующих TRPM8, приводит к сильному нарушению поведения избегания холода [80,81]. . Было высказано предположение, что нейроны, активируемые безвредным теплом, экспрессируют TRPV3 и TRPV4, поскольку в системах гетерологичной экспрессии эти каналы имеют пороги активации 25 и 35 °C соответственно [82,83,84,85]. Тем не менее чрезвычайно низкая экспрессия TRPV3 и TRPV4 в сенсорных нейронах свидетельствует об их роли в термоощущении.Недавние данные указывают на ингибирование экспрессирующих TRPM8 холодовых терморецепторов как на незаменимый механизм восприятия тепла у мышей [22]. Наконец, LTMR, обнаруженные в волосистой и гладкой коже, чрезвычайно разнообразны. Эти рецепторы также реагируют на слабую механическую силу и обнаруживают и кодируют безвредные механические стимулы (прикосновения) без ионных каналов TRP, способствуя механотрансдукции [75,86].

2.2. Каналы TRP на нервных окончаниях роговицы

Иннервация роговицы происходит от сенсорных нейронов тройничного нерва, которые подразделяются на три функциональных типа на основе их способности обнаруживать различные физические и химические стимулы [87].Помимо различий в экспрессии множества ионных каналов и других белков, эти нейроны специфически различаются по экспрессии каналов TRP в теле клетки, ветвях аксонов и нервных окончаниях. Внеклеточные записи нервных окончаний кожи и роговицы внесли значительный вклад в наши текущие знания о функциях ноцицептивных каналов TRP в нервных окончаниях, и впоследствии сенсорные нейроны, иннервирующие роговицу, были классифицированы по трем основным функциональным типам [73] (рис. 1b): ( 1) полимодальные ноцицепторы, наиболее многочисленная популяция (70%), которые реагируют на широкий спектр термических, химических и механических повреждающих раздражителей и экспрессируют каналы TRPV1 и TRPA1.(2) Механо-ноцицепторная субпопуляция ноцицепторных нейронов роговицы (10–15%), которые реагируют только на механические силы, экспрессируют ионный канал Piezo2 в качестве основного рецептора-преобразователя [13,88]. (3) Терморецепторы холода (10–15%) характеризуются экспрессией чувствительного к холоду канала TRPM8, который активируется небольшими перепадами температуры в дополнение к умеренному повышению осмолярности [23,89]. Интересно, что оба стимула естественным образом активируются испарением слезы в сухой внешней среде, что приводит к активации холодовых терморецепторов, а затем распространяющиеся потенциалы действия используются нейронами ствола головного мозга более высокого порядка для рефлекторной регуляции слезоточивости и частоты моргания [23,89, 90,91]. Кроме того, холодовые терморецепторы роговицы можно разделить на два разных подкласса [92,93,94]. Низкопороговые холодовые терморецепторы (LTC) высоко экспрессируют TRPM8 и демонстрируют непрерывную активацию нервных импульсов при нормальной температуре роговицы (34–35 ° C), которая увеличивается при небольших перепадах температуры (≤0,5 ° C). Другая функциональная группа состоит из высокопороговых холодовых терморецепторов (HTC), которые молчат при температуре роговицы выше 29 °C и требуют более сильной охлаждающей стимуляции, чем нейроны LTC, для активации.Важно отметить, что нервные волокна роговицы HTC демонстрируют меньшую экспрессию TRPM8, чем нейроны LTC, и, возможно, содержат каналы TRPV1 [93,94]. Действительно, большая часть нервных волокон роговицы, экспрессирующих TRPM8, также экспрессирует ноцицептивные каналы TRPV1 [69].

3. Оптофармакологический контроль активности ноцицептивных каналов TRP в нервном окончании

Традиционные фармакологические стратегии исследования ионных каналов ограничены низкой селективностью и недостаточным контролем концентрации на их мишенях [95]. С целью преодоления этих препятствий в последние годы было разработано множество светочувствительных препаратов, способных изменять свою структуру при облучении светом [34,96]. Как правило, эти оптофармакологические агенты представляют собой новую технику, известную как оптофармакология или фотофармакология, которая позволяет осуществлять неинвазивный, точный пространственно-временной оптический контроль нервной активности [34,97,98]. Были созданы оптофармакологические инструменты с использованием трех основных стратегий: лигандов в клетке, фотохромных лигандов и в сочетании с генетическими инструментами фотохромных связанных лигандов (PTL) [99].Здесь мы предлагаем краткий обзор этих стратегий. Для дальнейшего подробного обсуждения читатель отсылается к другим недавним обзорам [33,39]. Лиганды в клетках состоят из агониста или антагониста рецептора, присоединенного к светочувствительной группе, которая предотвращает взаимодействие лигандов со своими рецепторами, и, таким образом, они остаются биологически неактивен в темноте, в то время как световое облучение вызывает освобождение молекулы посредством фотолиза, который быстро и локально высвобождает лиганд с высокой пространственной и временной точностью [34]. Лиганды в клетках широко используются в неврологии, в основном для фотоконтроля рецепторов нейротрансмиттеров, а также рецепторов нейропептидов [100, 101, 102, 103, 104]. Примечательно, что лиганды в клетке демонстрируют высокую стабильность перед фотолизом, а скорость выхода из клетки выше, чем кинетика целевых биологических процессов. Тем не менее, фотолиз – это однократный процесс, не имеющий обратимости, что не позволяет активировать циклический сигнал. Фотохромные лиганды (химические фотопереключатели) обычно генерируются на основе лиганда-рецептора, присоединенного к фотоизомеризуемой группе.Фотоизомеризация между цис- и транс-состояниями фотохромного фрагмента достигается путем облучения светом с разными длинами волн, что, в свою очередь, позволяет осуществлять обратимый оптический контроль включения-выключения белков-мишеней, будь то канал или рецептор. Следует отметить, что конформационный переход из цис- в термодинамически более стабильное транс-состояние, хотя и более постепенно, происходит и в отсутствие света [99]. Азобензол является наиболее широко используемым синтетическим фотопереключателем из-за соответствующих характеристик, таких как быстрая изомеризация (диапазон пикосекунд), поглощение света при низкой интенсивности, а преимуществом перед лигандами в клетке является обратимость фотопереключения.Однако, подобно лигандам в клетке и обычным лекарствам, фотохромные лиганды не обладают специфичностью в отношении данной молекулярной мишени. В целом, азобензолсодержащие лиганды были успешно протестированы для точного пространственно-временного оптического контроля Navs и Kvs, а также каналов TRP [39, 96, 105, 106]. PTL преодолевают ограничение специфичности мишени за счет присоединения синтетического светочувствительного лиганда к генетически модифицированный белок, позволяющий фотомодулировать только определенные каналы или рецепторы.Этот подход основан на включении цистеина в рецептор в непосредственной близости от сайта связывания лиганда и, кроме того, требует присутствия малеимидной группы в фотопереключаемом лиганде, чтобы он мог соединиться с цистеиновым остатком. Таким образом, азобензолсодержащие PTL оказались особенно полезными в качестве фотомодуляторов ряда нервных рецепторов и ионных каналов [34, 107, 108, 109]. Тем не менее, более широкое использование этой стратегии может быть ограничено технически сложным требованием двух экзогенных компонентов, фотопереключаемого лиганда и гена, кодирующего целевой рецептор [34].Разнообразные оптико-фармакологические агенты были разработаны на основе фотомодулирующей активности каналов TRP для фотоконтроля ноцицепции [33,39,110,111,112]. Таким образом, активность TRPV1 была сначала фотоактивирована содержащимися в клетке соединениями капсаицина, которые активируют TRPV1 при облучении светом [113, 114, 115, 116] (рис. 2а), но, несмотря на существенное повышение уровня контролируемой светом активности TRPV1, Эффект капсаицина в клетке необратим, что ограничивает возможность фотоконтроля активности TRPV1 с помощью повторных циклов активации/деактивации.Позднее это ограничение было преодолено лабораторией Траунера с разработкой обратимых фотопереключаемых антагонистов TRPV1 путем включения азобензольного фрагмента в структуру антагонистов TRPV1 капсазепина и BCTC, которые обеспечивают полностью обратимое фотоблокирование активности TRPV1 в дополнение к организованное использование в сочетании с агонистом TRPV1 [110]. Среди ряда фотопереключаемых производных капсазепина азо-капсазепин 4 (AC4) оказался наиболее эффективным антагонистом TRPV1.В клетках НЕК, гетерологично экспрессирующих TRPV1, AC4 действует в первую очередь как транс-антагонист (свет при 440 нм) в отношении токов TRPV1, вызванных напряжением, или как цис-антагонист (360 нм) в отношении токов TRPV1, активируемых капсаицином. Производное BCTC ABCTC действует преимущественно как цис-антагонист (370 нм) в отношении вызванных напряжением токов TRPV1, в то время как он не проявляет никакого светозависимого эффекта в отношении токов TRPV1, активируемых капсаицином. Позже та же группа разработала первый обратимый фотопереключаемый агонист TRPV1 на основе азобензола, создав ряд фотолипидов, структура которых состоит из головной группы капсаицина и азобензолсодержащего хвоста фотопереключаемой жирной кислоты (AzCAs). .Среди них азо-капсаицин 4 (AzCA4) оказался наиболее эффективным соединением для фотоактивации каналов TRPV1 [111]. При ультрафиолетовом освещении AzCA4 фотостимулирует нативно экспрессированные каналы TRPV1 (рис. 2b) на культивируемых нейронах DRG мыши, и эти ответы, в свою очередь, сенсибилизируются эндогенными воспалительными агентами, брадикинином и серотонином. Примечательно, что AzCA4 можно использовать в сочетании с оптическим записывающим устройством, что продемонстрировано измерением оптически вызванного AzCA4 увеличения внутриклеточного Ca ²⁺ в изолированных нейронах DRG, экспрессирующих TRPV1, из генетически модифицированной мышиной линии, кодирующей индикатор кальция GCaMP3.В конечном счете, в более физиологическом подходе было показано, что AzCA4 фотоактивирует экспрессирующие TRPV1 ноцицепторы С-волокон из подкожного нерва в препарате кожно-нервных тканей ex vivo [111]. vivo представлял собой четвертичный аммоний-азобензол-четвертичный аммоний (QAQ), фотоизомеризуемую молекулу, разработанную лабораторией Крамера на основе производного лидокаина QX-314 [118, 119, 120]. Совсем недавно лаборатория Траунера создала PhotoS1P, фотопереключаемый аналог сфингозин-1-фосфата на основе азобензола, обладающий способностью оптически контролировать ноцицепцию кожи in vivo на лапе мыши путем чередования светового излучения 365/460 нм [121]. .В отличие от вышеупомянутых азобензолсодержащих соединений, ни QAQ, ни PhotoS1P не способны напрямую фотомодулировать активность TRPV1, однако, что интересно, QAQ не проникает через мембрану и избирательно получает доступ к ноцицептивным нейронам через эндогенные каналы TRPV1 из-за их способности расширять поры после воздействия его агонист капсаицин [122]. Таким образом, QAQ внутриклеточно накапливается в нейронах, экспрессирующих TRPV1, и впоследствии фотосенсибилизирует их, блокируя потенциалзависимые каналы в транс-конфигурации либо в темноте, либо при освещении светом с длиной волны 500 нм (рис. 2с).И наоборот, эта фотоблокада может быть быстро снята при облучении светом с длиной волны 380 нм. В соответствии с этим QAQ избирательно проникает в клетки НЕК, временно экспрессирующие каналы TRPV1 при активации капсаицином, но не в клетки, экспрессирующие каналы TRPM8 или TRPA1 после активации ментолом или аллилизотиоцианатом соответственно. Более того, QAQ фотосенсибилизирует ноцицепторную активность в трех разных частях ноцицептивных нейронов, то есть в их клеточных телах в DRG, их центральных окончаниях в спинном мозге и их периферических сенсорных нервных окончаниях. Что касается последнего случая, в роговицах крыс, обработанных капсаицином, местное применение QAQ увеличивает механический порог в ответ на стимуляцию волос фон Фрея. Эта сниженная механическая чувствительность быстро восстанавливалась при облучении светом с длиной волны 380 нм. Этот эксперимент впервые демонстрирует оптофармакологическую регуляцию боли in vivo [112]. Фотоконтроль активности ноцицепторов роговицы in vivo использует уникальные особенности роговицы, такие как прозрачность и свободные нервные окончания, расположенные на несколько микрометров ниже поверхности. , что облегчает оптический контроль.Однако короткая длина волны света, необходимая для фотоизомеризации QAQ и PhotoS1P транс в цис, препятствует их более широкому использованию in vivo из-за потенциального повреждения клеток и плохого проникновения в интактные ткани. Это техническое ограничение может быть преодолено с помощью недавней разработки лаборатории Крамера версии QAQ (QENAQ) с красным смещением, которая фотоизомеризуется в цис-состояние при облучении синим светом и релаксирует обратно в транс в темноте за считанные секунды. [123]. В более общем плане разработка оптических инструментов с красным смещением может расширить их использование в качестве фотомодуляторов ноцицепторной активности in vivo, а также в качестве потенциальных терапевтических средств [124,125].Оптофармакологическая регуляция канала TRPA1 впервые была достигнута с помощью optovin, небольшой молекулы, содержащей родамин, которая при воздействии фиолетового света обеспечивает обратимый оптический контроль нервной активности у рыбок данио и мышей [126]. Optovin был обнаружен лабораторией Петерсона в ходе химического скрининга на основе поведения в поисках соединений, которые могут управлять светозависимым двигательным поведением у рыбок данио дикого типа. В частности, оптовин обеспечивает фотоконтроль in vivo движений спинного плавника рыбок данио TRPA1-зависимым образом, и, кроме того, было показано, что он фотоактивирует каналы TRPA1 человека, гетерологически экспрессируемые в клетках HEK293, и каналы TRPA1 мыши, нативно экспрессируемые в культивируемых сенсорных нейронах DRG. Экспериментальные данные о механизме действия указывают на существование как косвенных, так и прямых механизмов фотоактивации каналов TRPA1 оптовином. С одной стороны, в результате воздействия на оптовин светом 405 нм синглетный кислород АФК генерируется из окружающего водного кислорода, что впоследствии активирует каналы TRPA1 (рис. 2г). С другой стороны, световое облучение индуцирует превращение оптовина в соединение в реакционноспособном состоянии, которое может напрямую взаимодействовать с редокс-чувствительными цистеиновыми остатками в канале TRPA1 посредством образования обратимой ковалентной тиоэфирной связи.Важно отметить, что у оптовина отсутствует индуцируемая светом обратимость, поскольку активация спонтанно реверсируется в темноте по неизвестному в настоящее время механизму, что делает этот подход несколько похожим на фоторасщепление, когда лиганд в клетке высвобождается при световой стимуляции, а для дезактивации требуется спонтанное и часто медленное рассеивание лиганд, что ограничивает их применение [127]. Совсем недавно та же группа идентифицировала два фотоизомеризуемых соединения, азобензолсодержащий TRPswitch-A и азопиразолсодержащий TRPswitch-B, оба наделены способностью обратимо и неоднократно фотоактивировать TRPA1b рыбок данио.Дополнительным преимуществом по сравнению с optovin является то, что TRP-переключатели обеспечивают более быструю кинетику активации/деактивации при освещении УФ/зеленым светом соответственно. Следует отметить, что, несмотря на то, что TRP-переключатели не активируют каналы TRPA1 млекопитающих, они являются первыми фотоизомеризуемыми фармакологическими инструментами в фотомодуляции каналов TRPA1, а модификация каркаса TRPswitch может обеспечить лиганды с различной видовой специфичностью, тем самым расширяя опторецепторы ноцицептивных каналов TRP. фармакологический инструментарий [127] (табл. 1).На сегодняшний день только несколько оптико-фармакологических агентов были непосредственно оценены на нервных окончаниях [111,118]. Тем не менее, выдающийся прогресс оптофармакологии предоставил значительный репертуар высокой гибкости и универсальности светонастраиваемых лигандов и ионных рецепторов, причем фотохромные связанные лиганды обеспечивают высочайшую молекулярную специфичность, а фотохромные лиганды имеют главное преимущество, заключающееся в том, что они не требуют генетических модификаций. целевой белок. В целом, эти растущие оптофармакологические достижения открывают новые возможности для решения фундаментальных вопросов о роли каналов TRP в физиологии и патологии ноцицептивных нервных окончаний.

Таблица 1. Обобщение оптико-фармакологических соединений, используемых для модуляции активности ноцицептивных каналов TRP и/или активности ноцицептивных нейронов.

Таблица 1. Обобщение оптико-фармакологических соединений, используемых для модуляции активности ноцицептивных каналов TRP и/или активности ноцицептивных нейронов.

2 Caped-Capsaicin [116]2 TRPV1

Agonist

8 Опто-химический агент	Цель	8 Activity	8 Опто-химическая стратегия	8 Тестирование Метод тестирования
Ceped Ligand	in vitro : нейроны DRG крысы.
AC4 1 [110]	TRPV1	антагонист	Фотохромный лиганд на основе азобензола	in vitro: рекомбинантный крысиный TRPV1.
ABCTC 2 [110]	TRPV1	антагонист	Фотохромный лиганд на основе азобензола	in vitro: рекомбинантный крысиный TRPV1.
AzCA4 3 [111]	TRPV1	агонист	Фотохромный лиганд на основе азобензола	in vitro: нейроны DRG мыши. ex vivo: препарат кожного нерва.
Оптовин [126]	TRPA1	Агонист	Родамин-содержащий фотохромный лиганд	in vitro: рекомбинантный TRPA1 человека и нейроны DRG мыши.
TRP-switch-A [127]	zTRPA1b 4	агонист	Фотохромный лиганд на основе азобензола	in vitro: рекомбинантный TRPA1b.
TRP-switch-B [127]	zTRPA1b 4	агонист	Азопиразолсодержащий фотохромный лиганд	in vitro: рекомбинантный TRPA1b.
QAQ 5 [118]	Navs, Kvs и VGCC	антагонист	Фотохромный лиганд на основе азобензола	TG нейроны: крыса. ex vivo: DRG мыши. in vivo: анализ фон Фрея.
QENAQ 6 [123]	Navs и Kvs	антагонист	Фотохромный лиганд на основе азобензола	in vitro: мышиные TG нейроны ex vivo: DRG мыши.
PhotoS1P [121]	S1P 7	агонист	Фотохромный лиганд на основе азобензола	in vitro: нейроны DRG мыши. in vivo: тест Харгривза.

4. Оптическая запись активности ноцицептивных каналов TRP в нервных окончаниях

Исследование токов, опосредованных TRP, с использованием электрофизиологического подхода обеспечивает доступ с низкой пропускной способностью, но с высоким разрешением к биофизике и физиологии каналов TRP. Использование оптической визуализации для изучения притока Ca ²⁺ или Na ⁺ через каналы TRP полезно для доступа к функции TRP и фармакологии со средней и высокой пропускной способностью.Однако в некоторых случаях метод оптической записи является необходимостью. Одним из таких случаев является анализ структур, недоступных для стандартных электрофизиологических методов. Ярким примером этого является изучение физиологии периферических окончаний ноцицептивных нейронов.

Несмотря на то, что они являются ключевыми структурами ноцицепции, мало что известно о функциональных свойствах периферических окончаний первичных ноцицептивных нейронов. Периферические ветви чувствительных нервов, как правило, погружены в окружающие их ткани, что затрудняет прямую электрофизиологическую регистрацию изменений мембранного потенциала, вызванных естественной стимуляцией тонких терминальных окончаний.Это ограничение было снято в середине 20-го века с использованием препаратов беспозвоночных, таких как рецептор растяжения раков [129], образованный изолированным периферическим сенсорным нейроном, чьи короткие щеткообразные дендритные ответвления оканчиваются на волокнах брюшной мышцы. Микроэлектрод, введенный в сому клетки, позволял фиксировать события, происходящие на ближайшем терминале. Аналогичные исследования были проведены на тельце Пачини, которое содержит один аксон миелинового сенсорного нерва и теряет миелиновую и шванновскую оболочки при входе в тельце.Наложение электрода позволяло одновременно внеклеточно регистрировать электротоническое растяжение вдоль аксона изменения мембранного потенциала, вызванного слабым механическим усилием, приложенным к поверхности тельца (генераторный потенциал), и распространяющихся потенциалов действия, генерируемых рецепторным потенциалом на уровне аксона. первый узел Ранвье [130]. В целом эти пионерские исследования определили общую характеристику процесса возбуждения периферических окончаний первичных соматосенсорных нейронов млекопитающих.Однако слабые токи, генерируемые в мельчайших нервных окончаниях термических и ноцицептивных немиелинизированных первичных сенсорных нейронов, не могли быть зарегистрированы напрямую. Импульсная активация в одиночных аксонах ноцицептивных нейронов, которая кодирует специфические стимулы, была непосредственно проанализирована на таких платформах, как кожа. подготовка нервов и модель соматосенсорной системы ex-vivo [131,132]. Они позволяют напрямую оценить паттерны активности волокон или окончаний, но не биофизический механизм, лежащий в основе этой активности.Электрические записи тела клетки или участков мембраны первичных сенсорных нейронов различной модальности также использовались для дальнейшего определения вклада TRP и потенциалзависимых каналов в генераторный потенциал и специфической реакции на их естественные стимулы. Однако, учитывая, что функциональное окружение терминали [133, 134, 135, 136, 137], геометрия [25, 26, 138] и, вероятно, свойства ее пассивной мембраны [19, 139] отличаются от клеточных тел, расположенных в DRG или TG, фактическое обнаружение и передача вредных стимулов могут значительно отличаться. из предсказаний, сделанных на основе данных, полученных при изучении соматов нейронов.Таким образом, на некоторые основные вопросы ноцицепции и боли нельзя ответить, просто изучая тела клеток. Например, исследования DRG могут предсказать, но не дать прямого ответа, какие молекулярные композиты участвуют в терминальном генераторном потенциале. Кроме того, изучение только сомат ДРГ не позволяет определить вклад ТРП и потенциалзависимых каналов в генераторный потенциал и место перехода между генераторным потенциалом и потенциалом действия. Более того, недавнее вычислительное исследование предсказало, что ноцицептивный выход в результате активации терминальных каналов TRPV1 зависит от структуры терминального дерева [19], что еще раз подчеркивает важность прямого исследования распространения сигнала вдоль ноцицептивных терминалей. Наши знания о нормальной и аномальной передаче болевых сигналов зависят от полного понимания процессов в нервных окончаниях, которые приводят к ощущению боли. Новые методы внеклеточной регистрации одиночных ноцицепторных нервных окончаний в роговице морских свинок [140, 141] и регистрации целых клеток терминальной луковицы в культивируемых нейронах DRG [142] дают важную информацию, показывая, что свободные нервные окончания первичных сенсорных нейронов млекопитающих служат отдельные модальности стимулов обладают различными мембранными характеристиками, связанными с распространением нервных импульсов в их периферических нервных окончаниях, и предоставляют физиологически значимую информацию о роли специфических каналов в активности ноцицептивных терминалей.Однако ионная визуализация терминалей добавляет электрофизиологическим записям несколько преимуществ. Во-первых, ионная визуализация обеспечивает достаточное пространственное и временное разрешение для детального изучения динамики ионов при обнаружении и распространении вредных стимулов вдоль конечного и дистального аксона. Кроме того, электрофизиологические записи включают применение записывающих электродов, которые могут повредить ткань и, таким образом, сами по себе привести к активации ноцицептивных терминалей. Оптическая визуализация не требует введения электрода и, следовательно, может быть выполнена в интактной ткани.Наконец, визуализацию с терминалов можно проводить ex vivo и in vivo с нескольких терминалов одновременно. Недостатком этого подхода является то, что может быть недостаточное временное разрешение для характеристики быстрой зависящей от времени кинетики ионных каналов. Этот недостаток был устранен недавно с использованием сверхчувствительного устройства визуализации, позволяющего производить выборку сигналов Ca ²⁺ , испускаемых GCaMP6, в компартментной камере из культивируемых терминальных структур ноцицептивных нейронов на частоте 2 кГц [25].Такой подход позволил изучить генерацию и распространение сигналов с миллисекундным временным разрешением и пространственным разрешением 1 мкм. В этой модели фокальное откалиброванное применение капсаицина на одном терминале вызывало характерные сигналы Ca ²⁺ вдоль ноцицептивного терминалоподобного процесса. Используя это временное разрешение потенциала ближнего действия, авторы продемонстрировали, что применение капсаицина в присутствии блокаторов Nav приводит к увеличению TRPV1-опосредованного интратерминального Ca ²⁺ , который медленно распадается по мере распространения вдоль ноцицептивного волокна. 25].Этот подход был достаточно чувствительным, чтобы обнаруживать различия в латентности, времени до пика и амплитуде индуцированных капсаицином ионных переходов вдоль терминальных нейритов. Важно отметить, что этот подход позволил впервые изучить опосредованные TRPV1 сигналы Na ⁺ в ноцицептивных терминальных процессах с использованием чувствительного к Na ⁺ красителя, натрий-связывающего бензофуранизофталата (SBFI). С методологической точки зрения, этот подход in vitro, основанный на особом компартменте, содержащем только окончания нейритов, в настоящее время является единственным подходом, который позволяет непосредственно изучать динамику Nav окончаний. В этом отношении он даже предпочтительнее анализа in vivo, поскольку использование красителей на основе ацетоксиметила (AM) in vivo, вероятно, будет производить сильный фоновый шум из-за загрузки красителем AM ненейронных клеток в области изображения. Тем не менее, существенным ограничением этого подхода является то, что записи были выполнены in vitro из терминальных отростков, рост которых был индуцирован из культивируемых нейронов DRG путем применения различных концентраций NGF. Таким образом, эта модель не обязательно представляет поведение терминала в его естественных условиях.Важно отметить, что свойства индуцированного капсаицином распространения сигнала в этих культивируемых структурах, подобных терминалям, были сходны с распространением индуцированных капсаицином сигналов, зарегистрированных от ноцицептивных терминалей роговицы, зарегистрированных in vivo в интактной ткани [26], которые будут подробно обсуждаться ниже. Препятствием при изучении ноцицептивных окончаний в естественной среде с использованием оптических записей с физиологически значимым временным разрешением является то, что слои непрозрачной ткани, такие как кожа, оптически затеняют большинство периферических сенсорных нервных окончаний. Визуализация терминальной ноцицептивной активности на коже лапы in vivo или ex vivo требует конфокальной или многофотонной микроскопии с длительным (секундным) временем получения кадра. Недавно сигналы Ca ²⁺ от терминальных ветвей ноцицептивных нейронов кожи ex vivo были проанализированы с использованием конфокального микроскопа с вращающимся диском при частоте сбора данных 0,25 Гц [27]. Авторы зарегистрировали активность ноцицептивных терминальных ветвей в кожно-нервном препарате, состоящем из кожного лоскута с дорсальной поверхности задней лапы и иннервирующего подкожный нерв от мышей, экспрессирующих GCaMP3 в нейронах, экспрессирующих TRPV1.Была использована кожа с дорсальной поверхности, поскольку ткань подошвенной кожи значительно толще и менее поддается визуализации. В связи с низкой лекарственной проницаемостью эпидермиса кожный лоскут укладывали дермой вверх, а агонисты TRP-каналов наносили сверху, поэтому визуализацию терминалей проводили с эпидермальной стороны с помощью инвертированного конфокального микроскопа. Визуализация ноцицептивных терминальных ветвей кожи при применении различных активаторов каналов TRP выявила повышенную активность каналов TRPM3 при воспалении кожи, опосредованном полным адъювантом Фрейнда (CFA), что подчеркивает роль каналов TRPM3 терминалей в воспалительной боли [27].Интересно, что некоторые участки кожи, такие как ушные эксплантаты, позволяют проводить более быструю (2,6 Гц) однофотонную конфокальную визуализацию ноцицептивной терминальной активности [28]. Используя изображения Ca ²⁺ ноцицептивных волокон, экспрессирующих GCaMP3, из остро изолированных эксплантатов волосистой кожи уха, Ким и его коллеги смогли оценить индуцированную TRPV1 активность волокон множественных периферических ноцицептивных окончаний и выявить, что окончания неповрежденных тройничных нервов V3 демонстрируют обширную Гиперактивность TRPV1 после повреждения нерва ветви тройничного нерва V2 [28].Для регистрации активности ноцицептивных терминалей, иннервирующих органы-мишени, некоторые исследователи используют легкодоступные и прозрачные ткани, такие как роговица и твердая мозговая оболочка, которые обильно иннервируются ноцицептивными нейронами [143,144]. Лаборатория Маллигана недавно представила препарат ex vivo, содержащий кость черепа с присоединенными паутинной оболочкой и твердой мозговой оболочкой. Для оценки активности ноцицептивных волокон, иннервирующих твердую мозговую оболочку, в этом препарате непосредственно на препарат наносили мембранопроницаемый индикатор Ca ²⁺ Rhod-2 AM и визуализировали терминальные ноцицептивные ветви с помощью широкопольной эпифлуоресцентной микроскопии [29].Активность каналов TRPV1 в этих терминальных ответвлениях определяли с помощью УФ-фотолиза капсаицина в клетке, как описано выше (рис. 2а), и результирующую активность регистрировали по мере ее распространения вдоль волокна [29]. Этот подход был использован для записи активности терминальных волокон твердой мозговой оболочки, экспрессирующих CGRP, и демонстрации влияния рецепторов 5-HT1 и μ-опиоидных рецепторов на электрически вызванную активность ноцицептивных терминальных волокон [145, 146]. Ткань роговицы, которая в основном иннервируется ноцицептивных нейронов [147,148] (см. также выше) и легко доступен для манипуляций, широко используется для электрических записей ноцицептивных терминалей [140,141] и недавно для ex vivo [30,149] и in vivo [26] оптических записей ноцицептивных терминалей .Чтобы изучить молекулярную основу терминальной активности, опосредованной TRPV1, лаборатория Вайнрайха провела флуоресцентные измерения вызванных капсаицином сигналов Ca ²⁺ ex vivo из изолированных иссеченных роговиц или роговиц в изолированных глазах. Сигналы Са ²⁺ метили, пропитывая ткань роговицы крысы или весь глаз в индикаторе Са ²⁺ , Oregon Green 488 BAPTA-1 [149]. В более поздних экспериментах декстран Oregon Green 488 BAPTA или другой индикатор Ca ²⁺ FURA-2 применяли in vivo, а затем вырезали роговицу для визуализации [30].Визуализация Ca ²⁺ (с частотой сбора данных от 0,5 до 1,7 Гц) была получена с использованием эпифлуоресцентной микроскопии после фокального применения капсаицина или электрической стимуляции [149]. Лечение капсаицином запускало сигналы Ca ²⁺ на терминальных волокнах, которые были полностью заблокированы применением антагониста каналов TRPV1, капсазепина [149]. Важно отметить, что на эти сигналы не влияла блокировка VGCC [149]. Хотя записи in vitro и ex vivo уже дали важную информацию об активности периферических ноцицептивных окончаний в целом и каналов TRPV1 в частности, характеристика этих процессов в большинстве физиологических состояний имеет решающее значение. чтобы иметь возможность проверить эти же предпосылки in vivo.На основе разработки методологий, использованных выше, была разработана новая методика для изучения ноцицептивных окончаний, в частности каналов TRPV1, в условиях in vivo [26] (рис. 3а). В этом подходе установленное преимущество периферических ноцицептивных окончаний роговицы использовали, а ноцицептивные нейроны роговицы мышей инфицировали аденоассоциированным вирусом серотипа-1, несущим экспрессионную кассету для GCaMP6s. Через десять-четырнадцать дней после инъекции вируса производили регистрацию ноцицептивных окончаний и терминальных волокон, иннервирующих роговицу, у мышей под наркозом. Как и в эксперименте in vitro [25], для нанесения капсаицина на отдельный терминал использовали фокальную калиброванную затяжку, активирующую каналы TRPV1 терминала (рис. 3b). Примечательно, что пипетку с затяжкой помещали непосредственно над эпителием роговицы, чтобы она не нарушала целостность ткани. Таким образом, эти эксперименты имеют то преимущество, что они позволяют регистрировать активность отдельных терминалей после применения «естественных» вредных раздражителей в физиологических условиях in vivo в пределах интактной ткани.Детекцию проводили с помощью сверхчувствительного аппарата визуализации, использовавшегося ранее для выявления изменений внутриаксональных концентраций Na ⁺ в центральных нейронах с временным разрешением одиночного потенциала действия [150], а также для регистрации опосредованных капсаицином изменений Ca ²⁺ и сигналы Na ⁺ в культивируемых терминальных отростках, как объяснено выше [25]. Сверхчувствительный аппарат в сочетании с оптическими свойствами ткани роговицы позволил регистрировать изменения флуоресценции GCaMP6s in vivo с относительно высокой частотой кадров 40–125 Гц. Это также позволило зарегистрировать изменения Ca ²⁺ после фокальной терминальной стимуляции не только на терминальном конце (рис. 3с), но и глубже на уровне терминальных волокон (глубина 15–30 мкм от поверхности роговицы) (рис. 3г) и даже сплетения (глубина 60–100 мкм от поверхности роговицы) [26] (рис. 3д). Этот подход позволил измерить опосредованную капсаицином активность терминальных каналов TRPV1 in vivo в интактной ткани. Было показано, что терминальные сигналы Ca ²⁺ , вызванные капсаицином, не были чувствительны к применению блокаторов каналов Na ⁺ , однако применение бенедипина, блокатора VGCC T-, N- и L-типа, уменьшало амплитуда сигнала.Эти данные показывают, что в ноцицептивных нейронах мышей in vivo сигнал, опосредованный TRPV1, усиливается за счет активации VGCC [26]. Записи TRPV1-индуцированной активности in vivo также показали, что TRPV1- и VGCC-опосредованная деполяризация пассивно распространяется вдоль окончания примерно на 25–30 мкм, и только затем Nav вносят свой вклад в сигнал, определяя местоположение зоны инициации спайка. на ноцицептивных окончаниях. Используя этот подход, авторы также смогли изучить изменения в генерации и распространении сигнала, индуцированного TRPV1, у мышей с острым воспалением роговицы, продемонстрировав, что в таких случаях опосредованный TRPV1 сигнал на терминальном конце также усиливается за счет активации Navs. на терминальном кончике, которые становятся функционально доступными при воспалительных состояниях.Это дополнительное усиление сигнала, индуцированного TRPV1, вызывало повышение возбудимости ноцицептивных нейронов, что приводило к воспалительной боли.

Таким образом, различные подходы к оптической регистрации активности периферических ноцицептивных терминалей in vitro, ex vivo и in vivo открывают уникальные возможности для понимания активности этих крошечных структур, определяющих болевые ощущения в норме и при патологии.

Ноцицептивный канал TRP | Энциклопедия

Определение

Каналы транзиторного рецепторного потенциала (TRP) стали ключевыми молекулярными идентичностями в сенсорной трансдукции болевых стимулов. Способность ноцицепторов вести себя как детекторы вредных раздражителей зависит от присутствия в их периферических нервных окончаниях специализированных трансдуцирующих молекул, способных преобразовывать вредные физические (термические и механические) и химические раздражители в генераторные потенциалы. При стимуляции нервных окончаний выходной сигнал, передаваемый в центральную нервную систему, зависит от свойств каналов преобразователя, которые продуцируют генераторные потенциалы. Потенциал-зависимые каналы впоследствии переводят его в срабатывание потенциала действия.Ноцицептивные каналы TRP являются одними из наиболее изученных каналов преобразователя, экспрессируемых в ноцицепторах, и играют ключевую роль в изучении боли.

1. Введение

У млекопитающих информация об окружающей среде преимущественно передается периферическим нейронами соматосенсорной системы. Такие нейроны являются клеточными сенсорами, преобразующими механические, тепловые и химические раздражители в электрические сигналы, которые поступают в центральную нервную систему (ЦНС) в виде потенциалов действия ^[1] . Сенсорные нейроны у млекопитающих псевдоуниполярны, имеют один аксон с двумя отдельными ветвями: периферическая ветвь, которая простирается и иннервирует органы-мишени, такие как кожа, внутренние органы и слизистые оболочки, и центральная ветвь, которая передает собранную информацию на вторичные нейроны. нейроны ЦНС в спинном спинном роге или сенсорных ядрах ствола мозга ^[2] . Тела клеток первичных сенсорных нейронов иннервируют группу тел вместе в сегментарном порядке в ганглиях задних корешков (DRG), которые находятся латеральнее спинного мозга (а).Тела первичных чувствительных нейронов, которые иннервируют голову и лицо, скапливаются в ганглиях тройничного нерва (TG), расположенных рядом с мозгом ^[3] (b).

Рисунок 1. Схематическая иллюстрация, изображающая соматосенсорную иннервацию и ее проекции на центральную нервную систему (ЦНС). ( a ) Соматосенсорные нервные окончания, иннервирующие кожу, проецируются на нейроны второго порядка задних рогов спинного мозга. Представлены три функциональных типа сенсорных нейронов, иннервирующих кожу, наряду с выраженными каналами транзиторного рецепторного потенциала (TRP).( b ) Окончания соматосенсорных нервов роговицы плотно заселяют эпителий роговицы, достигают тройничного ганглия (TG) через глазной нерв и проецируются вместе с другими первичными ноцицептивными нейронами, иннервирующими лицо, к нейронам ЦНС второго порядка в спинальной части ядер тройничного нерва в стволе головного мозга. Представлены две функциональные формы сенсорных нейронов роговицы и TRP-каналы, которые они экспрессируют.

Традиционно сенсорные нервные волокна подразделяются на четыре типа в зависимости от скорости их проведения ^[4] .Aα- и Aβ-волокна демонстрируют сильно миелинизированные аксоны и высокую скорость проведения, Aδ слабо миелинизированы и имеют средние скорости проведения, тогда как C-волокна лишены миелина и имеют низкие скорости проведения ^[5] . Сенсорные нейроны, ответственные за обнаружение потенциально вредных раздражителей, в основном принадлежат к классу C-волокон или Aδ и известны как ноцицепторы ^[6] . Aδ-ноцицепторы лежат в основе быстрого компонента боли сразу после повреждения ткани ^[4] , тогда как C-ноцицепторы способствуют более поздним стадиям развития хронической боли, нейрогенного воспаления и сенсибилизации ^[7] .

Способность ноцицепторов действовать как детекторы вредных раздражителей зависит от наличия в их периферических нервных окончаниях специализированных трансдуцирующих молекул, способных преобразовывать вредные физические (тепловые и механические) и химические раздражители в генераторные потенциалы ^{[4] [8]} . При стимуляции нервных окончаний выходной сигнал, передаваемый в ЦНС, зависит от свойств каналов преобразователя, таких как переходные рецепторные потенциалы (TRP), кислоточувствительные ионные каналы (ASIC), Piezo и TACAN ^{[9] [10]. [11] [12] [13] [14] [15]} , которые производят генераторные потенциалы.Потенциал-зависимые каналы впоследствии переводят его в срабатывание потенциала действия. Ионные каналы TRP являются одними из наиболее изученных трансдукторных каналов, экспрессируемых в ноцицепторах, и играют ключевую роль в изучении боли ^[4] .

2. Ноцицептивные каналы TRP в сенсорных нервных волокнах

Несколько членов семейства TRP были идентифицированы как первичные молекулярные преобразователи ноцицептивных нервных волокон. Основываясь на гомологии их последовательностей, надсемейство TRP млекопитающих состоит из шести подсемейств с 28 проницаемыми для катионов каналами, организованными как канонические (TRPC), ваниллоидные (TRPV), анкириновые (TRPA), меластатиновые (TRPM), полицистиновые (TRPP) и муколипиновые. (ТРМЛ) ^[16] .В целом, это суперсемейство каналов TRP участвует во многих физиологических и патофизиологических процессах, однако на основании их способности передавать определенные физические и химические вредные стимулы только несколько членов, принадлежащих к семействам TRPV, TRPA и TRPM, были классифицированы как ноцицептивные TRP. ^[17] .

TRPV1 является первым идентифицированным и наиболее хорошо охарактеризованным молекулярным объектом, лежащим в основе обнаружения капсаицина в сенсорных нейронах, острого ингредиента острого чили ^[18] .Помимо капсаицина, TRPV1 может активироваться большим количеством физических и химических раздражителей, таких как вредная температура (> 42 ° C), острые растительные продукты, низкий pH и животные токсины. Более того, TRPV1 обладает способностью интегрировать различные вредные стимулы на белковом уровне, что является архетипом полимодального рецепторного канала ^[19] . В периферической нервной системе TRPV1 в основном экспрессируется в ноцицептивных нейронах малого и среднего диаметра из DRG и TG, таких как пептидергические и непептидергические С-волокна, а также в Aδ-волокнах ^{[20] [21]. ]} .

TRPA1 является единственным членом подсемейства TRPA у млекопитающих, связанным с передачей боли, и, подобно TRPV1, ведет себя как полимодальный рецептор, интегрируя на молекулярном уровне передачу различных типов вредных раздражителей. Он экспрессируется в сенсорных нейронах малого диаметра DRG и TG, которые, кроме того, совместно экспрессируют характерные ноцицептивные маркеры, такие как TRPV1, субстанция P и/или пептид, родственный гену кальцитонина (CGRP) ^[22] . Эти особенности, наряду с активацией при температурах ниже 18 °C, позволяют предположить, что TRPA1 действует как детектор вредного холода в ноцицептивных сенсорных нейронах ^{[23] [24]} .Некоторые исследования сообщают о выраженных нарушениях болевой чувствительности к холоду у мышей с нокаутом TRPA1 ^[25] , тогда как другие не обнаруживают отчетливого фенотипа в поведении чувствительности к холоду ^{[26] [27]} . Недавние данные указывают на роль TRPA1 в восприятии острого вредного тепла ^{[28] [29]} . TRPA1 также может активироваться множеством раздражающих и вредных соединений, включая аллилизотиоцианат, содержащийся в горчичном масле и васаби ^{[23] [30]} , никотин ^[31] , бактериальные эндотоксины ^[32] , или активные формы кислорода (АФК) ^{[33] [34] [35]} , которые имеют основополагающее значение для повреждения тканей и сигнализации клеточного стресса. Широкий спектр потенциально вредных стимулов, активирующих TRPA1, привел к мысли, что TRPA1 действует как молекулярный сенсор клеточного стресса и повреждения тканей ^[36] .

TRPM3 представляет собой вредный активируемый теплом канал, экспрессируемый в большом подмножестве сенсорных нейронов DRG и TG вместе с ноцицепторами ^[37] . Его порог активации немного сдвинут в сторону более высоких температур по сравнению с TRPV1, и он также может быть активирован нейростероидом прегненолона сульфатом или более эффективным синтетическим агонистом CIM0216 ^[38] .Мыши, лишенные каналов TRPM3, обнаруживают нарушение в поведении уклонения от вредного тепла, а также в развитии тепловой гипералгезии ^[37] . Сходным образом, фармакологическая блокада TRPM3 вызывает дефицит чувствительности к вредному теплу у мышей ^[39] . Интересно, что удаление генов TRPV1 и TRPM3 не полностью подавляет поведение избегания вредного тепла, указывая на то, что должны существовать дополнительные механизмы обнаружения. Только когда TRPV1, TRPM3 и TRPA1 удалены, у мышей полностью исчезают острые вредные тепловые реакции, чтобы избежать ожогов в анализе с погружением хвоста ^[28] .Недавняя работа показала, что TRPM2 лежит в основе ответов на остаточное тепло (выше 45°C) в диссоциированных первичных сенсорных нейронах. Его роль в болезненном восприятии тепла in vivo еще предстоит выяснить.

TRPM8 был первым охарактеризованным термо-TRP-каналом, активируемым холодом, так как его проводимость резко возрастает при понижении температуры ^{[43] [44]} . В то же время было обнаружено, что он активируется природными соединениями, вызывающими ощущение «свежести», такими как эвкалиптол, ментол ^[44] и более мощный агонист ицилин.TRPM8 экспрессируется в субпопуляции Aδ- и C-волокон, исходящих из сенсорных нейронов малого диаметра DRG и TG ^[43] . Несколько функциональных анализов установили, что около 20% нейронов DRG, экспрессирующих TRPM8, также реагировали на агонист TRPV1 капсаицин, несмотря на отсутствие экспрессии CGRP или вещества P, известных маркеров ноцицепторной идентичности. Поразительно, что эта пропорция повышается до 45% в TG TRPM8-позитивных нейронах, иннервирующих роговицу, в то время как большинство из них также экспрессирует вещество P ^[45] .Вскоре после первых характеристик TRPM8-нулевых мышей стало ясно, что ионный канал TRPM8 является центральным действующим лицом при слабой термочувствительности холода ^{[46] [47] [48]} .

В дополнение к каналам преобразователя, которые лежат в основе генерации рецепторного потенциала, сенсорные нервные волокна экспрессируют большое разнообразие потенциалзависимых и лигандзависимых ионных каналов, в первую очередь потенциалзависимые натриевые каналы (Navs), потенциалзависимые калиевые каналы (Kvs), потенциалзависимые -управляемые кальциевые каналы (VGCC) и управляемые гиперполяризацией циклические нуклеотидные (HCN) каналы.Эти ионные каналы определяют возбудимость нервных окончаний, опосредуя формирование нервных импульсов, которые передаются сенсорным нейронам второго порядка в ЦНС ^[49] .

Эта запись адаптирована из 10.3390/ijms22020481.

TRPV3 – обзор | ScienceDirect Topics

TRPV3

TRPV3, термочувствительный ионный канал с особенно близкой гомологией к TRPV1, может активироваться при температурах > 32–39°C и проявляет прогрессивно усиливающуюся реакцию на повторяющиеся тепловые раздражители (Peier et al., 2002; Смит и др., 2002; Xu et al., 2002) (рис. 4.1C). TRPV3 также может активироваться химическими агонистами, в том числе 2-аминоэтоксидифенилборатом (2APB) (Chung et al., 2004a) и фарнезилпирофосфатом (Bang et al., 2010), а также различными природными соединениями, такими как камфора (Moqrich et al., 2005), карвакрол, эвгенол и тимол (Xu et al., 2006).

В отличие от TRPV1, который сильно экспрессируется в сенсорных нейронах, TRPV3 труднее обнаружить в этих нейронах, и вместо этого он наиболее заметно экспрессируется в кератиноцитах кожи (Peier et al. , 2002). В самом деле, записи зажима напряжения целых клеток, как в клеточной линии 308, происходящих из кератиноцитов мыши, так и в первичных кератиноцитах, выявили TRPV3-подобные токовые ответы на тепловые стимулы (Chung et al., 2003, 2004b). Эти ответы, как и те, которые опосредованы рекомбинантным TRPV3, могут быть потенцированы низкими дозами 2APB или камфоры и постепенно увеличиваются при повторяющейся тепловой стимуляции, что отличает их от вызванных теплом токов, опосредованных TRPV4 (см. ниже).

Эти сенсибилизирующие ответы соответственно отсутствовали в кератиноцитах, выделенных от мышей с нокаутом TRPV3 (Moqrich et al., 2005), окончательно связывая их с этим каналом. TRPV3 важен для дифференцировки и созревания кератиноцитов, формирования эпидермального барьера и морфогенеза волос, поскольку все эти процессы нарушены у мышей, лишенных TRPV3 (Moqrich et al., 2005; Cheng et al., 2010). Однако функциональное сходство между TRPV3 и TRP-каналами, экспрессируемыми чувствительными нейронами, его реакция на физический раздражитель (т. е. тепло), который, как известно, активирует сенсорные нейроны, и непосредственная близость эпидермальных сенсорных нервных окончаний к кератиноцитам побудили исследователей изучить возможность что вызываемая теплом передача сигналов TRPV3 в кератиноцитах может способствовать коммуникации с близлежащими сенсорными терминалями, чтобы запускать или модулировать восприятие тепла и/или тепловой боли.

Таким образом, ряд экспериментов in vitro был сфокусирован на идентификации гипотетических паракринных сигналов, продуцируемых активируемым теплом TRPV3 в кератиноцитах, которые могли бы передавать сигналы соседним нейронам. Исследования показали, что в изолированных кератиноцитах TRPV3 может опосредовать высвобождение простагландина E ₂ (Huang et al., 2008), аденозинтрифосфата (АТФ) (Mandadi et al., 2009) и оксида азота (Miyamoto et al. , 2011) в ответ на тепловую стимуляцию. Кроме того, при совместном культивировании DRG-нейронов и кератиноцитов мыши тепловая стимуляция индуцировала увеличение Ca ^2 + в обоих типах клеток, при этом повышенное содержание Ca ^2 + в DRG-нейронах задерживалось по сравнению с кератиноцитами. Нейрональное увеличение Ca ^{2 +} может быть устранено антагонистом рецептора АТФ подтипа P2, что предполагает передачу АТФ от кератиноцитов к нейронам. Более того, АТФ-опосредованный ответ в сенсорных нейронах не наблюдался, если эти нейроны культивировали совместно с кератиноцитами, нокаутными по TRPV3 (Mandadi et al., 2009).

В другом исследовании применение агонистов TRPV3 камфоры и 2APB в первичных кератиноцитах индуцировало неканоническую независимую от синтазы оксида азота продукцию оксида азота, которая зависела от TRPV3 и требовала нитритов и внутриклеточного подкисления (Miyamoto et al., 2011). В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что TRPV3 может опосредовать высвобождение из кератиноцитов множества молекул, способных запускать или модулировать активность нейронов, и, следовательно, согласуются с потенциальной ролью кератиноцитов TRPV3 в восприятии тепла.

Исследования in vivo на мышах с нокаутом TRPV3 также предоставили некоторые доказательства того, что этот канал может способствовать поведенческим реакциям как на безобидное, так и на вредное тепло. Однако эти результаты были сложными и иногда противоречивыми.Например, в тесте с выбором двух температур мыши дикого типа со смешанным генетическим фоном сильно предпочитали температуру пола 35°C температуре пола, которая была бы нормальной комнатной, тогда как мыши, лишенные TRPV3, демонстрировали менее выраженное предпочтение более теплой поверхности. . Точно так же в температурном градиенте от ~ 14 ° C до ~ 55 ° C мыши дикого типа демонстрировали предпочтительную занятость в диапазоне от 30 до 38 ° C в течение 30–45 минут, тогда как мышам с нокаутом TRPV3 потребовалось вдвое больше времени, чтобы проявить предпочтение этому диапазону (Moqrich et al., 2005). У мышей с нокаутом TRPV3 на этом генетическом фоне также было показано, что они проявляют более длительный латентный период для отдергивания лапы от болезненно горячей температуры (Moqrich et al., 2005). Вместе эти данные, по-видимому, указывают на участие TRPV3 в поведении различения тепла.

Однако в последующих исследованиях, проведенных на мышах с более однородным генетическим фоном, отсутствие TRPV3 либо оказывало меньшее влияние на безвредное или вредное тепловое ощущение, либо вообще не оказывало видимого эффекта. Например, отличные результаты были получены, когда мышей с нокаутом TRPV3 на фоне C57Bl6, 129/S6 и 129S1/SvImJ анализировали в двухтемпературном выборе или в градиентном анализе.В одном исследовании мыши с нокаутом TRPV3 на фоне C57Bl6 не проявляли значимого фенотипа в этих анализах (Huang et al., 2011). Кроме того, мыши C57Bl6, лишенные как TRPV3, так и TRPV4 (см. ниже), демонстрировали практически нормальное поведение теплового предпочтения, но демонстрировали небольшой дефицит ноцицепции, вызванной теплом. Наоборот, на фоне 129/S6, в то время как мыши дикого типа демонстрировали относительно широкое, несколько бимодальное распределение температурного градиента, мыши с нокаутом TRPV3 предпочитали более узкий диапазон температур от 22 до 25°C.Более узкий диапазон предпочтений нокаутов TRPV3 также был очевиден в анализах двухтемпературной селекции (Huang et al., 2011).

В другом исследовании мышей на фоне 129S1/SvImJ нокауты TRPV3 снова демонстрировали значительный фенотип термического отбора в анализе двухтемпературного отбора, но любопытно, что эта разница наблюдалась только у самок (Miyamoto et al. , 2011). На основании этих результатов нельзя исключить роль TRPV3 в поведенческих реакциях на тепло окружающей среды.Однако эта роль может быть второстепенной и/или модулирующей и, по-видимому, в значительной степени зависит от штамма.

Наконец, следует отметить, что сенсорные нейроны, а также кератиноциты могут экспрессировать TRPV3 (Smith et al., 2002; Xu et al., 2002). Следовательно, для полного понимания потенциального вклада этого канала в ощущение тепла необходимо тщательное изучение нокаутов TRPV3, селективных по типам клеток.

Границы | Модуляция активности нейрональных ионных каналов прорезольвентами, полученными из жирных кислот

Введение

Воспаление — это защитный механизм организма от физического/химического повреждения или инфекции.Воспалительная реакция связана с функциональными изменениями в различных тканях и типах клеток. В прошлом считалось, что прогрессирование воспаления от его инициации до прекращения зависит только от провоспалительных механизмов на молекулярном и клеточном уровнях. То есть, когда активируются провоспалительные медиаторы, воспалительная реакция может продолжаться или даже ухудшаться из-за активации клеточных игроков и передачи их сигнала. И наоборот, когда они снижаются, воспалительная реакция может пассивно стихать.Это указывает на то, что провоспалительные медиаторы, секретируемые в ответ на инсульты, стимулируют клетки и ткани-участники становиться или оставаться воспаленными. Однако в отсутствие такой стимуляции клетки и ткани пассивно восстанавливаются из воспаленного состояния. В начале 2000-х эту гипотезу начали пересматривать (Serhan, 2002). Разрешение стало рассматриваться как активный, а не пассивный процесс, который ускоряется эндогенными агентами, способствующими разрешению. Соответственно, когда целью является борьба с патологическим воспалением, в качестве важной цели можно предположить стимулирование процессов рассасывания, а также подавление провоспалительных процессов.Чтобы понять детали этой парадигмы разрешения на клеточном и молекулярном уровнях, в последние годы интенсивно изучались особенности и функции про-разрешающих молекул (далее именуемых про-резольвентами) (Serhan et al. , 2015). Среди гетерогенных про-разрешающих веществ, включая пептиды, нуклеозиды, стероиды и нейротрансмиттеры, здесь мы сосредоточимся на производных жирных кислот. На сегодняшний день в пулах эндогенных жирных кислот в воспаленных экссудатах обнаружено около 30 прорезольвентов.Большинство из них являются метаболитами n-3 жирных кислот, включая резолвины серии E (RvE), резолвины серии D (RvD), марезины (MaR) и нейропротектин (NPD1).

Изменения клеточных функций при воздействии прорезольвентов являются важным аспектом парадигмы разрешения. Важнейшим параметром, определяющим эти изменения, является ионный транспорт. Колебания концентрации ионов (например, Ca ²⁺ ) могут существенно влиять на передачу внутриклеточного сигнала во многих типах клеток. Более того, ионный поток необходим для контроля возбудимости нейронов.Следовательно, прорезольвентные взаимодействия с клеточными ионопроницаемыми каналами, если таковые имеются, могут быть важным узлом для изменения воспалительной фазы клеток. Фактически возникли два осевых механизма таких взаимодействий. Один из них включает модуляцию ионных каналов, связанную с возбудимостью сенсорных нейронов, а другой — в путях секреции слизи в дыхательных путях (Karp et al., 2004; Ji et al., 2011; Yoo et al., 2013; Lim et al., 2015). ). Молекулярные детали этих двух механизмов были исследованы в контексте воспалительной болевой чувствительности и муковисцидоза соответственно.Эти исследования также предполагают возможные результаты взаимодействия между прорезольвентами и ионными каналами. Из этих двух механизмов мы сосредоточимся на модуляции ионных каналов сенсорных нейронов и обсудим дальнейшие гипотезы относительно прогрессирования заболевания и перспективы на будущее.

Прорезольвенты на основе жирных кислот

Метаболиты жирных кислот продуцируются иммунными клетками, включая моноциты/макрофаги, поврежденной тканью и эндотелием сосудов во время воспаления.После внеклеточной диффузии эти вещества могут подвергаться дальнейшей биосинтетической обработке, чтобы стать конечными регуляторными посредниками, которые, в свою очередь, взаимодействуют со своими молекулами-рецепторами-партнерами. Эти взаимодействия вызывают изменения в клеточной функции. Эти липидергические компоненты можно разделить на две категории в соответствии с их регуляторными направлениями в воспалительных фазах: провоспалительные и проразрешающие классы (Serhan et al., 2008; Ji et al., 2011). Хотя существует несколько исключений, вещества, полученные из n-6 жирных кислот (например,г., простагландины и лейкотриены) обычно играют провоспалительную роль. Напротив, прорезольвенты преимущественно включают n-3 производных.

Заметными исключениями являются виды липоксинов, которые представляют собой метаболиты n-6 арахидоновой кислоты, обладающие про-разрешающей активностью. Среди липидергических прорезольвентов липоксины были первыми, для которых была охарактеризована их химическая структура и идентифицировано их биологическое действие (Serhan et al., 1984). Липоксин также был первым липидергическим прорезольвентом, который изучался с точки зрения действия, связанного с ионными каналами.В 1992 г., когда интерес к взаимодействию липидно-ионных каналов возрос в связи с открытием того, что некоторые эйкозаноиды активируют каналы K ⁺ (Buttner et al. , 1989; Kim and Clapham, 1989), был продемонстрирован липоксин A4. возбуждать сенсорные нейроны ганглиев дорсальных корешков, что измеряется суррогатными выходами усиленного сокращения бронхов и секреции нейропептидов (Meini et al., 1992). Блокировка и десенсибилизация переходного ионного канала рецептора ваниллоидного подтипа (TRPV1) предотвращали этот эффект, хотя это не было подтверждено электрофизиологически, что указывает на то, что активность TRPV1 может быть усилена воздействием липоксина А4.Липоксин А4 не проявлял конкурентного связывания с агонистом TRPV1 с природным белком в нейрональной мембране. Однако анализы раннего связывания не были абсолютно надежными, поскольку позже было показано, что белок TRPV1 фактически не использовался в этом анализе (Meini et al., 1992). Таким образом, остается неясным, связывается ли липоксин А4 непосредственно с этим ионным каналом или косвенно модулирует его активность через события передачи сигнала, чтобы оказывать этот возбуждающий эффект. Было сочтено маловероятным, что этот липоксин A4, полученный из n-6, приводил к возбуждению нейронов, что, возможно, противоречит другим известным механизмам разрешения, с помощью которых считается, что возбуждающие функции подавляются. Напротив, метаболиты n-3, которые составляют большинство прорезольвентов, обычно подавляют активность каналов TRP, в конечном итоге препятствуя возбуждению нейронов, как описано ниже.

Хотя этот обзор не будет посвящен этой теме, эффекты липоксинов на ионную проводимость чаще изучались в контексте баланса жидкости в дыхательных путях, чем в контексте возбудимости нейронов (Karp et al., 2004). Было показано, что липоксины способствуют активности и/или экспрессии многих различных типов ионных каналов, включая эпителиальные каналы Na ⁺ , регуляторы трансмембранной проводимости при муковисцидозе, АТФ-чувствительные каналы K ⁺ , Ca ²⁺ -активируемый анион. каналы, гемиканалы паннексина 1 и канонический подтип каналов TRP (TRPC).Эти эффекты приводят к положительным результатам в отношении секреции жидкости в дыхательных путях (Pang et al., 2011; Verriere et al., 2012; Buchanan et al., 2013; Wang et al., 2013; Yang et al., 2013; Al-Alawi et al., 2014; Higgins et al. , 2014, 2015; Qi et al., 2015). Недавние исследования, показывающие аналогичные положительные эффекты от лечения другими прорезольвентами типа n-3, также появились в области дыхательных путей (Hiram et al., 2014; Wang et al., 2014; Colby et al., 2016).

Более чем через десять лет после открытия липоксинов липиды n-3-типа стали добавляться в список прорезольвентов (Serhan et al., 2000). Прорезольвенты, полученные из n-3 жирных кислот, включают резолвины серии D и серии E, их изомеры, нейропротектин D1 и марезины (Yoo et al., 2013). Варианты промежуточных соединений сначала получают из исходных липидов [например, n-3 докозагексаеновая кислота (ДГК) или эйкозапентаеновая кислота (ЭПК)] с помощью процессов преоксигенации цитохромом Р450, циклооксигеназой, запускаемой аспирином, или 12- или 15-липоксигеназами (LOX). . Затем 5-LOX генерирует окончательные формы всех этих прорезольвентов. Каждый ферментативный этап может происходить в различных типах клеток-участников, включая моноциты/макрофаги, эпителиальные клетки и тромбоциты, посредством межклеточной диффузии промежуточных продуктов, что называется трансцеллюлярным биосинтезом (Yoo et al. , 2013). Хотя этот процесс, вероятно, начинается одновременно с выработкой провоспалительных медиаторов, таких как различные простагландины, уровни прорезольвентов в тканях, по-видимому, достигают пика спустя часы или дни, что может отражать время, необходимое для транскрипции de novo . ферментов, образующих прорезольвенты. Следовательно, эта временная задержка способствует продолжительности воспалительной реакции.

Активация специфических рецепторов, связанных с G-белком (GPR), и возникающие в результате изменения клеточной функции объясняют молекулярный механизм многих действий прорезольвентов на врожденные иммунные клетки и воспаленные ткани.Например, RvE1 (E обозначает липид-предшественник, EPA) активирует GPR, chemR23, и противодействует рецептору лейкотриена B4 типа 1 (BLT1). RvD1 (D обозначает DHA) активирует GPR32 и рецептор липоксина A4/аннексина-A1/рецептор 2 формилпептида (ALX/FPR2). Также было показано, что RvD5 активирует GPR32. RvD2 активирует GPR18 (Lim et al. , 2015). Неясно, используют ли другие прорезольвенты сигнализацию GPR. Клеточные результаты этих молекулярных действий вариабельны, но обычно способствуют разрешению: e.г., снижение продукции и секреции провоспалительных медиаторов иммунными клетками и тканями, нарушение рекрутирования и функции полиморфноядерных нейтрофилов, повышенное рекрутирование моноцитов/макрофагов; усиленный нефлогистический фагоцитоз клеток врожденного иммунитета и повышенная секреция пептидергических прорезольвентов, таких как интерлейкин-10, из этих клеток (Yoo et al., 2013).

После накопления показателей эффективности и механистической информации о действии прорезольвентов в области иммунологии научный интерес расширился, включив в него связь с нейрональными ионными каналами.Для развития этого интереса потребовалось 10 лет, больше, чем период, который потребовался от открытия липоксина до его исторического подхода к TRPV1 (Xu et al., 2010). Частично это может быть связано с ограниченной доступностью веществ для изучения в академической сфере. Большинство результатов было получено с помощью шести прорезольвентов и четырех сенсорных нейронных ионных каналов TRP, которые будут представлены после краткого обзора традиции исследований взаимодействия каналов TRP с липидами.

TRP-липидные взаимодействия

Млекопитающие, включая человека, экспрессируют 28 или 29 подтипов ионных каналов TRP.В отличие от других шеститрансмембранных каналов, большинство из которых служат потенциалзависимыми каналами, TRP слабо чувствительны к изменениям напряжения мембраны и играют гетерогенные роли. В ответ на стимулы, специфичные для каждого TRP, например, физические стимулы, такие как температура и механические силы, связывание вторичных мессенджеров, ферментативные модификации белка и эндогенные химические активаторы, каналы TRP открываются и пропускают преимущественно Ca ²⁺ и Na ⁺ проникнуть.Этот процесс приводит к деполяризации возбудимых клеток или к промотированию различных опосредованных Ca ²⁺ сигнальных процессов как в возбудимых, так и в невозбудимых клетках. Что касается химического связывания, было обнаружено несколько случаев ингибирующей модуляции активности TRP, но активация и потенцирование составляют большинство реакций (Yoo et al., 2014).

За исключением эксперимента с липоксином с нативным TRPV1, упомянутого выше из-за отсутствия прямого измерения активности канала, традиция исследований взаимодействия липидов в области TRP началась в конце 1990-х годов (Chyb et al., 1999; Зигмунт и др., 1999; Хван и др., 2000). Как только стало известно, что n-6 полиненасыщенные жирные кислоты активируют каналов TRP дрозофилы (Chyb et al., 1999), анандамид, гидропероксиэйкозатетраеновые кислоты (HPETE) и лейкотриены, все из которых также являются производными n-6 жирных кислот, были идентифицированы как активаторы TRPV1 (Zygmunt et al., 1999; Hwang et al., 2000). С тех пор информация об активаторах липидов значительно расширилась (Choi et al., 2014; Lim et al., 2015). На активность видов TRPC и TRP меластатинового типа (TRPM) влияет связывание вторичных мессенджеров, таких как диацилглицерин или его предшественник, фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат. TRP анкирина типа 1 (TRPA1) очень чувствителен к широкому спектру перекисей липидов благодаря уникальному способу связывания, при котором пероксигенированные липиды ковалентно связываются с его цитозольными N-концевыми нуклеофильными аминокислотными остатками. TRPV, как правило, активируются гидроперокси- или эпокси-эйкозаноидами. Недавние структурные подходы идентифицировали предполагаемый сайт связывания липидов во внутриклеточных областях белка TRPV1, как описано ниже. Большинство этих липидов могут активировать только свой специфический канал TRP, а также могут синергетически усиливать его активность в присутствии стимула другого качества.Эти активаторы липидов продуцируются различными клетками, даже клетками, экспрессирующими TRP. Эти молекулы, по-видимому, ведут себя аутокринным и паракринным образом. Активация TRP этими липидами в нейронах в основном способствует их возбудимости.

Модуляция сенсорной активности TRP с помощью Pro-Resolvents

Некоторые TRP служат молекулярными сенсорами для изменений окружающей среды, выраженных особенно сильно в иннервирующих кожу терминалях C-волокон соматосенсорных нервов и волокон Aδ. Среди 28 человеческих подтипов 6 членов, которые представляют собой TRPA1, TRPV1-4 и TRPM8, играют эту роль и вместе называются сенсорными TRP.Все эти сенсорные каналы TRP в некоторой степени полимодальны, что может быть эволюционной стратегией, позволяющей сенсорным нейронам отслеживать различные изменения окружающей среды. Все 6 из этих TRP реагируют на определенный диапазон температур, а 3 из них чувствительны к различным качествам механического растяжения (Hwang and Oh, 2007). Что касается химической чувствительности, было показано, что удивительно большое количество природных едких веществ, токсинов и различных видов эндогенных липидов активируют сенсорные TRP.В специализированных органах чувств в системах зрения, обоняния и беременности большинство сенсорных молекул представляют собой специфические типы GPR, а каналы TRP преимущественно функционируют как нижестоящие эффекторы, управляющие деполяризацией. Напротив, сенсорные TRP, по-видимому, являются основными рецепторами для обнаружения экологических рисков в соматосенсорной системе. Эта установка, вероятно, выигрывает от высокой степени полимодальности TRP. Восприятие нашим мозгом в результате активации TRP имеет не приятное или исследовательское качество, а ноцицептивное: боль.Этот атрибут часто ставит модуляцию TRP в качестве желаемой цели с точки зрения обезболивания, которое можно перефразировать как устранение боли (Lim et al., 2015). Многие исследования взаимодействия TRP с прорезольвентами, полученными из жирных кислот, придерживались этой точки зрения. Шесть прорезольвентов были исследованы с точки зрения их действия на пять различных ионных каналов нейронов, четыре из которых являются TRP. Все прорезольвенты отрицательно модулировали активность ионных каналов, указывая на то, что эти липиды являются потенциальными анальгетиками (таблица 1).

Таблица 1. Список ионных каналов нейронов, которые модулируются липидергическими прорезольвентами .

Модуляции TRPA1 с помощью Resolvins серии D и MaR1

Как подробно описано выше, ионный канал TRPA1 экспрессируется только в субпопуляции ноцицепторов, опосредующих боль. Некоторые виды физических и химических воздействий, которые потенциально опасны для организма, могут влиять на структуру белка TRPA1, приводя к аллостерическому открытию этого канала. Таким образом, TRPA1 часто называют «чувствительным к повреждению ионным каналом».” TRPA1 особенно чувствителен к пагубно низким температурам (<17°C; Story et al., 2003; Obata et al., 2005; Kwan et al., 2006; Karashima et al., 2009; Del Camino et al., 2010). ; Chen et al., 2011), резкие механические деформации (Petrus et al., 2007; Kerstein et al., 2009) и связывание экологических или эндогенно генерируемых токсичных веществ, включая различные перекиси липидов, реактивные химические вещества и загрязняющие вещества (Bang и Хван, 2009; Ким и Хван, 2013). В ответ на эти стимулы TRPA1 открывает и деполяризует ноцицепторы.Ковалентные реакции со специфическими нуклеофильными аминокислотами в цитозольном N-конце TRPA1 с α,β-ненасыщенными углеродсодержащими веществами, которые практически не проявляются в механизмах активации других ионных каналов, по-видимому, лежат в основе опосредованного лигандом гейтирования TRPA1 (Hinman et al. , 2006; Macpherson et al., 2007; Andersson et al., 2008; Bang and Hwang, 2009). Кроме того, TRPA1 также действует как конечный эффектор внутриклеточной передачи сигнала для медиаторов воспаления, таких как фактор роста нервов (NGF) и брадикинин, что указывает на то, что TRPA1 имеет решающее значение для ощущения боли при воспалении (Bandell et al., 2004; Баутиста и др., 2006 г.; Кван и др., 2006 г.; Петрус и др., 2007 г.; Ченак, 2013). Из-за этой полимодальности и отчетливо ограниченного числа TRPA1-позитивных нейронов эти нейроны часто подразделяются на полимодальные ноцицепторы. Выявление механизма ингибирования активности TRPA1 могло бы в значительной степени способствовать разрешению болевых состояний (Baraldi et al., 2010).

Особо следует отметить, что прорезольвенты, по-видимому, играют центральную роль в эндогенном ингибировании TRPA1.Например, резолвин D1 (RvD1) сильно блокирует активность TRPA1 (Bang et al., 2010). Эта эффективность блокирования каналов действительно экстраполируется на уровень in vivo , показывая, что химическая боль, вызванная агонистом TRPA1, ослаблялась введением RvD1. TRPA1 также принимает участие в механосенсорных механизмах, и было показано, что RvD1 предотвращает механическую гиперчувствительность у животных с полным адъювантом Фрейнда (CFA). Поскольку RvD1 локализуется локально при инъекции, а результаты оценивались в относительно острые моменты времени, облегчение боли, наблюдаемое in vivo , по-видимому, опосредовано отсутствием межклеточных действий, таких как рекрутирование или активация врожденных иммунных клеток.

RvD2 также ингибирует активность TRPA1 (Park et al., 2011b). Опосредованная G-белком передача сигнала, по-видимому, вмешивается в молекулярный механизм этого процесса, в то время как такое объяснение маловероятно для RvD1: было показано, что ингибирующее действие RvD2 предотвращается разобщителями для Gαi-циклирования, коклюшным токсином и GDPβS. Конкретный георадар, который инициирует сигнал, еще не идентифицирован. С другой стороны, специфические агонисты ALX/FPR2, GPR, на которые действует RvD1, такие как кателицидин LL-37 и Trp-Lys-Tyr-Met-Val-Met (WKYMVM), инертны по отношению к активации или ингибированию TRPA1 (Bang et al. др., 2010). Чтобы подтвердить их механизм действия, возможно, потребуется пересмотреть различные способы этих родственных веществ для одного и того же белка-мишени (рис. 1). Тонкие структурные различия (например, различия в расположении одного гидроксильного фрагмента и в цис-транс-природе углеродных связей) могут определять специфичность связывания с рецептором. Что касается поведенческих результатов, существенных расхождений не наблюдалось. TRPA1-опосредованный механический фенотип значительно улучшился в условиях воспаления (Park et al., 2011б).

Рисунок 1. Молекулярные способы действия, с помощью которых прорезольвенты ингибируют каналы TRP . Пунктирные линии указывают на то, что другие неизвестные компоненты передачи сигналов могут принимать участие в этих путях.

MaR1 — недавно идентифицированный прорезольвент, который, как было показано, дает несколько противоречивые результаты. Электрофизиологические измерения in vitro показали, что активность TRPA1 не зависит от присутствия MaR1 (Serhan et al. , 2012).Однако индуцированная винкристином механическая гиперчувствительность in vivo , в которую, как известно, вносит свой вклад TRPA1, значительно уменьшалась при лечении MaR1. Без прямого участия TRPA1 MaR1 может действовать ниже или выше по ходу опосредования TRPA1 в патологических процессах.

TRPV1: важный узел для различных разрешающих действий

Обладая большей полимодальностью, чем у TRPA1, TRPV1 служит центральным болевым рецептором в организме. Потенциально опасная жара (> 42°C), ацидоз, аномальный гипертонус, эндогенные липидергические провоспалительные мессенджеры, такие как лейкотриены, и природные острые соединения, такие как капсаицин и токсин тарантула, вызывают боль посредством прямых структурных воздействий на белок TRPV1, что приводит к его электрической активации. (Катерина и др., 1997, 2000; Томинага и др., 1998 г.; Дэвис и др., 2000; Хван и др., 2000; Сименс и др., 2006 г.; Вриенс и др., 2009 г.; Нишихара и др., 2011). Кроме того, основные провоспалительные медиаторы, такие как брадикинин, простагландин и NGF, используют TRPV1 в качестве нижестоящего эффектора, тем самым вызывая патологическое обострение боли и воспаления (Basbaum et al. , 2009). Эти находки указывают на то, что TRPV1 является связующим звеном между болезненным оскорблением и его восприятием человеком и млекопитающими (Hwang and Oh, 2007).В то время как такие узловые действия четко определены на периферии сенсорных нейронов, в настоящее время расширяются данные о его вкладе в центральные терминалы и даже в спинные интернейроны в цепь усиления боли, что предполагает, что его различные узловые роли существуют в центральных синапсах. (Чой и др., 2016). Таким образом, TRPV1 также может быть критическим узлом, разрешающим боль, потому что широкий спектр болевых патологий можно было бы контролировать, если бы можно было настроить активность TRPV1.

Аналогично ингибированию TRPA1, RvD2 подавляет активность TRPV1.Через неизвестную активацию GPR с помощью RvD2 внутриклеточная передача сигналов, связанная с Gαi, приводит к снижению активности TRPV1. Из всех прорезольвентов, чья способность ингибировать TRP была изучена, RvD2 проявляет наибольшую активность (IC50 ~100 пМ). Как и ожидалось, острая боль, вызванная капсаицином, и воспалительная тепловая гипералгезия, которые являются модальностями in vivo , которые преимущественно охватывает TRPV1, были притуплены лечением RvD2 (Park et al., 2011b).

Аналогичным образом было обнаружено, что RvE1 и MaR1 ингибируют активность TRPV1 и опосредованное TRPV1 болевое поведение, но не влияют на модальности, связанные с TRPA1 (Xu et al., 2010; Парк и др., 2011b; Серхан и др., 2012 г.; Парк, 2015). Поскольку RvE1 действует на один GPR (chemR23), можно предположить, что определенные пути передачи сигналов GPR могут быть более тесно связаны со специфическими подтипами TRP. Фактически коэкспрессия chemR23 и TRPV1 была подтверждена в субпопуляции ноцицепторов (Xu et al., 2010).

Было показано, что нейропротектин D1 (также называемый протектин D1 или NPD1), еще один прорезольвентный липид D-серии, также ингибирует TRPV1, хотя и на треть слабее RvD2 (Park et al., 2011а). Снова предполагалось, что непрямой механизм, связанный с белком Gαi, лежит в основе этого ингибирующего действия, хотя специфический задействованный GPR неизвестен. Другие сигнальные компоненты, которые могут усиливать активность TRPV1, также могут быть затронуты NPD1, например, протеинкиназа A (PKA) и киназа, регулируемая внеклеточным сигналом (ERK; Park et al., 2011a). Более того, опосредованная TNF-α спинальная синаптическая передача была ослаблена, а связанные с ней поведенческие фенотипы экстраполировались способом, частично зависящим от ингибирования TRPV1.Недавно лечение NPD1 также продемонстрировало положительное влияние на невропатическую боль в исследовании на животных (Xu et al., 2013).

Модуляция TRPV3 от Resolvins серии D

Несколько аспектов могут заставить задуматься о том, что TRPV3 является ноцицептивным компонентом. Например, TRPV3 начинает открываться в ответ на относительно мягкое тепловое излучение, что приводит к безобидно теплым температурам (> 33 ° C), тогда как температурный порог для активации TRPV1 близок к диапазону, который, как сообщается, действительно вызывает ощущение боли in vivo ( Катерина и др. , 2000; Мокрич и др., 2005). Основными экспрессирующими клетками являются не сенсорные нейроны, а невозбудимые базальные кератиноциты в эпидермисе (Peier et al., 2002). Присутствия TRPV1, по-видимому, достаточно для мониторинга вредных внешних температур (Peier et al., 2002; Smith et al., 2002; Xu et al., 2002, 2006). Хотя точные межклеточные схемы, участвующие в TRPV3-опосредованной соматосенсорной передаче сигналов, еще предстоит полностью разгадать, фармакологические и генетические исследования дали некоторое представление. Промышленные разработки лекарств, нацеленных на TRPV3, показали, что синтетические блокаторы TRPV3 обычно проявляют болеутоляющую эффективность при воспалительной и невропатической боли (Facer et al., 2007; Беван и др., 2008 г.; Брод и др., 2009 г.; Хайраткар Джоши и др., 2010 г.; Рейли и Ким, 2011). Что еще более важно, животные с нокаутом TRPV3 показали значительную толерантность к болезненному теплу (Moqrich et al., 2005; Huang et al., 2008; Miyamoto et al., 2011). Таким образом, TRPV3 участвует в ноцицепции пагубно высоких температур, хотя и в меньшей степени, чем TRPV1, а кератиноциты могут вносить свой вклад в термочувствительность, возможно, путем передачи своих сигналов деполяризации на соседние ноцицепторные нейроны.

Соответственно, оба резолвина, которые модулируют активность TRPV3, оказывают болеутоляющее действие. Было показано, что запускаемый аспирином RvD1 (AT-RvD1 или 17(R)-RvD1) специфически блокирует TRPV3. Было показано, что введение in vivo этого соединения смягчает тепловую боль, сенсорную модальность, опосредованную TRPV3, но не механическую боль при воспалительных состояниях (Bang et al., 2012a). Было также показано, что RvD1, который относительно беспорядочно взаимодействует с TRP (как упоминалось для TRPA1 выше и TRPV4 ниже), ингибирует открытие каналов TRPV3 и опосредованную TRPV3 боль (Bang et al., 2010). Как показано в результатах TRPA1, AT-RvD1 и RvD1 вряд ли используют передачу сигналов, связанную с G-белком, для ингибирования TRPV3, поскольку эти эффекты были устойчивы к лечению ингибитором Gβγ галлеином и лечению агонистами GPR LL37 и WKYMVM (Bang et al. , 2010, 2012а). Другие косвенные механизмы, такие как участие врожденных иммунных клеток, также были исключены путем локализации RvD в ограниченных областях и времени и демонстрации того, что эффективные дозы отличались от доз для лейкоцитов (Krishnamoorthy et al., 2010).

Модуляции TRPV4 с помощью RvD1

Хотя в меньшей степени, чем TRPV1 и TRPA1, TRPV4 также является полимодальным сенсорным ионным каналом. Повышенная температура (>27–34°C), механическое растяжение, вызванное давлением или отеком, и эндогенные провоспалительные медиаторы, такие как эпоксиэйкозатриеновые кислоты (EET) и диметилаллилпирофосфат, способны активировать TRPV4 (Liedtke et al., 2000; Strotmann et al.). al., 2000; Watanabe et al., 2003; Levine and Alessandri-Haber, 2007; Bang et al., 2012б). Считается, что эта активация приводит к деполяризации первичных ноцицепторов, что в конечном итоге приводит к восприятию боли посредством восходящей передачи этого сигнала. В то время как изменения в термоноцицептивном поведении, вызванные нокаутом TRPV4, были значительными, но ограниченными по сравнению с фенотипами, о которых сообщалось при генетической абляции TRPV1 или TRPV3 (Todaka et al. , 2004; Lee et al., 2005), механосенсорные модальности, которые включают TRPV4, кажутся замечательными. . Многие типы воспаления вызывают соматосенсорную механическую гипералгезию или висцеральную механическую гипералгезию посредством активации TRPV4 (Alessandri-Haber et al., 2006; Чен и др., 2007 г.; Грант и др., 2007 г.; Брайерли и др., 2008 г.; Сенак и др., 2008). В контексте GPR-опосредованной воспалительной болевой сигнализации активация протеазно-активируемого рецептора 2 (PAR2, также известного как GPR11) трипсином или тромбином, секретируемым из тканей, связана с TRPV4, который функционирует как нижестоящий эффектор для возбуждения ноцицепторных нейронов (Grant и др., 2007). Гистамин и серотонин, по-видимому, также вносят вклад в каскад GPR, достигая кульминации в потенцировании TRPV4, тем самым усиливая висцеральную боль (Brierley et al., 2008; Cenac и др., 2008, 2010). В двух разных моделях невропатической боли, модели хронического сдавления и модели нейропатии, вызванной таксолом, TRPV4 способствовал усилению механической боли (Alessandri-Haber et al. , 2004; Zhang et al., 2008).

RvD1 — единственный на сегодняшний день резолвин, ингибирующий TRPV4. Лаборатория Levine разработала метод in vivo для индексации TRPV4-специфических соматосенсорных фенотипов механической боли. В этом подходе гипотоническую стимуляцию применяют локально к крысиной лапе, когда лапа предварительно обработана воспалительным медиатором простагландином Е2 (Alessandri-Haber et al., 2003, 2006; Чен и др., 2007). Лаборатория Хванга воспроизвела эту модель на мышах (Bang et al., 2010, 2012b). Было показано, что RvD1 эффективен в облегчении TRPV4-специфической воспалительной механической боли (Bang et al., 2010). Тепловая гипералгезия при CFA-индуцированном воспалении также притуплялась при лечении RvD1 in vivo . Из четырех термочувствительных TRP (TRPV1-4) TRPV3 и TRPV4 были идентифицированы как молекулярные мишени RvD1. Однако остается неясным, преобладает ли TRPV3 или TRPV4 над влиянием RvD1 на тепловой фенотип.

Используя тот же экспериментальный подход, описанный выше для TRPA1 и TRPV3, непрямой ALX/FPR2-опосредованный путь GPR был исключен из потенциального механизма молекулярного взаимодействия, лежащего в основе этих результатов. Хотя это неясно без анализа связывания, модуляцию посредством прямого контакта можно рассматривать исходя из недавно выдвинутой гипотезы. Предполагается, что химические взаимодействия между липидными компонентами бислойной мембраны и встроенными областями белков ионных каналов важны для соответствующего ответа ионных каналов (Bavi et al., 2016). Для ионных каналов с шестью трансмембранными доменами (которые включают TRP-канал) одной из наиболее критических областей в этом отношении является внутриклеточный линкер между трансмембранными доменами (TM) 4 и TM5. Для потенциалзависимых каналов этот линкер имеет решающее значение для аллостерического преобразования движения датчика напряжения TM4 при деполяризующей стимуляции в открытие поры, расположенной между TM5 и TM6. Согласно последним структурным подходам, один и тот же линкер белка TRPV1, по-видимому, связывается с липидергическим компонентом и также может быть ответственным за передачу этой энергии связывания в область пор (Cao et al. , 2013; Ляо и др., 2013). Было показано, что соответствующая область бактериального механочувствительного ионного канала важна, поскольку растяжение мембраны, по-видимому, изменяет связывание между линкером и липидами бислоя, что приводит к открытию пор (Bavi et al., 2016). Таким образом, можно предположить, что структура этой линкерной области уязвима (или чувствительна) к внешним физическим или химическим воздействиям (например, повышение напряжения, которое наклоняет наружу спираль TM4, растяжение мембраны, которое нарушает регуляцию бислойных контактов, липидергические лиганды, которые замещают бислойный компонент). , и т.д.), впоследствии влияющих на состояние поры. В своем закрытом состоянии линкерная область TRPV1 занята эндогенным липидом, который еще не идентифицирован (Cao et al., 2013). В структуре TRPV4, ближайшего гомолога TRPV1 (Teng et al., 2015), активаторы липидов, такие как EET, могут конкурировать с пре-оккупирующими липидами, как и предполагалось на основании взаимодействия капсаицина или HPETE с TRPV1 (Hwang et al. , 2000; Йордт и Джулиус, 2002). Наоборот, RvD1 может более сильно стабилизировать состояние покоя, чем предварительно занятое эндогенное состояние, когда он находится в одном и том же месте (рис. 1).Если рассматривать предыдущие наблюдения за липидергическими активаторами вместе, возможно, что различное расположение двойных связей производных n-3 и n-6 может в первую очередь направлять стабилизирующие и дестабилизирующие эффекты, и что длины углеродных атомов и расположение гидроксильных фрагментов, которые, вероятно, определяют оптимальные профессия и потенциал водородной связи могут определять специфичность TRP (Chyb et al., 1999; Hwang et al., 2000; Hu et al., 2006; Andersson et al., 2007; Komatsu et al., 2012; Motter and Ahern, 2012). ). Для подтверждения этой гипотезы необходимы будущие экспериментальные данные.

Модуляция рецепторов N-метил-D-аспарагиновой кислоты (NMDA) резолвинами

Популяции ноцицепторов среди первичных сенсорных нейронов передают периферические патологические сигналы, в том числе возникающие при воспалении, в центральную нервную систему. Более того, эти нейроны активно участвуют в провоспалительных процессах через механизмы нейрогенного воспаления, интерактивно обмениваясь различными межклеточными медиаторами с иннервирующими тканями. Это важные шаги в развитии хронической воспалительной боли.Что касается облегчения боли, упомянутые выше TRP в основном сосредоточены на изучении механизмов разрешения, поскольку активация этих ионных каналов объясняет начало ноцицепторного возбуждения и патологической гиперактивности, которые часто усугубляют нейрогенное воспаление. Действия про-разрешающих липидов через эти сенсорные модуляции TRP, по-видимому, сходятся в облегчении боли.

Постсинаптические нейроны задних рогов транслируют и ретранслируют сигналы, полученные от синаптических входов центральных окончаний ноцицепторных нейронов в спинном мозге (Choi et al., 2016). Эта синаптическая передача является следующими воротами к развитию постоянной боли, которая определяется тем, усиливается ли этот спинальный синапс заграждением периферического входа. Постсинаптические ионные каналы NMDA-рецепторов играют ключевую роль в этом процессе (Lim et al., 2015). Прорезольвенты также подавляют постсинаптическую функцию NMDA в этом центральном постсинапсе, но частично другим способом, чем модуляции каналов TRP. Тот же GPR, chemR23, участвует в действии RvE1, но каскад фосфорилирования ERK, специфичный для задних рогов, который способствует потенцированию NMDA, был в основном подавлен (Xu et al., 2010). Более поздний эксперимент RvD1 продемонстрировал еще один аспект функционального подавления NMDA, показав, что лечение RvD1 снижает фосфорилирование двух субъединиц NMDA, NR1 и NR2B, в модели аллодинии, вызванной панкреатитом, но без подтверждения знания о родственных GPR (Quan -Синь и др., 2012).

Было также показано, что при воздействии RvE1 пресинаптическое фосфорилирование ERK также подавляется. Кроме того, также снижалась частота спонтанных возбуждающих постсинаптических потенциалов, отражающая не только постсинаптическую функцию, но и степень пресинаптического высвобождения глутамата. Это открытие может также объяснить опосредованное RvE1 подавление TRPV1-независимых пресинаптических сигналов TNF-α (Xu et al., 2010). Механистическая разница, которая возникает в центральной синаптической области, возможна, в то время как модуляция канала TRP прорезольвентами, которая, вероятно, более важна на периферии, предположительно опосредована прямым связыванием или быстрой передачей сигнала через тесно связанный цикл G-белка. .

Перспективы и выводы

Здесь мы рассмотрели влияние различных прорезольвентных липидов на функции четырех сенсорных каналов TRP и рецепторов NMDA, которые передают ноцицептивные сигналы.Эти прорезольвенты обычно оказывали сильное ингибирующее действие на эти ионные каналы, что в конечном итоге приводило к исчезновению боли. Возможно, удивительно, что группа эндогенных производных липидов из общих предшественников может способствовать разрешению двух различных патологических процессов, боли и воспаления, посредством различных клеточных мишеней и биологических механизмов. Иммунологические исследования продолжают подтверждать отсутствие побочных эффектов от лечения in vivo этими веществами.Основываясь на текущей информации об эффективности и безопасности, с нетерпением ожидаются поступательные применения этих веществ для лечения некоторых конкретных заболеваний. Прежде чем это обещание может быть реализовано, было бы полезно установить доказательство концепции, чтобы прояснить соответствующие молекулярные механизмы. Наиболее неоднозначными на сегодняшний день являются способы связывания, с помощью которых эти про-разрешающие липиды взаимодействуют с канальными белками, и механизмы, как они инициируют GPR-опосредованную передачу сигнала. Хотя был предсказан один предполагаемый сайт, взаимодействующий с липидами, еще не установлено, модифицируют ли resolvins активность канала через этот сайт.Когда GPR связан, не было полностью решено, какой GPR преимущественно управляет эффектом и какой внутриклеточный сигнал деактивирует канал. Большинство исследований было сосредоточено на сенсорной цепи. Каналы TRPV участвуют в пластических изменениях других синапсов мозга (Shibasaki et al., 2007; Gibson et al., 2008). Рецепторы NMDA являются важными ионными каналами для укрепления синапсов во всем мозге. В дополнение к взаимодействию ионных каналов в возбудимых нейронах изменения в функции микроглии, сходные с изменениями в функции моноцитов/макрофагов, также могут быть важными контрольными точками, как было показано ранее (Xu et al., 2010). Прорезольвенты генерируются эндогенно. Хотя нейрональные ионные каналы сильно регулируются посторонними воздействиями, еще предстоит выяснить, какие основные источники находятся среди компонентов нервной системы и как сходным образом происходит их трансклеточный биосинтез, как сообщалось ранее в иммунной системе.

Уроки исследований дыхательных путей или других тканей могут помочь сформулировать другую парадигму. В области исследования дыхательных путей изменения в экспрессии ионного канала, а не активация или ингибирование канала, являются более важной осью для определения эффекта прорезольвента, которому в области неврологии уделялось мало внимания. Активность Ca ²⁺ -активируемых анионных каналов увеличивается при обработке прорезольвентом в эпителии дыхательных путей (Verriere et al., 2012). Эти каналы считаются важным датчиком температуры и деполяризатором в ноцицепторных нейронах (Cho et al., 2012). Однако это взаимодействие еще предстоит проверить на результаты нейронов. Будущие исследования по всем этим вопросам помогут определить, будут ли эти прорезольвенты (или их будущие синтетические аналоги) иметь клиническое применение, насколько надежно должно быть установлено доказательство концепции и какие части отсутствуют для полного объяснения молекулярной головоломки. взаимодействия ионных каналов с липидергическими прорезольвентами.

Вклад авторов

GC проанализировал задокументированные результаты и подготовил предварительный проект. SH руководил исследованием и завершил рукопись. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана грантами Национального исследовательского фонда Кореи (2013R1A1A2073123) и Корейского научно-исследовательского проекта по технологиям здравоохранения Министерства здравоохранения и социального обеспечения (HI15C2099).

Ссылки

Аль-Алави, М., Бьюкенен, П., Верьер, В., Хиггинс, Г., Маккейб, О., Костелло, Р. В., и другие. (2014). Физиологические уровни липоксина A ₄ ингибируют ENaC и восстанавливают уровень жидкости на поверхности дыхательных путей в бронхиальном эпителии при муковисцидозе. Физиол. Респ. 2:e12093. дои: 10.14814/phy2.12093

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Алессандри-Хабер, Н., Дина, О.А., Джозеф, Э.К., Райхлинг, Д., и Левин, Дж.Д. (2006). Временный рецепторный потенциал ваниллоид-4-зависимого механизма гипералгезии задействуется согласованным действием медиаторов воспаления. J. Neurosci. 26, 3864–3874. doi: 10. 1523/JNEUROSCI.5385-05.2006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Алессандри-Хабер, Н., Дина, О.А., Йех, Дж.Дж., Парада, К.А., Райхлинг, Д.Б., и Левин, Дж.Д. (2004). Временный рецепторный потенциал ваниллоида 4 имеет важное значение при нейропатической боли у крыс, вызванной химиотерапией. J. Neurosci. 24, 4444–4452. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0242-04.2004

Реферат PubMed | Полнотекстовая перекрестная ссылка

Alessandri-Haber, N., Yeh, J.J., Boyd, A.E., Parada, C.A., Chen, X., Reichling, D.B., et al. (2003). Гипотонус индуцирует ноцицепцию, опосредованную TRPV4, у крыс. Нейрон 39, 497–511. doi: 10.1016/S0896-6273(03)00462-8

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Андерссон, Д. А., Джентри, К., Мосс, С., и Беван, С.(2008). Временный рецепторный потенциал A1 представляет собой сенсорный рецептор для множества продуктов окислительного стресса. J. Neurosci. 28, 2485–2494. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5369-07.2008

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Андерссон, Д. А., Нэш, М., и Беван, С. (2007). Модуляция холодового канала TRPM8 лизофосфолипидами и полиненасыщенными жирными кислотами. J. Neurosci. 27, 3347–3355. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4846-06.2007

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Банделл, М., Story, G.M., Hwang, S.W., Viswanath, V., Eid, S.R., Petrus, M.J., et al. (2004). Канал вредных холодных ионов TRPA1 активируется едкими соединениями и брадикинином. Нейрон 41, 849–857. doi: 10.1016/S0896-6273(04)00150-3

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Банг С., Ю С., Ян Т. Дж., Чо Х. и Хван С. В. (2012a). 17(R)-резольвин D1 специфически ингибирует транзиторный потенциал рецептора ионного канала ваниллоида 3, что приводит к периферической антиноцицепции. руб. Дж. Фармакол. 165, 683–692. doi: 10.1111/j.1476-5381.2011.01568.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Банг С., Ю С., Ян Т. Дж., Чо Х. и Хван С. В. (2012b). Ноцицептивные и провоспалительные эффекты диметилаллилпирофосфата через активацию TRPV4. руб. Дж. Фармакол. 166, 1433–1443. doi: 10.1111/j.1476-5381.2012.01884.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Банг, С., Ю, С., Ян, Т.Дж., Чо, Х., Ким, Ю.Г., и Хван, С.В. (2010). Резолвин D1 ослабляет активацию сенсорных переходных рецепторных потенциальных каналов, что приводит к множественной антиноцицепции. руб. Дж. Фармакол. 161, 707–720. doi: 10.1111/j.1476-5381.2010.00909.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Баральди П.Г., Прети Д., Матерацци С. и Джеппетти П. (2010). Канал транзиторного рецепторного потенциала анкирин-1 (TRPA1) как новая мишень для новых анальгетиков и противовоспалительных средств. J. Med. хим. 53, 5085–5107. дои: 10.1021/jm100062h

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Баутиста, Д.М., Йордт, С.Е., Никай, Т., Цуруда, П.Р., Рид, А.Дж., Поблете, Дж., и соавт. (2006). TRPA1 опосредует воспалительное действие раздражителей окружающей среды и проалгетиков. сотовый 124, 1269–1282. doi: 10.1016/j.cell.2006.02.023

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бави, Н., Кортес, Д.M., Cox, C.D., Rohde, P.R., Liu, W., Deitmer, J.W., et al. (2016). Роль амфипатического N-конца MscL указывает на план опосредованного бислоем включения механочувствительных каналов. Нац. коммун. 7:11984. doi: 10.1038/ncomms11984

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Беван С., Ганджу П., Макинтайр П., Патапутян А., Пейер А. и Сонг К. (2008). Потенциальный канал переходного рецептора TRPV3 и его использование. Патент США №7 396 910. Александрия, Вирджиния: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

Академия Google

Брайерли, С.М., Пейдж, А.Дж., Хьюз, П.А., Адам, Б., Лиебрегтс, Т., Купер, Н.Дж., и соавт. (2008). Избирательная роль ионных каналов TRPV4 в висцеральных сенсорных путях. Гастроэнтерология 134, 2059–2069. doi: 10.1053/j.gastro.2008.01.074

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Брод, Л. М., Могг, А. Дж., Битти, Р. Э., Огден, А. М., Бланко, М.Дж. и Бликман Д. (2009). Каналы TRP как новые мишени для терапии боли. Экспертное заключение. тер. Мишени 13, 69–81. дои: 10.1517/14728220802616620

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бьюкенен, П. Дж., МакНалли, П., Харви, Б. Дж., и Урбах, В. (2013). Опосредованная липоксином А(4) активация калиевых каналов КАТФ приводит к восстановлению эпителия дыхательных путей при муковисцидозе. утра. Дж. Физиол. Мол.клеток легких. Физиол. 305, Л193–Л201. дои: 10.1152/ajplung.00058.2013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бюттнер, Н., Зигельбаум, С.А., и Вольтерра, А. (1989). Прямая модуляция каналов Aplysia S-K+ метаболитом 12-липоксигеназы арахидоновой кислоты. Природа 342, 553–555. дои: 10.1038/342553a0

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Катерина, М. Дж., Леффлер, А., Мальмберг, А. Б., Мартин, В. Дж., Трафтон, Дж., Петерсен-Цейц, К. Р., и соавт.(2000). Нарушение ноцицепции и болевой чувствительности у мышей, лишенных рецептора капсаицина. Наука 288, 306–313. doi: 10.1126/наука.288.5464.306

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Катерина М.Дж., Шумахер М.А., Томинага М., Розен Т.А., Левин Д.Д. и Юлиус Д. (1997). Рецептор капсаицина: активируемый нагреванием ионный канал болевого пути. Природа 389, 816–824. дои: 10.1038/39807

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ченак, Н. , Altier, C., Chapman, K., Liedtke, W., Zamponi, G., and Vergnolle, N. (2008). Временный рецепторный потенциал ваниллоида-4 играет важную роль в симптомах висцеральной гиперчувствительности. Гастроэнтерология 135, 937–946. doi: 10.1053/j.gastro.2008.05.024

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Cenac, N., Altier, C., Motta, J.P., d’Aldebert, E., Galeano, S., Zamponi, G.W., et al. (2010). Потенцирование передачи сигналов TRPV4 гистамином и серотонином: важный механизм висцеральной гиперчувствительности. Гут 59, 481–488. doi: 10.1136/gut.2009.192567

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Chen, J., Joshi, S.K., Didomenico, S., Perner, R.J., Mikusa, J.P., Gauvin, D.M., et al. (2011). Селективная блокада канала TRPA1 ослабляет патологическую боль, не влияя на болезненное ощущение холода или регуляцию температуры тела. Боль 152, 1165–1172. doi: 10.1016/j.pain.2011.01.049

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чен, X. , Алессандри-Хабер, Н., и Левин, Дж. Д. (2007). Заметное ослабление индуцированной воспалительными медиаторами сенсибилизации С-волокон к механическим и гипотоническим раздражителям у мышей TRPV4-/-. Мол. Боль 3:31. дои: 10.1186/1744-8069-3-31

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чо, Х., Ян, Ю.Д., Ли, Дж., Ли, Б., Ким, Т., Джанг, Ю., и др. (2012). Активируемый кальцием хлоридный канал аноктамин 1 действует как датчик тепла в ноцицептивных нейронах. Нац.Неврологи. 15, 1015–1021. doi: 10.1038/nn.3111

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чой, С.И., Ю, С., Лим, Дж.Ю., и Хван, С.В. (2014). Являются ли сенсорные TRP-каналы биологическими сигналами перекисного окисления липидов? Междунар. Дж. Мол. науч. 15, 16430–16457. дои: 10.3390/ijms1500

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Колби, Дж. К., Абдулнур, Р. Э., Шам, Х. П., Далли, Дж., Колас, Р. А., Винклер, Дж.В. и др. (2016). Резолвин D3 и активируемый аспирином резолвин D3 защищают поврежденный эпителий. утра. Дж. Патол. 186, 1801–1813 гг. doi: 10.1016/j.ajpath.2016.03.011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Davis, J.B., Gray, J., Gunthorpe, M.J., Hatcher, J.P., Davey, P.T., Overend, P., et al. (2000). Ванилоидный рецептор-1 необходим для воспалительной термической гипералгезии. Природа 405, 183–187. дои: 10.1038/35012076

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

дель Камино, Д., Murphy, S., Heiry, M., Barrett, L.B., Earley, T.J., Cook, C.A., et al. (2010). TRPA1 способствует гиперчувствительности к холоду. J. Neurosci. 30, 15165–15174. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2580-10.2010

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Facer, P., Casula, M.A., Smith, G.D., Benham, C.D., Chessell, I.P. , Bountra, C., et al. (2007). Дифференциальная экспрессия рецептора капсаицина TRPV1 и родственных новых рецепторов TRPV3, TRPV4 и TRPM8 в нормальных тканях человека и изменения при травматической и диабетической невропатии. ВМС Нейрол. 7:11. дои: 10.1186/1471-2377-7-11

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гибсон, Х. Э., Эдвардс, Дж. Г., Пейдж, Р. С., Ван Хук, М. Дж., и Кауэр, Дж. А. (2008). Каналы TRPV1 опосредуют длительную депрессию в синапсах интернейронов гиппокампа. Нейрон 57, 746–759. doi: 10.1016/j.neuron.2007.12.027

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Грант, А. Д., Коттрелл, Г. С., Амадези, С., Тревизани М., Николетти П., Матерацци С. и др. (2007). Активируемый протеазой рецептор 2 сенсибилизирует временный рецепторный потенциал ваниллоидного ионного канала 4, вызывая механическую гипералгезию у мышей. J. Physiol. 578, 715–733. doi: 10.1113/jphysiol. 2006.121111

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Higgins, G., Buchanan, P., Perriere, M., Al-Alawi, M., Costello, R.W., Verriere, V., et al. (2014). Активация P2RY11 и высвобождение АТФ липоксином А4 восстанавливает поверхностный жидкий слой дыхательных путей и репарацию эпителия при муковисцидозе. утра. Дж. Дыхание. Ячейка Мол. биол. 51, 178–190. doi: 10.1165/rcmb.2012-0424OC

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хиггинс Г., Рингхольц Ф., Бьюкенен П., МакНалли П. и Урбах В. (2015). Физиологическое влияние аномальной продукции липоксина А(4) на эпителий дыхательных путей при муковисцидозе и терапевтический потенциал. Биомед. Рез. Междунар. 2015:781087. дои: 10.1155/2015/781087

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хинман, А., Chuang, HH, Bautista, DM, and Julius, D. (2006). Активация канала TRP посредством обратимой ковалентной модификации. Проц. Натл. акад. науч. США 103, 19564–19568. doi: 10.1073/pnas.0609598103

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хирам, Р., Ризкалла, Э., Сируа, К., Сируа, М., Морин, К., Фортин, С., и др. (2014). Резолвин D1 устраняет реактивность и чувствительность Ca ²⁺ , индуцированные ET-1, TNF-α и IL-6 в легочной артерии человека. утра. Дж. Физиол. Цирк Сердца. Физиол. 307, h2547–h2558. doi: 10.1152/ajpheart.00452.2014

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Hu, H.Z., Xiao, R., Wang, C., Gao, N., Colton, C.K., Wood, J.D., et al. (2006). Потенцирование функции канала TRPV3 ненасыщенными жирными кислотами. J. Cell Physiol. 208, 201–212. doi: 10.1002/jcp.20648

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хуанг, С. М., Lee, H., Chung, M.K., Park, U., Yu, Y.Y., Bradshaw, H.B., et al. (2008). Сверхэкспрессированный транзиторный рецепторный потенциал ваниллоидных 3-ионных каналов в кератиноцитах кожи модулирует болевую чувствительность через простагландин Е2. J. Neurosci. 28, 13727–13737. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5741-07.2008

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хван С.В., Чо Х., Квак Дж., Ли С.Ю., Канг С.Дж., Юнг Дж. и др. (2000). Прямая активация рецепторов капсаицина продуктами липоксигеназ: эндогенными капсаициноподобными веществами. Проц. Натл. акад. науч. США 97, 6155–6160. doi: 10.1073/pnas.97.11.6155

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хван С.В. и О У. (2007). Современные концепции ноцицепции: ноцицептивные молекулярные сенсоры в сенсорных нейронах. Курс. мнение Анестезиол. 20, 427–434. doi: 10.1097/ACO.0b013e3282eff91c

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Джи, Р. Р., Сюй, З. З., Стричарц, Г., и Серхан, К.Н. (2011). Новые роли резолвинов в разрешении воспаления и боли. Trends Neurosci. 34, 599–609. doi: 10.1016/j.tins.2011.08.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Karashima, Y. , Talavera, K., Everaerts, W., Janssens, A., Kwan, K.Y., Vennekens, R., et al. (2009). TRPA1 действует как датчик холода in vitro и in vivo . Проц. Натл. акад. науч. США 106, 1273–1278. doi: 10.1073/pnas.0808487106

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Карп С.Л., Флик Л.М., Парк К.В., Софтик С., Грир Т.М., Келеджян Р. и др. (2004). Дефектная липоксин-опосредованная противовоспалительная активность в дыхательных путях при муковисцидозе. Нац. Иммунол. 5, 388–392. дои: 10.1038/ni1056

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Керштейн, П. К., дель Камино, Д., Моран, М. М., и Стаки, К. Л. (2009). Фармакологическая блокада TRPA1 подавляет механическое возбуждение ноцицепторов. Мол. Боль 5:19. дои: 10.1186/1744-8069-5-19

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хайраткар Джоши, Н.К., Махарадж, Н., и Томас, А. (2010). Рецептор TRPV3 как мишень для боли: терапевтическое обещание или еще одна новая биология. Открыть диск с лекарствами. Дж. 2, 89–97. дои: 10.2174/1877381801002030089

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ким, С., и Хван, С. В. (2013). Новые роли TRPA1 в ощущении окислительного стресса и его последствия для защиты и опасности. Арх. фарм. Рез. 36, 783–791. doi: 10.1007/s12272-013-0098-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Комацу Т., Учида К., Фудзита Ф., Чжоу Ю. и Томинага М. (2012). Первичные спирты активируют канал TRPA1 человека в зависимости от длины углеродной цепи. Арка Пфлюгерса. 463, 549–559. doi: 10.1007/s00424-011-1069-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кришнамурти, С., Реккиути, А., Chiang, N., Yacoubian, S., Lee, C.H., Yang, R., et al. (2010). Резолвин D1 связывается с фагоцитами человека с наличием прорезольвентных рецепторов. Проц. Натл. акад. науч. США 107, 1660–1665. doi: 10.1073/pnas.02107

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Kwan, K.Y., Allchorne, A.J., Vollrath, M.A., Christensen, A.P., Zhang, D.S., Woolf, C.J., et al. (2006). TRPA1 способствует холодовому, механическому и химическому болевому восприятию, но не является существенным для трансдукции волосковых клеток. Нейрон 50, 277–289. doi: 10.1016/j.neuron.2006.03.042

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли Х., Иида Т., Мизуно А., Судзуки М. и Катерина М. Дж. (2005). Измененное поведение теплового отбора у мышей, лишенных транзиторного рецепторного потенциала ваниллоида 4. J. Neurosci. 25, 1304–1310. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4745.04.2005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Левин, Дж. Д., и Алессандри-Хабер, Н.(2007). Каналы TRP: мишени для облегчения боли. Биохим. Биофиз. Акта Мол. Основа Дис. 1772, 989–1003. doi: 10.1016/j.bbadis.2007.01.008

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Liedtke, W., Choe, Y., Martí-Renom, M.A., Bell, A.M., Denis, C.S., Sali, A., et al. (2000). Осмотически активированный канал, связанный с ваниллоидным рецептором (VR-OAC), кандидат в осморецепторы позвоночных. Сотовый 103, 525–535. doi: 10.1016/S0092-8674(00)00143-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лим, Дж.Ю., Парк, С.К., и Хван, С.В. (2015). Биологическая роль резолвинов и родственных им веществ в разрешении боли. Биомед. Рез. Междунар. 2015:830930. дои: 10.1155/2015/830930

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Macpherson, L.J., Dubin, A.E., Evans, M.J., Marr, F., Schultz, P.G., Cravatt, B.F., et al. (2007). Вредные соединения активируют ионные каналы TRPA1 посредством ковалентной модификации цистеинов. Природа 445, 541–545.doi: 10.1038/nature05544

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мейни С., Евангелиста С., Геппетти П., Салласи А., Блумберг П. М. и Манзини С. (1992). Фармакологические и нейрохимические доказательства активации сенсорных нервов, чувствительных к капсаицину, липоксином А4 в бронхах морской свинки. утра. Преподобный Респир. Дис. 146, 930–934. doi: 10.1164/ajrccm/146.4.930

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Миямото, Т., Петрус, М.Дж., Дубин, А.Е., и Патапутян, А. (2011). TRPV3 регулирует независимый от синтазы оксида азота синтез оксида азота в коже. Нац. коммун. 2, 369. doi: 10.1038/ncomms1371

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мокрич, А., Хванг, С.В., Эрли, Т.Дж., Петрус, М.Дж., Мюррей, А.Н., Спенсер, К.С., и соавт. (2005). Нарушение термочувствительности у мышей, лишенных TRPV3, сенсора тепла и камфоры в коже. Наука 307, 1468–1472.doi: 10.1126/science.1108609

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Нишихара, Э., Хияма, Т.Ю., и Нода, М. (2011). Осмочувствительность временного рецепторного потенциала ваниллоида 1 синергетически усиливается различными активирующими стимулами, такими как температура и протоны. PLoS ONE 6:e22246. doi: 10.1371/journal.pone.0022246

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Обата К., Кацура Х., Мидзусима Т., Yamanaka, H., Kobayashi, K., Dai, Y., et al. (2005). TRPA1, индуцируемый в сенсорных нейронах, способствует холодовой гипералгезии после воспаления и повреждения нерва. Дж. Клин. Вкладывать деньги. 115, 2393–2401. DOI: 10.1172/JCI25437

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Панг Х., Йи П., Ву П., Лю З., Лю З., Гонг Дж. и др. (2011). Влияние липоксина А4 на липополисахарид-индуцированную гиперпроницаемость эндотелия. наук. World J. 11, 1056–1067.doi: 10.1100/tsw.2011.98

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Парк, CK (2015). Марезин 1 ингибирует TRPV1 в ноцицептивных нейронах тройничного нерва, связанных с височно-нижнечелюстным суставом, и индуцированную воспалением синаптическую пластичность ВНЧС в ядре тройничного нерва. Медиаторы воспаления. 2015:275126. дои: 10.1155/2015/275126

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пак, С.К., Лю, Н., Сюй, З.З., Лю, Т., Серхан, К.Н. и Джи, Р. Р. (2011a). Разрешение TRPV1- и TNF-альфа-опосредованной синаптической пластичности спинного мозга и воспалительной боли с помощью нейропротекторина D1. J. Neurosci. 31, 15072–15085. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2443-11.2011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Park, C.K., Xu, ZZ, Liu, T., Lü, N., Serhan, C.N., and Ji, R.R. (2011b). Резолвин D2 является мощным эндогенным ингибитором транзиторного рецепторного потенциала подтипа V1/A1, воспалительной боли и синаптической пластичности спинного мозга у мышей: различные роли резолвина D1, D2 и E1. J. Neurosci. 31, 18433–18438. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4192-11.2011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пейер А.М., Рив А.Дж., Андерссон Д.А., Мокрич А., Эрли Т.Дж., Хергарден А.С. и соавт. (2002). Термочувствительный TRP-канал экспрессируется в кератиноцитах. Наука 296, 2046–2049. doi: 10.1126/science.1073140

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Петрус, М., Пейер, А.M., Bandell, M., Hwang, S.W., Huynh, T., Olney, N., et al. (2007). Роль TRPA1 в механической гипералгезии выявляется фармакологическим ингибированием. Мол. Боль 3:40. дои: 10.1186/1744-8069-3-40

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Qi, W., Li, H., Cai, X.H., Gu, J.Q., Meng, J., Xie, H.Q., et al. (2015). Липоксин А4 активирует гамма-канал альвеолярного эпителия натриевых каналов через путь микроРНК-21/PTEN/AKT при индуцированном липополисахаридами воспалительном поражении легких. Лаб. Вкладывать деньги. 95, 1258–1268. doi: 10.1038/labinvest.2015.109

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Quan-Xin, F., Fan, F., Xiang-Ying, F., Shu-Jun, L., Shi-Qi, W., Zhao-Xu, L., et al. (2012). Резолвин D1 обращает вспять вызванную хроническим панкреатитом механическую аллодинию, фосфорилирование рецепторов NMDA и экспрессию цитокинов в спинном роге грудного отдела позвоночника. ВМС Гастроэнтерол. 12:148. дои: 10.1186/1471-230X-12-148

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Серхан, К.Н. (2002). Липоксины и биосинтез 15-эпилипоксина, запускаемый аспирином: обновленная информация и роль в борьбе с воспалением и про-разрешении. Простагландины Другие липидные посредники. 68–69, 433–455. doi: 10.1016/S0090-6980(02)00047-3

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Серхан, К. Н., Чанг, Н., Далли, Дж., и Леви, Б. Д. (2015). Липидные медиаторы в разрешении воспаления. Гавань Колд Спринг. Перспектива. биол. 7:а016311. doi: 10.1101/cshperspect.а016311

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Серхан, К.Н., Чанг, Н., и Ван Дайк, Т.Е. (2008). Разрешение воспаления: двойные противовоспалительные и способствующие разрешению липидные медиаторы. Нац. Преподобный Иммунол. 8, 349–361. doi: 10.1038/nri2294

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Серхан, К.Н., Клиш, К.Б., Браннон, Дж., Колган, С.П., Чианг, Н., и Гронерт, К. (2000). Новые функциональные наборы липидных медиаторов с противовоспалительным действием, полученных из омега-3 жирных кислот с помощью циклооксигеназы 2-нестероидных противовоспалительных препаратов и трансцеллюлярного процессинга. Дж. Экспл. Мед. 192, 1197–1204. doi: 10.1084/jem.192.8.1197

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Серхан, С. Н., Далли, Дж., Карамнов, С., Чой, А., Парк, С.К., Сюй, З.З., и соавт. (2012). Макрофаговый прорезольвентный медиатор марезин 1 стимулирует регенерацию тканей и купирует боль. FASEB J. 26, 1755–1765. doi: 10.1096/fj.11-201442

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Серхан, К. Н., Хамберг, М.и Самуэльссон, Б. (1984). Липоксины: новая серия биологически активных соединений, образующихся из арахидоновой кислоты в лейкоцитах человека. Проц. Натл. акад. науч. США 81, 5335–5339. doi: 10.1073/pnas.81.17.5335

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шибасаки К., Судзуки М., Мизуно А. и Томинага М. (2007). Влияние температуры тела на нейронную активность в гиппокампе: регуляция мембранных потенциалов покоя с помощью переходного рецепторного потенциала ваниллоида 4. J. Neurosci. 27, 1566–1575. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4284-06.2007

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Siemens, J. , Zhou, S., Piskorowski, R., Nikai, T., Lumpkin, E.A., Basbaum, A.I., et al. (2006). Токсины пауков активируют рецептор капсаицина, вызывая воспалительную боль. Природа 444, 208–212. doi: 10.1038/nature05285

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Смит, Г. Д., Ганторп, М.J., Kelsell, R.E., Hayes, P.D., Reilly, P., Facer, P., et al. (2002). TRPV3 представляет собой чувствительный к температуре белок, подобный ваниллоидному рецептору. Природа 418, 186–190. doi: 10.1038/nature00894

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Story, G.M., Peier, A.M., Reeve, A.J., Eid, S.R., Mosbacher, J., Hricik, T.R., et al. (2003). ANKTM1, TRP-подобный канал, экспрессируемый в ноцицептивных нейронах, активируется низкими температурами. Мобильный 112, 819–829.doi: 10.1016/S0092-8674(03)00158-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Стротманн Р. , Хартенек К., Нанненмахер К., Шульц Г. и Плант Т. Д. (2000). OTRPC4, неселективный катионный канал, придающий чувствительность к внеклеточной осмолярности. Нац. Клеточная биол. 2, 695–702. дои: 10.1038/35036318

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тенг Дж., Лукин С.Х., Анишкин А. и Кунг К. (2015).Связь L596-W733 между началом линкера S4-S5 и блоком TRP стабилизирует закрытое состояние канала TRPV4. Проц. Натл. акад. науч. США 112, 3386–3391. doi: 10.1073/pnas.1502366112

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тодака Х., Танигучи Дж., Сато Дж., Мизуно А. и Судзуки М. (2004). Чувствительный к температуре переходный рецепторный потенциал ваниллоида 4 (TRPV4) играет важную роль в термической гипералгезии. Дж. Биол.хим. 279, 35133–35138. дои: 10.1074/jbc.M406260200

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Томинага, М. , Катерина, М.Дж., Мальмберг, А.Б., Розен, Т.А., Гилберт, Х., Скиннер, К., и др. (1998). Клонированный рецептор капсаицина интегрирует несколько раздражителей, вызывающих боль. Нейрон 21, 531–543. doi: 10.1016/S0896-6273(00)80564-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Верьер, В., Хиггинс, Г., Аль-Алави, М., Costello, R.W., McNally, P., Chiron, R., et al. (2012). Липоксин А4 стимулирует активируемые кальцием потоки хлоридов и увеличивает уровень жидкости на поверхности дыхательных путей в нормальном и муковисцидозном эпителии дыхательных путей. PLoS ONE 7:e37746. doi: 10.1371/journal.pone.0037746

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вриенс, Дж., Аппендино, Г., и Нилиус, Б. (2009). Фармакология катионных каналов переходного потенциала ваниллоидного рецептора. Мол. Фармакол. 75, 1262–1279. doi: 10.1124/моль.109.055624

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, Q. , Lian, Q.Q., Li, R., Ying, B.Y., He, Q., Chen, F., et al. (2013). Липоксин А(4) активирует натриевые каналы альвеолярного эпителия, Na,K-АТФазу и увеличивает клиренс альвеолярной жидкости. утра. Дж. Дыхание. Ячейка Мол. биол. 48, 610–618. doi: 10.1165/rcmb.2012-0274OC

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, К., Zheng, X., Cheng, Y., Zhang, Y.L., Wen, H.X., Tao, Z., et al. (2014). Резолвин D1 стимулирует клиренс альвеолярной жидкости через натриевые каналы альвеолярного эпителия, Na,K-АТФазу через путь ALX/цАМФ/PI3K при остром повреждении легких, индуцированном липополисахаридами. Дж. Иммунол. 192, 3765–3777. doi: 10.4049/jimmunol.1302421

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ватанабэ Х., Вриенс Дж., Пренен Дж., Другманс Г., Воетс Т. и Нилиус Б. (2003). Анандамид и арахидоновая кислота используют эпоксиэйкозатриеновые кислоты для активации каналов TRPV4. Природа 424, 434–438. doi: 10.1038/nature01807

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сюй, Х., Деллинг, М., Джун, Дж. К., и Клэпхэм, Д. Э. (2006). Ароматизаторы и сенсибилизаторы кожи, полученные из орегано, тимьяна и гвоздики, активируют специфические каналы TRP. Нац. Неврологи. 9, 628–635. дои: 10.1038/nn1692

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сюй, Х., Рэмси, И. С., Котеча, С. А., Моран, М. М., Чонг, Дж.А., Лоусон Д. и др. (2002). TRPV3 представляет собой проницаемый для кальция термочувствительный катионный канал. Природа 418, 181–186. doi: 10.1038/nature00882

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Xu, Z.Z., Liu, X.J., Berta, T., Park, C.K., Lü, N., Serhan, C.N., et al. (2013). Нейропротектин/протектин D1 защищает от невропатической боли у мышей после травмы нерва. Энн. Нейрол. 74, 490–495. doi: 10.1002/ana.23928

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сюй, З. Z., Zhang, L., Liu, T., Park, J.Y., Berta, T., Yang, R., et al. (2010). Резолвины RvE1 и RvD1 ослабляют воспалительную боль посредством центрального и периферического действия. Нац. Мед. 16, 592–597, 1п после 597. doi: 10.1038/nm.2123

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Yang, Y., Cheng, Y., Lian, Q.Q., Yang, L., Qi, W., Wu, D.R., et al. (2013). Вклад CFTR в клиренс альвеолярной жидкости липоксином А4 через путь PI3K/Akt при остром повреждении легких, вызванном ЛПС. Медиаторы воспаления. 2013:862628. дои: 10.1155/2013/862628

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ю, С., Лим, Дж. Ю., и Хван, С. В. (2013). Резолвины: сильнодействующие обезболивающие вещества эндогенного происхождения и их терапевтические перспективы. Курс. Нейрофармакол. 11, 664–676. дои: 10.2174/1570159X11311060009

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ю С. , Лим Дж. Ю. и Хван С.В. (2014). Взаимодействие сенсорных каналов TRP с эндогенными липидами и их биологические результаты. Молекулы 19, 4708–4744. doi: 10.3390/молекулы108

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжан Ю., Ван Ю. Х., Ге Х. Ю., Арендт-Нильсен Л., Ван Р. и Юэ С. В. (2008). Временный рецепторный потенциал ваниллоида 4 способствует механической аллодинии после хронической компрессии ганглия задних корешков у крыс. Неврологи. лат. 432, 222–227. doi: 10.1016/j.neulet.2007.12.028

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Zygmunt, P.M., Petersson, J., Andersson, D.A., Chuang, H., Sørgård, M., Di Marzo, V., et al. (1999). Ванилоидные рецепторы чувствительных нервов опосредуют сосудорасширяющее действие анандамида. Природа 400, 452–457. дои: 10.1038/22761

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

.