Az elsődleges fájdalomérző neuronok inzulin és IGF-I érzékenysége = Insulin and Insulin-like Growth Factor-I sensitivity of nociceptive primary sensory neurons

A fájdalomérző elsődleges szenzoros neuronok által expresszált nociceptív transzducer molekula, a vanilloid 1 típusú tranziens receptor potenciál receptor (TRPV1, capsaicin receptor) érzékenységének szabályozása a fájdalomkutatás központi kérdése. Korábban kimutattuk, hogy szenzoros neuron kultúrán az inzulin és az inzulin rokon IGF-I jelentősen befolyásolja a TRPV1 csatornát expresszáló, capsaicin-érzékeny szenzoros neuronok aktiválását. A kutatási támogatás keretében elvégzett kísérleteink igazolták, hogy a perifériás fájdalomérző rendszerben, bár jelentős regionális különbségekkel, az érző neuronok nagy számban ko-expresszálják az inzulin receptort (Inz-R) és a TRPV1 csatornát. A vizsgált célszervek között legnagyobb mértékű Inz-R/TRPV1 ko-expressziót a húgyhólyagot és a hasnyálmirigyet beidegező, jelentős arányban peptiderg szenzoros neuronokban figyeltünk meg. Igazoltuk a tartós inzulin hatás trofikus szerepét a kemoszenzitív afferensek capsaicin érzékenységének fenntartásában, továbbá a membrán gangliozidok jelentőségét a szintén tirozin-kináz receptoron ható idegi növekedési faktor kemosznzitív afferensekre kifejtett trofikus és akut szenzitizáló hatásaiban. Eredményeink alátámasztják az inzulin és az IGF-I közvetlen hatását az elsődleges fájdalomérző neuronok neurokémiai és funkcionális tulajdonságainak szabályozásában, egyúttal valószínűsítik ezen mechanizmusok szerepét cukorbetegség gyakori szövődményének, a fájdalommal társuló érzészavar kialakulásában. | Regulation of the sensitivity of the nociceptive transducer, Vanilloid type 1 Transient Receptor Potential receptor (TRPV1, capsaicin receptor) is currently a hot topic in the pain research. Previously we demonstrated that insulin and insulin-like growth factor I (IGF-I) significantly influence the activation of TRPV1 channel and the nociceptive functions of TRPV1 expressing capsaicin-sensitive neurons. The results of the research project further support the existence of an interaction between the insulin receptor (Ins-R) and TRPV1. We demonstrated a widespread, although regionally different expression of Ins-R and co-localisation with TRPV1 in the primary sensory neurons. This co-localisation was abundant among the peptidergic subpopulations of urinary bladder and pancreatic afferents. In vitro and in vivo experiments confirmed the supportive effect of chronic insulin exposure on the capsaicin sensitivity of primary sensory neurons. We also demonstrated that a similar trophic effect of NGF was strongly influenced by the ganglioside composition of the plasma membrane in cultured capsaicin-sensitive primary sensory neurons. These results provide further experimental evidence on the interactions between the insulin/IGF-I/NGF signalling systems and TRPV1, and highlight the significance of insulin sensitivity of primary sensory neurons in the development of sensory disturbances observed in diabetic patients

The foundation of sensory pharmacology: Nicholas (Miklós) Jancsó and the Szeged contribution

Capsaicin became an indispensable tool in pain research after the discovery of its unique pharmacological actions by Nicholas (Miklós) Jancsó Jr. in the late 1940s. This “History Article” introduces his achievements leading to the foundation of “sensory pharmacology” and subsequent research in that field at the University of Szeged, Hungary

Potential applications of basalt fibre composites in thermal shielding

This present study demonstrates the applicability of basalt fibre-reinforced polymer (BFRP) composite materials in thermal shielding. Basalt fibres are produced from natural, sustainable sources and obtain comparable mechanical performance to commercial glass fibres. In addition to their mechanical strength, BFRPs have excellent chemical and heat resistance. Basalt fibres tend to have a higher thermal stability than their competitor glass fibres. The heat resistance of basalt fibres derives from the volcanic origin of the raw material basalt gabbro. These favourable features make BFRP composites an attractive group of materials for application in several industries. To test the fire resistance of the materials, we produced mono and hybrid composite plates from different types of basalt reinforcement structures (milled fibres, chopped fibres and woven fabric) and epoxy resin. Surface treatment with silane coupling agents significantly improved the mechanical and thermomechanical properties of BFRPs by up to 70%. Three-point bending tests were performed to determine the flexural properties of the composite specimens, and their fire behaviour was evaluated with a horizontal burning test, and a novel jet fire test assisted with infrared thermal imaging. Higher fibre content in hybrid laminates decreased the linear burning rate by 8%, and the maximum surface temperature was approximately 80 °C lower after jet fire impingement compared to woven reinforcement structure

Myocardial ischemia reperfusion injury and cardioprotection in the presence of sensory neuropathy: therapeutic options

During the last decades, mortality of acute myocardial infarction has been dramatically improved, however, the incidence of post-infarction heart failure is still increasing. Cardioprotection by ischemic conditioning have been discovered more than 3 decades ago, however, its clinical translation is still an unmet need, mainly due to the disrupted cardioprotective signalling pathways in the presence of different cardiovascular risk factors and comorbidities and their medications. Sensory neuropathy is one of the comorbidities that has been shown to interfere with cardioprotection. In the present review we summarize the diverse aetiology of sensory neuropathies and the mechanisms by which neuropathies may interfere with ischemic heart disease and cardioprotective signalling. Moreover, we suggest future therapeutic options targeting ischemic heart and sensory neuropathy simultaneously

Capsaicin-szenzitív neurogén mechanizmusok a meningeális nocicepcióban és a dura mater vaszkuláris reakcióinak modulációjában = Role of capsaicin-sensitive neurogenic mechanisms in meningeal nociception and in the modulation of vascular reactions of the dura mater

Kísérleteink során morfológiai és funkcionális módszerekkel igazoltuk a trigemino-vaszkuláris capsaicin szenzitív CGRP-immunreaktív nociceptív afferens idegek jelenlétét patkány kemény agyhártyájában. Igazoltuk, hogy kísérletes diabetes mellitusban drámaian károsodik a capsaicin-szenzitív idegek nociceptív és szenzoros vasomotor funkciója és csökken a TRPV1-immunreaktív meningeális idegrostok száma. Kimutattuk, hogy a capsaicin-szenzitív idegek szerepet játszanak a PAR-2 aktiválódását kísérő CGRP- és NO-függő vazodilatáció kialakulásában. A neurogén szenzoros vazodilatáció károsodásának patofiziológiai következménye a gyulladásos metabolitok eltávolítását szolgáló protektív mechanizmusok károsodása, ami magyarázhatja a diabéteszes betegek fejfájással kapcsolatos fokozott panaszait. Megfigyeléseink a kemoszenzitív érző neuronok szerepét bizonyítják a kemény agyhártya nociceptív és szenzoros vazomotor működésében és a fejfájások patofiziológiájában. Patkány elsődleges érző ganglionsejt-kultúrákon végzett vizsgálatainkban bizonyítottuk a gangliozidok nociceptív folyamatokban betöltött szerepét. Kimutattuk, hogy a gangliozid szintézis kulcsenzime, a glucosylceramid szintáz gátlását követően - az NGF szignalizáció és/vagy a TRPV1 receptor membrán lokalizációjának változásai miatt - jelentősen és szignifikánsan csökken az érző neuronok capsaicinnel történő aktiválhatósága és a TRPV1 receptor expressziója. Eredményeink a fájdalomcsillapítás új farmakológiai lehetőségeire utalnak. | Morphological studies demonstrated a rich innervation of the rat dura mater by chemosensitive afferent nerves which express the TRPV1 receptor. Retrograde labelling revealed that trigeminal afferent nerves innervating the meningeal vessels exhibit strong immunoreactivity for the potent vasodilator peptide CGRP. Studies on streptozotocin diabetic rats revealed a significant impairment in nociceptive and vasomotor functions and a reduction in the number of TRPV1-positive afferent nerves. The role of chemosensitive afferent nerves in the mediation of the vasodilator effects of PAR-2 activation was also established. The effects of PAR-2 are dependent on the release of CGRP and NO. Impairment of sensory neurogenic vasodilatation may result in a decreased protective effect due to the insufficient removal of inflammatory mediators from the meningeal tissues, which might explain the increased incidence of headache complaints in diabetics. Studies on cultured adult rat primary sensory neurons furnished evidence for the role of membrane gangliosides in the transmission of nociceptive stimuli. Inhibition of glucosylceramide synthase, the key enzyme of ganglioside metabolism resulted in a substantial reduction in neuronal capsaicin sensitivity and in the number of neurons which expressed the TRPV1 receptors due to impaired NGF-signaling and changes in the expression and/or membrane localization of TRPV1. The findings point to new pharmacological possibilities in the treatment of pain

Perineural Capsaicin Treatment Inhibits Collateral Sprouting of Intact Cutaneous Nociceptive Afferents

Perineural treatment of peripheral nerves with capsaicin produces a long-lasting selective regional thermo- and chemo-analgesia and elimination of the neurogenic inflammatory response involving degeneration of nociceptive afferent fibers. In this study, we examined longitudinal changes in mustard oil-induced sensory neurogenic vasodilatation and plasma extravasation following perineural capsaicin treatment of the rat saphenous nerve utilizing scanning laser Doppler imaging and vascular labeling with colloidal silver. Capsaicin treatment resulted in a marked decrease in mustard oil-induced vasodilatation in the skin area served by the saphenous nerve. Repeated imaging of the vasodilatatory response showed no recovery for at least 7 weeks. However, following transection and ligation of the capsaicin-treated saphenous nerve, a substantial recovery of the vasodilatatory response was observed, suggesting a reinnervation of the chemodenervated skin area by collateral sprouting of neighboring intact sciatic nerve afferents. Elimination of the recovered vascular reaction by capsaicin treatment of the sciatic nerve supported this conclusion. Similar results have been obtained by using the vascular labeling technique. These findings indicate an inhibitory effect of persisting cutaneous nerve fibers on the collateral sprouting of intact nerve fibers into the chemodenervated skin area. These observations may bear implications for the development of sensory disturbances following peripheral nerve injuries