Medyczny Nobel za odkrycie receptorów dotyku i temperatury. Ale co to oznacza? Wyjaśniamy

Autor: LJ • Źródło: Rynek Zdrowia04 października 2021 13:45

W tym roku medyczną nagrodę Nobla przyznano za odkrycie receptorów, za pomocą których odczuwamy temperaturę czy ból. Może to pomóc w walce z chorobami związanymi z zaburzeniami czucia, chociażby neuropatii cukrzycowej.

Receptor TRPV1 zlokalizowany na membranie nerwu funkcjonuje jako kanał przekazu tych bodźców. Odkryli, że ciepło otwiera kanał TRPV1 dla jonów - wyjaśnia Patrik Ernfors. Foto: PAP/ EPA
  • Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za 2021 rok za odkrycia receptorów temperatury i dotyku
  • Istotną rolę w badaniu pierwszego z nagrodzonych odegrała kapsaicyna, substancja występująca m.in. w papryczkach chili
  • Drugi z nagrodzonych badał kanały wrażliwe na bodźce związane z niskimi temperaturami
  • Odkrycie receptorów i mechanizmów ich działania stwarza możliwości poszukiwania czynników, które mogą modyfikować ich działanie. Na przykład w leczeniu niektórych neuropatii

W poniedziałek, 4 października przyznano nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Otrzymali ją David Julius i Ardem Patapoutian, za odkrycia receptorów temperatury i dotyku.

"Nasza zdolność do odczuwania cierpła, zimna i dotyku jest kluczowa dla przeżycia oraz stanowi podstawę naszych interakcji z otoczeniem" - napisał Komitet Noblowski w uzasadnieniu do swojej decyzji.

Czytaj więcej: Przyznano Nagrodę Nobla w medycynie. Laureatami - odkrywcy receptorów temperatury i dotyku

Pochodzący z Armenii, ale pracujący w USA Ardem Patapoutian, wykorzystał komórki wrażliwe na ucisk, aby odkryć nową klasę receptorów reagujących na bodźce mechaniczne, obecnych w skórze i narządach wewnętrznych.

Amerykanin David Julius dzięki kapsaicynie zidentyfikował receptory (TRPV1) w zakończeniach nerwów w skórze, które reagują na ciepło. Prowadząc badania niezależnie od siebie, stosując mentol, badacze zidentyfikowali receptor, który ulega aktywacji pod wpływem zimna.

Badacze szukali i znaleźli receptory odpowiedzialne za odczuwanie dotyku i ciepła

Patrik Ernfors z Instytutu Noblowskiego, uzasadniając przyznanie nagrody, wyjaśnił: - Tegoroczna nagroda odnosi się do naszych sensorów, które pozwalają nam interpretować świat wokół nas. Wyspecjalizowane organy zmysłu: oczy, uszy, nos, usta, dotyk, zapewniają nam odczucia obrazu, dotyku, zapachu – mówił, dodając, że dzisiejsza nagroda koncentruje się na dotyku i temperaturze.

- Wyobraźmy sobie spacer boso po łące: odczuwamy ciepło słońca, chłód rosy i powiew porannego wiatru. One składają się na odczucia ciała. Ta wrażliwość pozawala odczuwać powierzchnię ciała, jak i organy wewnętrzne: odczuwamy ból, temperaturę i priopriocepcję, czyli czucie, które umożliwia odbieranie informacji o położeniu, ruchu i działaniu poszczególnych części ciała w przestrzeni. Taka informacja nieustannie dociera do tkanek i daje nam wrażliwość na świat zewnętrzny i wewnętrzny - mówił przedstawiciel Komitetu Noblowskiego.

Ciepło i dotyk są obszarem badań od tysięcy lat. Już w 17 wieku Descartes opublikował pracę opisującą połączenia między skórą a mózgiem. W kolejnych wiekach naukowcy odkryli nerwy, które rejestrują zmiany takie jak ciepło i dotyk. Później receptory przetwarzają je na bodźce nerwowe. Dotychczas jednak te procesy nie były znane.

Istotną rolę w badaniu pierwszego z nagrodzonych odegrała kapsaicyna, substancja występująca m.in. w papryczkach chili, odpowiadająca za ich ostry smak, co jest boleśnie odczuwane przez człowieka. Może ona nawet oszukać mózg i sprawiać wrażenie podniesienia się temperatury.

- Badacze postanowili odkryć receptor kapsaicyny. Przebadali tysiące fragmentów DNA i go znaleźli. Receptor TRPV1 zlokalizowany na membranie nerwu funkcjonuje jako kanał przekazu tych bodźców. Odkryli, że ciepło otwiera kanał TRPV1 dla jonów - wyjaśniał Ernfors.

Drugi z nagrodzonych, Ardem Patapoutian, również badał kanały wrażliwe na bodźce związane z niskimi temperaturami. Wiemy, że cały szereg kanałów aktywuje się przy różnych temperaturach, dając odczucie zimna i ciepła, a przy granicznych temperaturach uczucie bólu.

Jednak mechanizm dotyku pozostał enigmą. - Naukowcy pod kierunkiem  Patapoutiana zidentyfikowali 72 geny, które aktywują odczucie. Każdy z nich po kolei wyciszano i badano wrażliwość komórek na siłę mechaniczną. Wreszcie wytypowano jeden z nich - PIEZ02. To jest poszukiwany od dawna receptor odczuwania dotyku i ciepła - wyjaśniał Patrik Ernfors.

Odkrycia pomocne w leczeniu niektórych neuropatii 

- Zmysły są nieodłącznym elementem naszego życia, bo pozwalają unikać środowiskowych niebezpieczeństw. Postawiono na odkrycie receptorów, za pomocą których czujemy temperaturę czy ból. Istotą odkrycia jest poznanie, w jaki sposób komórki, ich zakończenia, są w stanie odbierać informacje – skomentował prof. Jacek Malejczyk, kierownik Katedry i Zakładu Histologii i Embriologii WUM.

Dodał: - Pierwszy receptor reaguje na zmianę temperatury. Jednocześnie reaguje nie tylko na określony czynnik, który go aktywuje, ale bywa, że ma cząsteczki chemiczne, które wiążąc się z nimi, wywołują bardzo podobny efekt. Tą cząsteczką okazała się kapsaicyna - związek chemiczny, który aktywuje te receptory.

W przypadku dotyku to są receptory, które z kolei reagują na ugięcie błony komórkowej. Jej ugięcie powoduje, że te receptory albo się otwierają albo zamykają, regulując dostęp jonów do wnętrza komórki. Mają wpływ na depolaryzację błony i indukcję impulsu nerwowego, który od zakończeń nerwowych przez układ nerwowy dociera do mózgu, a tam jest dalej przetwarzany.

- Istotą odkryć jest to, że naukowcy zidentyfikowali te receptory. W medycynie zaburzenia funkcji dotyku czy temperatury są istotne w wielu chorobach przewlekłych, ale odkrycie tych receptorów i mechanizmów ich działania stwarza możliwości poszukiwania czynników, które mogą modyfikować ich działanie. Na przykład w leczeniu niektórych neuropatii - podkreślał.

Na znaczenie odkryć w poszukiwaniu terapii leczenia bólu związanego z równymi neuropatiami wskazała również prof. Anna Kostera-Pruszczyk, kierownik Katedry i Kliniki Neurologii UCK WUM.

- To ukłon w stronę nauk podstawowych. Do tych odkryć przyczyniły się zdobycze genetyki, jako jedno z narzędzi badawczych. Poznanie tych receptorów i mechanizmów działania pomoże w walce z chorobami związanymi z zaburzeniami czucia, chociażby neuropatii cukrzycowej.

Podaj imię Wpisz komentarz
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum