За рік вимушеного дистанціювання люди скучили за дотиками й теплом обіймів, вважає професор Каролінського інституту і член Нобелівського комітету Абдель Ель Маніра. Чому нейровчений раптом заговорив про обійми? Так він прокоментував вручення Нобелівської премії з фізіології й медицини у 2021 році. Її отримали дослідники зі США Девід Джуліус, 65, й Ардем Патапутіан, 53, за відкриття рецепторів, які визначають температурну і тактильну чутливість.
Справа не тільки в обіймах. Здатність відчувати температуру й дотик необхідна для виживання. Щоб ми могли рівно стояти, відсмикнути руку від гарячих предметів і відчувати холод, потрібна інтенсивна робота нервової системи. До відкриття Джуліусом і Патапутіаном рецепторів TRPV1 і Piezo вчені не розуміли, які механізми беруть участь у цих процесах.
Що це означає
«Нобелівку» з фізіології й медицини привласнюють за відкриття, які змінюють наукову парадигму і мають безпосередню користь для людства. «Відкриття цього року, за яким стоять десятки років і робіт дослідницьких груп в усьому світі, допомагає зрозуміти, як влаштовано все живе на планеті», — каже кандидатка біологічних наук Ольга Маслова. До опису Патапутіаном і Джуліусом рецепторів температури й дотику науці не було відомо, як температура й механічні подразники перетворюються в електричні імпульси в нервовій системі.
Рецептор TRPV1, який вивчав Джуліус, фіксує підвищення температури. Ці рецептори чутливі до гіркої складової перцю чилі — капсаїцину. Якщо нанести на рецептори капсаїцин, крізь них активується струм. «Рецептори чутливі і до хімічної речовини, і до температури. Звідси — відчуття печіння, коли ми їмо перець», — пояснює електрофізіолог і нейробіолог Нана Войтенко. Рецептори дозволяють відчувати тепло і холод та захищають від небезпечних температур — наприклад, відправляють сигнал прибрати руку від розпеченої сковороди.
Патапутіан описав тип рецепторів Piezo. Він визначає тактильну чутливість і розтягнення мембрани клітини. Завдяки Piezo ми відчуваємо біль, що важливо для визначення багатьох патологій. «Коли в тілі є пухлина, вона фізично тисне на відростки нервових клітин і викликає хворобливі відчуття», — пояснює Войтенко.
Рецептори Piezo регулюють багато важливих фізіологічних процесів: артеріальний тиск, сечовипускання, дихання. «Відкриття пояснює, як зʼявляється низка захворювань, і дає можливість знайти способи боротьби з ними», — додає Ольга Маслова. У сфері технологій розуміння принципів роботи рецепторів температури й тиску допоможе створювати прилади, для яких важлива така чутливість.
Описані Джуліусом і Патапутіаном рецептори температури і тиску — складні структури. Вони беруть участь у сотні процесів в організмі і важливі для сприйняття світу на різних рівнях. «Уявіть, якими були б відчуття без здатності відчувати гарячий пісок під ногами, холодний дощ або силу вітру», — каже Маслова.
Перспективи
Відкриття Джуліуса і Патапутіана стимулювали суміжні дослідження. В українському Інституті фізіології імені Богомольця зробили відкриття: у разі розвитку цукрового діабету в щурів змінюється температурна чутливість. У перші чотири тижні вона стає вище, а потім різко знижується. Таке ж явище спостерігається і у пацієнтів з діабетом.
«Ми помітили, що струми, які проходять через рецептори TRPV1, змінюються. Це допомагає зрозуміти, чому змінюється температурна чутливість у діабетиків», — говорить Войтенко. Ці зміни призводять до розвитку трофічних виразок. Якщо знайти ліки, які вплинуть на роботу рецепторів TRPV1, хворобливі симптоми можна усунути. Онкологічні, вірусні захворювання й переломи також порушують роботу описаних Джуліусом і Патапутіаном рецепторів.
Відкриття TRPV1 і Piezo важливе для боротьби з хронічним болем. «Навчившись впливати на рецептори TRPV1 і Pieza, ми можемо від неї позбутися», — говорить Войтенко.
Ви знайшли помилку чи неточність?
Залиште відгук для редакції. Ми врахуємо ваші зауваження якнайшвидше.
