За год вынужденного дистанцирования люди соскучились по прикосновениям и теплу объятий, считает профессор Каролинского института и член нобелевского комитета Абдель Эль Манира. Почему нейроученый вдруг заговорил об объятиях? Так он прокомментировал вручение Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2021 году. Ее получили исследователи из США Дэвид Джулиус, 65, и Ардем Патапутиан, 53, за открытие рецепторов, которые определяют температурную и тактильную чувствительность.
Дело не только в объятиях. Способность ощущать температуру и прикосновения необходима для выживания. Чтобы мы могли ровно стоять, отдергивать руку от горячих предметов и чувствовать холод, нужна интенсивная работа нервной системы. До открытия Джулиусом и Патапутианом рецепторов TRPV1 и Piezo ученые не понимали, какие механизмы участвуют в этих процессах.
Что это значит
«Нобелевку» по физиологии и медицине присваивают за открытия, которые меняют научную парадигму и несут непосредственную пользу человечеству. «Открытие этого года, за которым стоят десятки лет и работа исследовательских групп во всём мире, помогает понять, как устроено все живое на планете», — говорит кандидатка биологических наук Ольга Маслова. До описания Патапутианом и Джулиусом рецепторов температуры и прикосновения науке не было известно, как температура и механические раздражители превращаются в электрические импульсы в нервной системе.
Рецептор TRPV1, который изучал Джулиус, фиксирует повышение температуры. Эти рецепторы чувствительны к горькой составляющей перца чили — капсаицину. Если нанести на рецепторы капсаицин, через них активируется ток. «Рецепторы чувствительны и к химическому веществу, и к температуре. Отсюда — чувство жжения, когда мы едим перец», — объясняет электрофизиолог и нейробиолог Нана Войтенко. Рецепторы позволяют ощущать тепло и холод и защищают от опасных температур — например, отправляют сигнал убрать руку от раскаленной сковороды.
Патапутиан описал тип рецепторов Piezo. Он определяет тактильную чувствительность и растяжение мембраны клетки. Благодаря Piezo мы ощущаем боль, что важно для определения многих патологий. «Когда в теле есть опухоль, она физически давит на отростки нервных клеток и вызывает болезненные ощущения», — объясняет Войтенко.
Рецепторы Piezo регулируют многие важные физиологические процессы: артериальное давление, мочеиспускание, дыхание. «Открытие объясняет, как появляется ряд заболеваний, и даёт возможность найти способы борьбы с ними», — добавляет Ольга Маслова. В сфере технологий понимание принципов работы рецепторов температуры и давления поможет создавать приборы, для которых важна такая чувствительность.
Описанные Джулиусом и Патапутианом рецепторы температуры и давления – сложные структуры. Они участвуют в сотнях процессов в организме и важны для восприятия мира на разных уровнях. «Представьте, какими были бы ощущения без способности чувствовать горячий песок под ногами, холодный дождь или силу ветра», — говорит Маслова.
Перспективы
Открытия Джулиуса и Патапутиана стимулировали смежные исследования. В украинском Институте физиологии имени Богомольца сделали открытие: при развитии сахарного диабета у крыс изменяется температурная чувствительность. В первые четыре недели она становится выше, а затем резко снижается. Такое же явление наблюдается и у людей с диабетом.
«Мы заметили, что токи, которые проходят через рецепторы TRPV1, меняются. Это помогает понять, почему меняется температурная чувствительность у диабетиков», — говорит Войтенко. Изменения температурной чувствительности приводят к развитию трофических язв. Если найти лекарства, которые повлияют на работу рецепторов TRPV1, болезненные симптомы можно устранить. Онкологические, вирусные заболевания и переломы тоже нарушают работу рецепторов, описанных Джулиусом и Патапутианом.
Важно открытие TRPV1 и Piezo для борьбы с хронической болью. «Научившись воздействовать на рецепторы TRPV1 и Pieza, мы можем от нее избавиться», — говорит Войтенко.
Вы нашли ошибку или неточность?
Оставьте отзыв для редакции. Мы учтем ваши замечания как можно скорее.
