Објашњено: Нобел за дешифровање науке о додиру

Давид Јулиус и Ардем Патапоутиан идентификовали су механизам преко којег детектори додира комуницирају са нервним системом. Које су импликације њиховог истраживања на медицину?

Амерички научници Давид Јулиус (лево) и Ардем Патапоутиан.

Познато је пет чула кроз која људска бића опажају и доживљавају свет око себе. Унутрашњи механизми унутар људског тела кроз које постајемо свесни и реагујемо на светлост, звук, мирис и укус су прилично добро схваћени већ неколико деценија. Разумевање како осећамо додиром – перцепција топлог или хладног, стискања или напрезања или осећај физичког бола – дуго је измицало научницима.

Све док Давид Јулиус и Ардем Патапоутиан, радећи независно у Сједињеним Државама, нису дошли до низа открића касних 1990-их и раних 2000-их како би открили детекторе додира у нашем телу и механизам преко којег они комуницирају са нервним системом како би идентификовали и реаговали на одређени додир. За своје револуционарно истраживање, које се и даље наставља, 66-годишњи Јулијус и 54-годишњи Патапоутиан проглашени су у понедељак заједничким добитницима Нобелове награде за физиологију 2021.

Нобел за физиологију је први који је објављен у науци. Нобелова награда за физику биће проглашена у уторак, а дан касније она за хемију.

Сензори

Јулијусу и Патапуцијану су додељена награда за њихова открића рецептора за температуру и додир . Једноставно речено, открили су молекуларне сензоре у људском телу који су осетљиви на топлоту и механички притисак и чине да се осећамо топло или хладно, или додир оштрог предмета на нашој кожи.

Вештачки сензори су познати у данашњем свету. Термометар је врло уобичајен сензор температуре. У просторији, сто или кревет не би могли да примете промене температуре чак ни када су изложени топлоти, али би термометар. Слично, у људском телу, сви молекули не осећају топлоту када су јој изложени. То раде само врло специфични протеини и њихов је посао да пренесу овај сигнал нервном систему, који онда покреће одговарајући одговор. Научници су знали да такви сензори морају постојати, али нису могли да их идентификују све док Јулијус није открио први топлотни рецептор.

Било је то веома фундаментално откриће. Јулијусова идентификација топлотног рецептора касних 1990-их прошла је кроз веома заморно испитивање стотина гена за њихову осетљивост на температуру. Данас имамо веома ефикасне рачунаре и моделе који могу да смање рад и убрзају процес, али у то време било је потребно много мукотрпног истраживања. То прво откриће довело је до идентификације неколико других рецептора. Као што постоје рецептори осетљиви на топлоту, постоје и други који осећају хладноћу. А опет други, то може да осети притисак. Сада знамо неколико њих, рекао је Дипањан Рои, неуронаучник у Националном центру за истраживање мозга у Манесару.

Механизам

Људска способност да осети топлоту, или хладноћу и притисак не разликује се много од рада многих детектора са којима смо упознати. Детектор дима, на пример, шаље аларм када осети дим изнад одређеног прага. Слично, када нешто топло или хладно додирне тело, топлотни рецептори омогућавају пролаз неких специфичних хемикалија, попут јона калцијума, кроз мембрану нервних ћелија. То је као капија која се отвара на врло специфичан захтев. Улазак хемикалије у ћелију изазива малу промену електричног напона, коју преузима нервни систем.

Постоји читав спектар рецептора који су осетљиви на различите опсеге температуре. Када има више топлоте, отвара се више канала како би се омогућио проток јона, а мозак је у стању да перципира вишу температуру. Сличне ствари се дешавају када додирнемо нешто изузетно хладно, рекао је Аурнаб Гхосе, неуронаучник са Индијског института за научно образовање и истраживање у Пуни.

Гхосе је рекао да су ови рецептори осетљиви не само на спољашњи додир, већ могу да открију и промене температуре или притиска унутар тела.

Нобел за физиологију или медицину

Када наша телесна температура одступи од оптималног нивоа, на пример, долази до реакције. Тело се труди да се врати на оптималну, или централну, температуру. То се дешава само зато што су топлотни рецептори у стању да осете промену температуре, а нервни систем покушава да то обнови, рекао је он.

Али то није све. Када је наша мокраћна бешика пуна, на пример, притисак у бешици се повећава. Ову промену притиска осећају рецептори за притисак и преносе је на нервни систем који ствара ову потребу за олакшањем. Промене у крвном притиску се осећају на сличан начин и покрећу се корективне акције... Зато су открића ових рецептора толико фундаментална за наше разумевање како наше тело функционише, рекао је Гхосе.

Терапеутске импликације

Пробоји у физиологији често су резултирали побољшањем способности за борбу против болести и поремећаја. Овај се не разликује. Како је истакла Снеха Шашидхара, докторка когнитивних неуронаука, идентификација ових рецептора отвара могућност регулисања њиховог функционисања. На пример, постоје рецептори због којих осећамо бол. Ако се ови рецептори могу потиснути или учинити мање ефикасним, особа је осећала мање бола.

Хронични бол је присутан код низа болести и поремећаја. Раније је искуство бола било мистерија. Али како све више разумемо ове рецепторе, могуће је да стекнемо способност да их регулишемо на такав начин да се бол сведе на минимум, рекла је она.

Гхосе је рекао да су истраживања у овој области већ била у току. Могуће је да би следећа генерација лекова против болова деловала на овај начин, рекао је он, додајући да постоји и неколико других терапијских импликација, укључујући интервенције које би могле бити корисне у лечењу болести попут рака или дијабетеса.

билтен| Кликните да бисте добили најбоља објашњења дана у пријемном сандучету

Подели Са Пријатељима: