Выбрать страницу

Нобелевский комитет назвал лауреатов Нобелевской премии 2021 по физиологии и медицине. Победителей объявили 4 октября на конференции в Стокгольме.

В этом году премию присудили Дэвиду Джулиусу и Ардему Патапутиану «за открытие рецепторов температуры и осязания».

Способность чувствовать тепло, холод или надавливание в повседневной жизни воспринимается людьми как должное. Но как возникают нервные импульсы, благодаря которым человек ощущает температуру и прикосновения? Ответ на данный вопрос нашли нобелевские лауреаты этого года.

Ученые исследовали рецепторы, реагирующие на механические раздражители кожи и внутренних органов.

Так, Дэвид Джулиус использовал капсаицин – острый компонент из перца чили, вызывающий жжение, для определения рецепторов в нервных окончаниях кожи, реагирующих на тепло. Патапутиан для этого исследования использовал чувствительные к давлению клетки.

Открытия положили начало активной научной деятельности, которая поспособствовала существенному расширению понимания того, каким образом наша нервная система реагирует на тепло, холод или механические раздражители.

Как мы воспринимаем мир?

Вопрос восприятия нами окружающей среды является одной из загадок, которые пытается разгадать человечество.

Можно представить себе, идя босиком по лужайке в летний жаркий день, ощущение солнечного тепла, движения ветра и травинок под ногами. Такие впечатления нужны для нашей адаптации к изменчивому окружению.

В XVII веке философ Рене Декарт полагал, что различные участки кожи с мозгом соединены  «ниточками». Таким образом, стопа после контакта с открытым огнем сигнализирует мозгу.

Позднее ученые обнаружили существование специальных сенсорных нейронов, фиксирующих изменения в нашей среде. Нобелевские лауреаты 1944 года Джозеф Эрлангер и Герберт Гассер обнаружили разные типы чувствительных нервных волокон, реагирующих на те или иные раздражители, к примеру, на болезненные и безболезненные прикасания.

С тех пор стало очевидным то, что нервные клетки позволяют тонко воспринимать нашу среду: будь-то чувствовать разницу в текстуре поверхности кончиками пальцев или различать тепло. Впрочем, до сегодняшних открытий Дэвида Джулиуса и Ардема Патапутиана понимание этого процесса было неполным.

Что именно открыли нобелевские лауреаты?

Когда мы употребляем перец чили, то чувствуем жжение — его вызывает химическое вещество капсаицин. Он возбуждает нервные клетки, вызывая болевые ощущения, однако механизм его действия долгое время был неизвестен.

Дэвид Джулиус открыл рецептор капсаицина, получивший название TRPV1.  На этом ученый не остановился.

В процессе исследования способности белка реагировать на тепло, он пришел к обнаружению термочувствительного рецептора, способного активироваться при температурах, воспринимаемых телом как болезненные. Тогда Джулиус определил рецептор TRPM8, активацией которому служит холод.

Независимо друг от друга Дэвид Джулиус и Ардем Патапутиан прибегли к использованию ментола для того, чтобы выявить этот рецептор. Ученые установили ионные каналы, связанные с TRPV1 и TRPM8, которые активировались от различных температур.

В Нобелевском комитете отметили, что открытие TRPV1 Дэвидом Джулиусом можно считать прорывом и позволило понять, как контрасты температур вызывают сигналы в нервной системе.

Помимо этого, ученые обратили свое внимание на малоизученные механизмы прикосновения.

Ардем Патапутиан начал работать над определением рецепторов, которые активируются механическими раздражителями. Ему и его коллегам удалось обнаружить ген, из-за которого клетки становятся чувствительными к касаниям.

Так, был открыт новый механочувствительный ионный канал, названный  Piezo1 (от греч. «давление»). Затем открыли второй ген под названием Piezo2. Ученые установили, что Piezo1 и Piezo2 активируются во время давления на клеточные мембраны.

Научный прорыв Патапутиана помог установить, что Piezo2 необходим для тактильной чувствительности и играет главную роль в ощущении положения и движения тела. Кроме того, каналы Piezo1 и Piezo2 способствуют регулированию таких процессов в организме, как артериальное давление, дыхание и контроль мочевого пузыря.

Открытие каналов TRPV1, TRPM8 и Piezo лауреатов Нобелевской премии позволили понять, каким образом тепло, холод и механическая сила вызывают нервные импульсы, позволяющие воспринимать окружающий мир и адаптироваться к нему. Использование этих знаний в медицине поможет в лечении многих заболеваний, в частности, хронических болей.

УкраЇнська