Linkovi

Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu 2021: kako osjećamo temperaturu, dodir i bol


Američki naučnici David Julius i Ardem Patapoutian

Komitet za dodjelu Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu je odlučio dodijeliti ovu nagradu za otkriće receptora za temperaturu i dodir Davidu Juliusu i Ardemu Patapoutianu. 

Otkrića ovogodišnjih dobitnika Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu objasnila su kako toplina, hladnoća i dodir mogu pokrenuti signale u našem živčanom sustavu, odnosno način kako mi doživljavamo i osjećamo svijet oko sebe. Identificirani ionski kanali važni su za mnoge fiziološke procese i stanja bolesti.

David Julius je 1955. rođen je u Brooklynu i američki je fiziolog poznat po svom radu na molekularnim mehanizmima osjeta boli. Profesor je na Kalifornijskom univerzitetu u San Franciscu.

Naučna saznanja 20.-tog su dovela do spoznaje da temperatura i pritisak aktiviraju različite vrste živaca u koži. Međutim, identitet molekularnih pretvarača odgovornih za otkrivanje i pretvaranje topline, hladnoće i dodira u živčane impulse u osjetilnom nervnom sistemu ostala je misterija sve do otkrića koja su nagrađena ovogodišnjom Nobelovom nagradom.

David Julius želio je identificirati staničnu metu kapsaicina, ljutog sastojka čili paprike, jer je vjerovao da bi to moglo pružiti temeljni uvid u mehanizme boli, jer ovaj sastojak uzrokuje stvaranje osjećaja topline i druge senzacije.

Julius je koristio biblioteku cDNA kako bi potražio gen koji bi mogao prenijeti osjetljivost na kapsaicin stanicama koje normalno ne reagiraju. Identificirao je cDNA koja kodira novi ionski kanal, koji se sada zove TRPV1. TRP je skraćenica od „transient receptor potential vanilloid“ što bi se moglo prevesti kao „privremeni potencijalni kanali receptora“. Poslije će se ispostaviti da ima još ovakvih receptora i da TRPV1 pripada porodici ionskih kanala potencijalnih prolaznih receptora. Ovaj kanal se aktivira temperaturama koje se percipiraju kao bolne. Nakon otkrića TRPV1, David Julius i Ardem Patapoutian nezavisno su napravili još jedan važan napredak otkrićem TRPM8, srodnog receptora osjetljivog na hladnoću.

Kasnije je identificirano nekoliko dodatnih receptora TRP koji su pokazali da prenose toplinske informacije u somatosenzornom sistemu. Dakle, temeljno otkriće TRPV1 Davida Juliusa otvorilo je vrata molekularnom razumijevanju osjetljivosti na temperaturu.

Ardem Patapoutian je rođen 1967. u Bejrutu, Libanon i armensko-američki je molekularni biolog i neuronaučnik koji radi pri Scripps institutu u La Jolli u Kaliforniji. Patapoutian je dao značajan doprinos u identifikaciji novih ionskih kanala i receptora koji se aktiviraju temperaturom, mehaničkim silama ili povećanjem volumena stanica. Patapoutian i njegovi saradnici uspjeli su pokazali da određeni ionski kanali imaju izuzetnu ulogu u osjećaju temperature, u osjećaju dodira, u propriocepciji (osjet relativnog položaja dijela tijela u odnosu na druge dijelove tijela), u osjećaju boli i u regulaciji vaskularnog tonusa.

Oni su identificirali dva mehanički aktivirana ionska kanala, nazvana PIEZO1 i PIEZO2. Pokazalo se da ovi kanali predstavljaju potpuno novu klasu ionskih kanala koji funkcionišu kao mehanički senzori. Patapoutian također pokazao da je PIEZO2 glavni mehanički pretvarač u nervima i da je potreban za našu percepciju dodira i propriocepcije, a pokazaće se da imaju značajnu ulogu i u nekim drugim procesima u našem i životinjskom organizmu – regulišu i krvni pritisak, disanje i pražnjenje mokraćnog mjehura.

Julius i Patapoutian su identificirali one veze koje nismo razumjeli u shvatanju kompleksnog odnosa našeg organizma i okoline, a njihov rad predstavlja bazu za razumijevanja bola, nociceptora (receptori bola) i načina na koji možemo djelovati na bol i ublažiti ga.

Komentari

XS
SM
MD
LG