Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină 2021, acordat pentru descoperirile receptorilor de temperatură și atingere
Irina Papuc
04 octombrie, 2021, 15:51
Vizualizări: 2398
Comitetul Nobel de la Institutul Karolinska a decis astăzi să acorde Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină din 2021 în comun lui David Julius și Ardem Patapoutian pentru descoperirile receptorilor pentru temperatură și atingere
„Abilitatea noastră de a simți căldura, frigul și atingerea este esențială pentru supraviețuire și stă la baza interacțiunii cu lumea din jurul nostru. În viața noastră de zi cu zi, luăm aceste senzații de la sine înțeles, dar cum sunt inițiate impulsurile nervoase, astfel încât temperatura și presiunea să poată fi percepute? Răspunsul la această întrebare a fost oferit de laureații Premiului Nobel din acest an”, se mențioenază în comunicatul de presă al organizatorilor prestigiosului premiu.
David Julius a folosit capsaicina, un compus înțepător din ardei iute care induce o senzație de arsură, pentru a identifica un senzor din terminațiile nervoase ale pielii care răspunde la căldură.
La rândul său, Ardem Patapoutian a folosit celule sensibile la presiune pentru a descoperi o nouă clasă de senzori care răspund stimulilor mecanici din piele și organelor interne.
„Aceste descoperiri inovatoare au lansat activități intense de cercetare care au dus la o creștere rapidă a înțelegerii noastre asupra modului în care sistemul nostru nervos simte căldura, frigul și stimulii mecanici. Laureații au identificat verigi lipsă critice în înțelegerea interacțiunii complexe dintre simțurile noastre și mediul înconjurător”, explică cei de la Comitetul Nobel.
Cum percepem lumea?
În secolul al XVII-lea, filosoful René Descartes și-a imaginat fire care leagă diferite părți ale pielii de creier. În acest fel, un picior care atinge o flacără deschisă ar trimite un semnal mecanic către creier.
Descoperirile au relevat ulterior existența neuronilor senzoriali specializați care înregistrează schimbări în mediul nostru. Joseph Erlanger și Herbert Gasser au primit Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină în 1944 pentru descoperirea diferitelor tipuri de fibre nervoase senzoriale care reacționează la stimuli diferiți, de exemplu, ca răspunsuri la atingerea dureroasă și non-dureroasă. De atunci, s-a demonstrat că celulele nervoase sunt extrem de specializate în detectarea și transducerea diferitelor tipuri de stimuli, permițând o percepție nuanțată a împrejurimilor noastre. Spre exemplu, capacitatea noastră de a simți diferențe în textura suprafețelor prin vârful degetelor sau capacitatea noastră de a discerne atât căldura plăcută, cât și căldura periculoasă.
Înainte de descoperirile lui David Julius și Ardem Patapoutian, înțelegerea noastră despre modul în care sistemul nervos simte și interpretează mediul nostru conținea încă o întrebare fundamentală nerezolvată: cum se transformă temperatura și stimulii mecanici în impulsuri electrice în sistemul nervos?
Știința se încălzește!
În ultima parte a anilor 1990, David Julius de la Universitatea din California, San Francisco, SUA, a văzut posibilitatea unor progrese majore analizând modul în care compusul chimic capsaicină provoacă senzația de arsură pe care o simțim atunci când intrăm în contact cu ardeiul iute. Capsaicina era deja cunoscută pentru a activa celulele nervoase provocând senzații de durere, dar modul în care această substanță chimică a exercitat, de fapt, această funcție a fost o enigmă nerezolvată. Julius și colegii săi au creat o bibliotecă de milioane de fragmente de ADN corespunzătoare genelor care sunt exprimate în neuronii senzoriali care pot reacționa la durere, căldură și atingere. Julius și colegii săi au emis ipoteza că biblioteca ar include un fragment de ADN care codifică proteina capabilă să reacționeze la capsaicină. Ei au exprimat gene individuale din această colecție în celule cultivate care în mod normal nu reacționează la capsaicină. După o căutare laborioasă, a fost identificată o singură genă care a putut face celulele sensibile la capsaicină.
Astfel, gena pentru detectarea capsaicinei a fost găsită. Experimente ulterioare au dezvăluit că gena identificată codifica o nouă proteină de canal ionic și acest nou receptor al capsaicinei a fost numit ulterior TRPV1. Când Julius a investigat capacitatea proteinei de a răspunde la căldură, și-a dat seama că a descoperit un receptor de detectare a căldurii care este activat la temperaturi percepute ca dureroase.
Descoperirea TRPV1 a fost una majoră care a condus la dezlegarea receptorilor suplimentari de detectare a temperaturii. Independent unul de celălalt, atât David Julius, cât și Ardem Patapoutian au folosit substanța chimică mentol pentru a identifica TRPM8, un receptor care s-a dovedit a fi activat de frig. Canalele ionice suplimentare legate de TRPV1 și TRPM8 au fost identificate și s-au constatat că sunt activate de o gamă de temperaturi diferite. Multe laboratoare au urmărit programe de cercetare pentru a investiga rolurile acestor canale în senzația termică prin utilizarea șoarecilor manipulați genetic care nu aveau aceste gene nou descoperite. Descoperirea lui David Julius despre TRPV1 a fost una care ne-a permis să înțelegem cum diferențele de temperatură pot induce semnale electrice în sistemul nervos, explică Comitetul Nobel.
Cercetare sub presiune
În timp ce mecanismele pentru senzația de temperatură erau în desfășurare, a rămas neclar cum stimulii mecanici ar putea fi convertiți în simțurile noastre de atingere și presiune. Cercetătorii au găsit anterior senzori mecanici în bacterii, dar mecanismele care stau la baza atingerii la vertebrate au rămas necunoscute. Ardem Patapoutian, care lucrează la Scripps Research din La Jolla, California, SUA, a dorit să identifice receptorii evazivi care sunt activați de stimuli mecanici.
Patapoutian și colaboratorii săi au identificat mai întâi o linie celulară care a emis un semnal electric măsurabil atunci când celulele individuale au fost împinse cu o micropipetă. S-a presupus că receptorul activat de forța mecanică este un canal ionic și într-un pas următor au fost identificate 72 de gene candidate care codifică posibili receptori. Aceste gene au fost inactivate una câte una pentru a descoperi gena responsabilă de mecanosensibilitate în celulele studiate. După o căutare grea, Patapoutian și colegii săi au reușit să identifice o singură genă a cărei silențiere a făcut celulele insensibile la bătaia cu micropipeta. S-a descoperit un canal ionic mecanosensibil nou și complet necunoscut și i s-a dat numele de Piezo1, după cuvântul grecesc pentru presiune. Prin asemănarea sa cu Piezo1, a fost descoperită o a doua genă, numită Piezo2. Neuronii senzitivi s-au dovedit a exprima niveluri ridicate de Piezo2 și studii ulterioare au stabilit cu fermitate că Piezo1 și Piezo2 sunt canale ionice care sunt activate direct de exercitarea presiunii asupra membranelor celulare.
Descoperirea de către Patapoutian a dus la o serie de lucrări din partea grupului său și a altor grupuri de cercetători, demonstrând că canalul ionic Piezo2 este esențial pentru simțul tactil. Mai mult, s-a demonstrat că Piezo2 joacă un rol cheie în detectarea importantă a poziției și mișcării corpului, cunoscută sub numele de propriocepție. În lucrările ulterioare, canalele Piezo1 și Piezo2 s-au dovedit a regla procesele fiziologice importante, inclusiv tensiunea arterială, respirația și controlul vezicii urinare.
Totul are sens!
„Descoperirile revoluționare ale canalelor TRPV1, TRPM8 și Piezo de către laureații Premiului Nobel din acest an ne-au permis să înțelegem cum căldura, frigul și forța mecanică pot iniția impulsurile nervoase care ne permit să percepem și să ne adaptăm la lumea din jurul nostru. Canalele TRP sunt centrale pentru capacitatea noastră de a percepe temperatura. Canalul Piezo2 ne înzestrează cu simțul tactil și capacitatea de a simți poziția și mișcarea părților corpului nostru. Canalele TRP și Piezo contribuie, de asemenea, la numeroase funcții fiziologice suplimentare care depind de detectarea temperaturii sau a stimulilor mecanici. Cercetări intense în curs, care provin de la descoperirile acordate de Premiul Nobel din acest an, se concentrează pe elucidarea funcțiilor lor într-o varietate de procese fiziologice. Aceste cunoștințe sunt utilizate pentru a dezvolta tratamente pentru o gamă largă de afecțiuni ale bolii, inclusiv durerea cronică.
Tag: Premiul Nobel medicina 2021 receptori temperatura atingere
Categoria: Știri Externe
Preluarea articolelor de pe www.sanatateinfo.md se realizează în limita maximă de 1.000 de semne. Este obligatoriu să fie citată sursa și autorul informației, iar dacă informația este preluată de către alte platforme informaționale on-line trebuie indicat link-ul direct la sursă. Preluarea integrală a informației poate fi realizată doar în baza unui acord încheiat cu Redacția Sănătate INFO. Toate materialele jurnalistice publicate pe platforma on-line www.sanatateinfo.md sunt protejate de Legea 139 privind drepturile de autor și drepturile conexe. De asemenea, de Codul Deontologic al Jurnalistului din Republica Moldova. Pe lângă actele juridice care ne protejează drepturile, mai există o lege nescrisă – cea a bunului simț.
Publicate în aceeași zi
19 aprilie, 2018, 15:55
19 aprilie, 2017, 15:27
Cele mai citite
Ce îi deranjează cel mai mult pe moldoveni atunci când caută ...
09 noiembrie, 2023, 11:59
Salariu mare și un loc de muncă aproape de casă. Ce-și mai d ...
13 decembrie, 2023, 16:20
EDITORIAL VIDEO. Mita în spitale: dacă este mulțumire, de ce ...
25 octombrie, 2023, 11:22
„Au scos-o moartă...Capul copilului ieșea și se ducea înapoi ...
27 decembrie, 2023, 18:32
„Felul în care îmi vorbesc medicii de la Anenii Noi, mă fac ...
22 noiembrie, 2023, 10:22
Cele mai actuale
Vox Populi
Cât timp așteptați o consultație la un medic specialist?
O zi4,44 %