Το τσίλι, ο πόνος, η αίσθηση της αφής και το βραβείο Νόμπελ Ιατρικής!
Πώς οι καυτερές τσίλι πιπεριές συνδέονται με την κατανόηση του ανθρώπινου πόνου; Ποια κύτταρα και ποιοι νευρώνες μας κάνουν να αισθανόμαστε την αλλαγή θερμοκρασίας αλλά και το άγγιγμα; Οι επιστήμονες David Julius και Ardem Patapoutian κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ 2021 Φυσιολογίας και Ιατρικής γιατί ανακάλυψαν τους υποδοχείς που μας χαρίζουν την αίσθηση της αφής και της θερμοκρασίας και η σημασία της ανακάλυψης είναι πολύ σημαντική.
Από τη Σοφία Κροκιδά
Σκεφτείτε πόσο συχνά αισθανόμαστε ένα άγγιγμα ή τη θερμοκρασία. Ίσως όταν κρατάμε μια κούπα με ζεστό καφέ, ή όταν μας παίρνουν μια σφιχτή αγκαλιά. Τέτοιου είδους αισθήσεις είναι σημαντικές για την καθημερινότητά μας και για το πώς αλληλεπιδράμε με τους γύρω μας. Είναι μέρος του σωματοαισθητικού μας συστήματος, το οποίο είναι υπεύθυνο για πολλές διαφορετικές αισθήσεις όπως η θερμοκρασία, η αφή, η κίνηση και ο πόνος.
Κάποιοι θα έλεγαν ότι όλα όσα απαρτίζουν το σύστημα αυτό είναι η ουσία του πώς συνδεόμαστε με τον εξωτερικό κόσμο και πώς τον βιώνουμε.
Αλλά μέχρι τα τέλη του 1990 ξέραμε ελάχιστα σχετικά με το πώς ακριβώς αισθάνεται το σώμα μας τη θερμοκρασία και την πίεση. Γι’ αυτό και το βραβείο Νόμπελ 2021 Φυσιολογίας και Ιατρικής απονεμήθηκε στους επιστήμονες David Julius και Ardem Patapoutian που ανακάλυψαν τους υποδοχείς που μας χαρίζουν την αίσθηση της αφής και της θερμοκρασίας.
Οι λεπτομέρειες
Οι δύο επιστήμονες άρχισαν να εργάζονται επάνω στο συγκεκριμένο θέμα το 1990, αλλά το μελετούσαν με διαφορετικό τρόπο. Ο Julius και οι συνάδελφοί του στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια χρησιμοποίησαν την καψαϊκίνη, το καυτερό συστατικό της πιπεριάς, για να αναγνωρίσουν έναν υποδοχέα που βρίσκεται στις απολήξεις των νεύρων και αντιδρά στην υψηλή θερμοκρασία.
Χρησιμοποιώντας νευρώνες που δημιούργησαν στο εργαστήριο έχτισαν μια βιβλιοθήκη εκατομμυρίων κλώνων DNA που αντιστοιχούσαν σε γονίδια των αισθητηριακών νευρώνων που αντιδρούν στον πόνο, τη θερμοκρασία και την αφή.
Αυτό τους οδήγησε στο να αναγνωρίσουν το γονίδιο που ευθύνεται στα ευαίσθητα στην καψαΐκίνη κύτταρα. Το γονίδιο επιτρέπει στα κύτταρα να χτίσουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται TRPV1, η οποία οδηγεί στο να αντιλαμβανόμαστε τη θερμοκρασία από την καψαΐκίνη ως επίπονη.
Αυτή ήταν μία από τις πολλές ανακαλύψεις σχετικά με τη θερμοκρασία που έκανε ο Julius και το εργαστήριό του. Χρησιμοποιώντας μενθόλη ο Julius αναγνώρισε το αισθητήριο νεύρο που ενεργοποιείται στο κρύο. Χρησιμοποίησε επίσης την ουσία που περιέχεται στο wasabi για να αναγνωρίσει το αισθητήριο νεύρο που ενεργοποιείται από τον πόνο.
Οι ανακαλύψεις του Julius ήταν μια σημαντική πρόοδος που επιτρέπει πλέον στην επιστήμη να μελετήσει το πώς η θερμοκρασία προκαλεί σήματα στο νευρικό μας σύστημα.
Ο Patapoutian ανακάλυψε τους μηχανισμούς που υποστηρίζουν την αίσθηση της αφής. Η έρευνα του ξεκίνησε όταν ο ίδιος και η ομάδα του αναγνώρισαν έναν τύπο κυττάρου που εκπέμπει σήμα, όταν το πείραζαν με ένα μικροσιφώνιο. Για να καταλάβουν όμως καλύτερα τι συμβαίνει με τα κύτταρα που είναι σχετικά με την πίεση έπρεπε να βρουν το υπεύθυνο αισθητήριο νεύρο.
Ξεκίνησαν με 72 υποψήφια γονίδια, τα οποία απενεργοποίησαν ένα ένα μέχρι να βρουν το υπεύθυνο για τη δημιουργία πρωτεΐνης που ανταποκρίνεται στην πίεση. Αυτή η ανακάλυψη τους οδήγησε στην ανακάλυψη ενός άλλου γονιδίου, το οποίο λειτουργεί παρόμοια.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης μας βοήθησαν να καταλάβουμε τον μηχανισμό πίσω από την αίσθηση της αφής.
Τα δύο γονίδια που αναφέραμε παραπάνω δίνουν το σήμα που ταξιδεύει ανάμεσα στα κύτταρα και τον εγκέφαλο, όταν κάποιος μας αγγίζει ή όταν πιέζονται τα εσωτερικά μας όργανα.
Η σημασία αυτών των αισθήσεων
Τα θηλαστικά είναι οι μόνοι οργανισμοί που μπορούν να δημιουργήσουν και να διατηρήσουν την εσωτερική θερμοκρασία του σώματός τους. Αν η θερμοκρασία μας πέσει κάτω από τους 27 βαθμούς Κελσίου, τότε είμαστε σε κίνδυνο.
Είναι σημαντικό για την επιβίωσή μας να μπορούμε να αισθανθούμε τη θερμοκρασία και τις αλλαγές της στο περιβάλλον μας, ώστε να μπορέσουμε να την διατηρήσουμε στα σωστά επίπεδα. Ο μηχανισμός που έχουμε μας λέει πότε πρέπει να φορέσουμε κάτι πιο χοντρό ή να μην ακουμπήσουμε την πόρτα του φούρνου γιατί θα καούμε.
Είναι σημαντικό για την επιβίωσή μας να μπορούμε να αισθανθούμε τη θερμοκρασία και τις αλλαγές της στο περιβάλλον μας, ώστε να μπορέσουμε να την διατηρήσουμε στα σωστά επίπεδα.
Η ανακάλυψη του Julius σημαίνει ότι πλέον ξέρουμε πώς ανιχνεύεται η θερμοκρασία στο σώμα μας. Και ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε φάρμακα που θα στοχεύουν καλύτερα στον πόνο και πολλά ακόμα.
Η ανακάλυψη του Patapoutian σημαίνει ότι πλέον κατανοούμε ποια νεύρα μάς επιτρέπουν να καταλάβουμε το άγγιγμα, που μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την ίαση πολλών παθήσεων.
Η αίσθηση της αφής είναι εξίσου σημαντική. Όχι μόνο επειδή μας επιτρέπει να απολαύσουμε μια ζεστή αγκαλιά αλλά κι επειδή το να ξέρουμε τι την προκαλεί είναι σημαντικό για κάθε κύτταρο και ιστό του σώματός μας. Σημαίνει ότι το σώμα μας μπορεί να ελέγξει τη ροή του αίματος, το γεμάτο στομάχι και πότε πρέπει να πάμε στην τουαλέτα.
Η ανακάλυψη του Patapoutian σημαίνει ότι πλέον κατανοούμε ποια νεύρα μάς επιτρέπουν να καταλάβουμε το άγγιγμα, που μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την ίαση πολλών παθήσεων.
