Amerykanin David Julius oraz Ormianin mieszkający w USA Ardem Patapoutian zostali laureatami Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii za odkrycie receptorów komórkowych odpowiedzialnych za odczuwanie dotyku, ciepła i zimna.
“Nasza zdolność do odczuwania cierpła, zimna i dotyku jest kluczowa dla przeżycia oraz stanowi podstawę naszych interakcji z otoczeniem” – napisał Komitet Noblowski w uzasadnieniu do swojej decyzji. Laureaci podzielą się po równo nagrodą w wysokości 10 mln koron szwedzkich (980 tys. euro).
Odkrycie przez tegorocznych noblistów tego, jak dotyk, ciepło i zimno pobudzają sygnały w układzie nerwowym, pomogła zrozumieć wiele procesów fizjologicznych i pomogło opracować m.in. terapię bólu przewlekłego. Pochodzący z Armenii Ardem Patapoutian, pracując w Scripps Research w La Jolla w Kalifornii, wykorzystał komórki wrażliwe na ucisk, aby odkryć nową klasę receptorów reagujących na bodźce mechaniczne (nadano im nazwę Piezo), obecnych w skórze i narządach wewnętrznych. Amerykanin David Julius z University of Calfornia w San Francisco zastosował kapsaicynę (związek chemiczny odpowiedzialny za ostry, piekący smak papryki chili) do zidentyfikowania receptorów (nazwanych TRPV1) w zakończeniach nerwów w skórze, które reagują na ciepło. Używając mentolu Patapoutian i Julis niezależnie od siebie zidentyfikowali receptor TRPM8, który aktywuje się pod wpływem zimna.
Odkrycie tegorocznych noblistów było kolejnym przełomem w medycynie i fizjologii
„Obaj tegoroczni laureaci Nagrody Nobla prowadzili badania nad receptorami temperatury oraz bólu, a bardziej precyzyjnie nad osią czuciową zaczynającą się od receptorów czuciowych w skórze, a wiodącą ostatecznie impulsy nerwowe do kory czuciowej mózgu” – mówi prof. Tomasz Brzozowski kierownik Katedry Fizjologii Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum w Krakowie, były prezes Polskiego Towarzystwa Fizjologicznego i redaktor naczelny międzynarodowego czasopisma „Journal of Physiology and Pharmacology”.
Do pobudzenia i blokowania receptorów czuciowych niedawno odkrytych dzięki publikacjom prof. Davida Juliusa wykorzystano kapsaicynę, ostry ekstrakt z papryki chili i pieprzowca. Substancja ta ma tę zaletę, że w niewielkich dawkach „fizjologicznych” działa pobudzająco na te receptory, a w dużych dawkach „farmakologicznych” je blokuje i pozwala je wyłączyć. Badania prof. Davida Juliusa dotyczyły zidentyfikowania naturalnych czujników na zakończeniach nerwowych skóry, pozwoliło to zdefiniować, czym jest receptor bólowy na zakończeniach wiodących do mózgu, do wspomnianej kory czuciowej. „Tym receptorem okazał się TRPV1, tzw. receptor waniloidowy, odbierający sygnały czuciowe z temperatury. Nie jest ten receptor tak bardzo swoisty, gdyż mogą go aktywować także inne substancje, takie jak ciepło czy prostaglandyny” – dodaje prof. Tomasz Brzozowski. Jego zdaniem wykorzystanie kapsaicyny okazało się doskonałym narzędziem do badania tej drogi czuciowej, można było ustalić, jakie czynniki sterują tym receptorem oraz jak się zachowuje droga czuciowa na swoim przebiegu od skóry do mózgu pod wpływem blokady przy użyciu kapsaicyny.
„Ma to fundamentalne znaczenie, bo nie chodzi tylko o czucie z powłok, ze skóry, ale również z narządów wewnętrznych, przy okazji przenoszonych do narządów wewnętrznych. Można w ten sposób badać bodźce bólowe, czucia trzewnego, nadwrażliwość trzewną, a to wiąże się z przewodem pokarmowym, ale trzeba pamiętać, że takie same włókna nerwowe docierają też do płuc i układu naczyniowego, dając tzw. odruchy włókienkowe” – tłumaczy prof. Brzozowski. I podkreśla, że obaj tegoroczni nobliści w dziedzinie fizjologii lub medycyny od wielu lat publikowali prace naukowe na ten temat w tak prestiżowych pismach jak „Nature” i „Science”. Artykuły w tych czasopismach zwykle ukazują się po bardzo wnikliwych recenzjach i nierzadko mają przełomowe znaczenie w danej dziedzinie.
Badania prof. Ardema Patapoutiana dotyczą głównie receptorów wrażliwych na ucisk, które autor badał na komórkach wrażliwych na ucisk. Taką rolę w ustroju spełniają receptory powierzchniowe, takie jak ciałka Meissnera. Część z nich to nie tylko receptory termoregulacyjne np. przewodzące ciepło i ból, ale również receptory czucia wewnętrznego, czyli proprioreceptory, zlokalizowane np. stawach, mięśniach i ścięgnach. „W naszej Katedrze Fizjologii UJ CM od wielu lat stosujemy kapsaicynę do blokowania nerwów czuciowych przekazujących sygnały do mózgu i narządów trzewnych. Za jej pośrednictwem możemy badać mechanizm działania środków uszkadzających strukturę naszych trzewi, które mogą być przyczyną takich schorzeń jak choroba wrzodowa żołądka, refluks żołądkowo-przełykowy oraz nieswoiste zapalenie jelit” – zaznacza prof. Tomasz Brzozowski. (PAP)
