Ауырсыну қалай пайда болады. Медицина және физиология бойынша Нобель сыйлығы берілді

2021 жылғы лауреттер физиолог Дэвид Джулиус және молекулалық биолог Ардем Патапутян “температура мен жанасу рецепторларын ашқаны үшін”болды. Оларды ашуға арналған материалдар ыстық бұрыш пен жалбыздан каустикалық заттарға айналды.

Молекулалық зерттеудің заманауи әдістері таныс нәрселерге жаңа көзқараспен қарауға мүмкіндік береді. Еді, әлбетте сезініп, жылу немесе суық, жұмсақ сыры немесе дөрекі серпін. Бірақ 1997 жылдың аяғында физикалық құбылысты жүйке импульсіне айналдыруға мүмкіндік беретін молекулалық механизм табылды.

Дэвид Джулиус ыстыққа жауап беретін терінің жүйке ұштарындағы рецепторды анықтау үшін жану сезімін тудыратын чили бұрышының каустикалық қосылысы капсаицинді қолданды. Ардем Патапутян теріге және ішкі ағзаларға механикалық қоздырғыштарға жауап беретін рецепторлардың жаңа класын ашу үшін қысымға сезімтал жасушаларды қолданды. Бұл ашылулар біріктірілген, өйткені мұндай рецепторлардың табиғаты ортақ болып шықты — бұл физикалық әсерге — мембрананың температурасына немесе механикалық кернеуіне жауап ретінде іске қосылатын иондық каналдар.

Бұрын қоршаған ортадағы өзгерістерді тіркейтін мамандандырылған сенсорлық нейрондар белгілі болды. Джозеф Эрлангер мен Герберт Гассер физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығын 1944 жылы әртүрлі ынталандыруларға жауап беретін сенсорлық жүйке талшықтарының әртүрлі түрлерін ашқаны үшін алды, мысалы, ауыр және ауыртпалықсыз жанасуға жауап. Содан бері жүйке жасушалары қоршаған ортаны нәзік қабылдауға мүмкіндік беретін сигналдарды тарататыны көрсетілді.

Дэвид Джулиус пен Ардем Патапутянның ашылуынан бұрын, жүйке жүйесінің қоршаған ортаны қалай қабылдайтыны және түсіндіретіні туралы біздің түсінігіміз температура мен механикалық ынталандырудың жүйке жүйесіндегі электр импульстарына қалай айналатындығы туралы әлі де шешілмеген мәселені қамтыды.

1990 жылдардың екінші жартысында Сан-Францискодағы Калифорния университетінің (АҚШ) Дэвид Джулиус химиялық қосылысты зерттеді капсаицин, жану сезімін тудырады. Капсаицин жүйке жасушаларын белсендіріп, ауырсынуды тудыратыны белгілі болды, бірақ бұл зат бұл функцияны қалай атқаратыны шешілмеген құпия болып қала берді. Джулиус және оның әріптестері жасушаларға “жану сезімін” беретін генді тапты. Бұл TRPV1 иондық каналының жаңа ақуызын кодтайтын ген болып шықты. Джулиус ақуыздың жылуға жауап беру қабілетін зерттегенде, ол ауырсыну ретінде қабылданатын температурада іске қосылатын жылу сезгіш рецепторды тапқанын түсінді.

TRPV1 ашылуы температураны қабылдайтын қосымша рецепторлардың ашылуына әкелетін үлкен жетістік болды. Дэвид Джулиус пен ард Патапутян бір-біріне тәуелсіз, ментол химиялық затын trpm8, рецепторды анықтау үшін қолданды, ол суықта белсендірілді. Әр түрлі температура диапазонында іске қосылатын TRPV1 және TRPM8 байланысты қосымша иондық арналар анықталды.

Калифорниядағы (АҚШ) Ла Хойадағы (АҚШ) Scripps Research-да жұмыс істейтін ардам Патапутян және оның әріптестері алғаш рет жеке жасушаларға микро-тамшуырмен тартылған кезде өлшенетін электр импульсін шығаратын жасуша сызығын анықтады. Механикалық күшпен белсендірілген рецептор иондық канал деп есептелді және келесі кезеңде мүмкін рецепторларды кодтайтын 72 үміткер ген анықталды. Бұл гендер зерттелген жасушалардағы механикалық сезімталдыққа жауап беретін генді анықтау үшін бірінен соң бірі белсенді болмады.

Кейін шиеленіскен іздеу Патапутяну және оның әріптестеріне сәтті сәйкестендіруге жалғыз ген, басу, оның делало жасушалары нечувствительными к прикосновению микропипетки. Жаңа және мүлдем белгісіз механикалық сезімтал иондық канал ашылды, оған piezo1 атауы берілді, грек сөзінің құрметіне қысым жасалды. Piezo1-ге ұқсастығының арқасында Piezo2 деп аталатын екінші ген табылды. Жаңа рецепторлардың жасуша мембраналарына қысым түскен кезде тікелей іске қосылатын иондық каналдар екендігі анықталды.

Бұл жаңалықтардың маңыздылығын асыра бағалау қиын — молекулалық физиологияны түбегейлі түсінуден басқа, біз ең алдымен ауырсыну синдромының пайда болу механизмдері мен дәрі-дәрмектердің жаңа кластарын нысанаға алуға болатын мақсаттар туралы айтып отырмыз.

Ғылым саласындағы жаңалықтардан хабардар болу үшін біздің Telegramға жазылыңыз.