Сьогодні у Стокгольмі було оголошено лауреатів цьогорічної Нобелівської премії в галузі фізіології або медицини. Ними стали Девід Джуліус та Ардем Патапутян (обидва з США) – за відкриття рецепторів температури та дотику.

Рецептори – білкові молекули, здатні реагувати на певні чинники (також цим словом називають спеціалізовані чутливі клітини – наприклад, фоторецептори ока). Чинниками, що активують рецептори, здебільшого є різні хімічні сполуки. За допомогою рецепторів клітини сприймають зміни в складі зовнішнього середовища, реагують на гормони або нейромедіатори тощо. Якщо із взаємодією хімічних речовин більш-менш зрозуміло, тривалий час загадкою було, як же забезпечується чутливість до таких нехімічних чинників як зміни температури або механічні впливи.

На початку роботи Девіду Джуліусу допоміг перець чилі. Усі, хто вживає гостру їжу, знайомі із пекучими відчуттями в роті. За це відповідає головний хімічний компонент чилі – капсаїцин. Зважаючи на подібність відчуттів, викликаних підвищенням температури та пекучими спеціями, дослідник припустив, що обидва з них запускаються тим самим механізмом. Використовуючи реагування на капсаїцин в якості тесту, йому вдалося знайти ген, виключення якого супроводжувалося втратою відповідної чутливості. Цей ген кодує білок, що належить до родини рецепторів транзієнтного потенціалу – TRP, а саме TRPV1 (тут V не вендетта, а ванілоїдний). Саме він і обумовлює чутливість до підвищення температури, а фізіологічний поріг його активації знаходиться в області 40 °C.

TRP – велика родина білків. Подальші дослідження виявили інші рецептори, чутливість котрих лежить в області температур, що спричиняють біль. Конкретніше це забезпечується взаємодією трьох рецепторів: TRPV1, TRPM3 та TRPA1.

Крім підвищення температури, ми здатні відчувати і охолодження. Відповідний рецептор був незалежно відкритий у лабораторіях обох лауреатів. При цьому також була використана молекула речовини, нанесення якої супроводжується відчуттям прохолоди – це не менш відомий усім ментол. Визначений рецептор також належить до тієї ж родини – TRPM8.

Друга частина премії стосується механізмів механочутливості. Здатність реагувати на розтягнення або ж деформації потрібна не лише шкірі, щоб відчувати дотик, а й для роботи майже усіх внутрішніх органів – від контролю кров’яного тиску до випорожнення сечового міхура. Ардем Патапутян розробив новітній метод для пошуку відповідних білків. Спочатку він виділив лінію механочутливих клітин, а далі визначив 72 гени-кандидати на кодування білків із механочутливими властивостями. Після цього в його лабораторії почали один за одним виключати ці гени та спостерігати за зміною активності клітин. Успіх був лише на останньому, 72-му! Цей ген був названий PIEZO від грецького слова, що означає тиск. Далі, як це зазвичай буває, виявилося, що він не один, і зараз ми знаємо PIEZO1 та PIEZO2.

TRPV1 та PIEZO1 рецептори мають і клінічне значення. Мутації в цих генах асоційовані із рядом медичних станів. Відкриття цих каналів відкрило широке поле для подальших досліджень механізмів термо- та механорецепції у нормі і патології.

З різноманіттям та функціями TRPV1 рецепторів можна ознайомитися, зокрема, з оглядової статті завідувача відділу нервово-м’язової фізіології Інституту фізіології імені О.О. Богомольця НАН України академіка Ярослава Михайловича Шуби.

Джерело