Τι σχέση έχουν οι πιπεριές τσίλι με το Νόμπελ φυσιολογίας 2021;

Δευτέρα, 25 Οκτωβρίου 2021, 03:10
Τι σχέση έχουν οι πιπεριές τσίλι με το Νόμπελ φυσιολογίας 2021; Τι σχέση έχουν οι πιπεριές τσίλι με το Νόμπελ φυσιολογίας 2021;

Κάθε χρόνο, την περίοδο που γνωστοποιείται η λίστα των επιστημόνων που θα τιμηθούν με τα βραβεία της Σουηδικής Ακαδημίας, η έρευνα τοποθετείται στο προσκήνιο, καθώς παρακολουθούμε εντυπωσιασμένοι τα επιτεύγματα των βραβευθέντων και τις παρασκηνιακές ιστορίες που αφηγούνται από την καριέρα τους. Το φετινό βραβείο Νόμπελ φυσιολογίας ή ιατρικής απονέμεται σε δύο επιστήμονες, τον DavidJulius και τον ArdemPatapoutian. Το έργο τους αποκάλυψε τους μηχανισμούς μέσω των οποίων το σώμα μας λαμβάνει τα ερεθίσματα της θερμοκρασίας και της πίεσης.

Από την αρχαιότητα, ένα από τα βασικά θέματα που απασχολούσαν τους φιλοσόφους, συσχετιζόταν με τα μέσα αντίληψης του κόσμου γύρω μας και την ικανότητά μας να αλληλεπιδρούμε με αυτόν. Ο Αριστοτέλης θεωρούσε πως υπάρχουν πέντε εξωτερικές αισθήσεις˙ η όραση, η ακοή, η όσφρηση, η γεύση, και η αφή. Βασιζόμενοι στα ίδια κεντρικά ερωτήματα, αλλά αξιοποιώντας την πρακτική γνώση που είχε αποκτηθεί, πολλές επιστημονικές ομάδες ασχολήθηκαν εκτεταμένα με τη διασαφήνιση των μηχανισμών που ελέγχουν τις αισθήσεις μας. Μάλιστα, με βραβεία Νόμπελ τιμήθηκαν ερευνητές που ασχολήθηκαν με τους υποδοχείς πόνου (1944) και όσφρησης (2004), καθώς και τη λειτουργία της  ακοής (1961). Η αίσθηση της αφής, ωστόσο, καλυπτόταν για χρόνια από ένα πέπλο μυστηρίου, καθώς ήταν η λιγότερο κατανοητή. Απαντήσεις στα ερωτήματα αυτά ήρθαν να δώσουν οι φετινοί Νομπελίστες.

Ο David Julius από τα τέλη της δεκαετίας του ’90 είχε εστιάσει το ενδιαφέρον του στη δράση της καψαϊκίνης - της δραστικής ουσίας που περιέχεται στις πιπεριές τσίλι. Καθώς ήταν ήδη γνωστό πως η ουσία αυτή ενεργοποιεί νευρικά κύτταρα και είναι υπεύθυνη για την αίσθηση του πόνου (το κάψιμο), ήθελε να καταλάβει πώς ακριβώς οι πιπεριές προκαλούν αυτή την αντίδραση.

Αρχικά, απομόνωσε γονίδια που ενδεχομένως αντιστοιχούσαν σε υποδοχείς της συγκεκριμένης ουσίας. Ως υποδοχείς  χαρακτηρίζονται οι πρωτεΐνες, οι οποίες όταν δέχονται ένα ερέθισμα, ξεκινούν την αντίστοιχη απόκριση. Για να καταλάβουμε το ρόλο τους μπορούμε να φανταστούμε τα ηλεκτρονικά παιχνίδια, που μόνο μετά την είσοδο κέρματος αρχίζουν να λειτουργούν. Στην περίπτωση αυτή, η σχισμή είναι ο υποδοχέας, το νόμισμα είναι η ουσία (καψαϊκίνη) και η εκκίνηση του μηχανήματος, η απόκριση.

Έβαλαν λοιπόν τα γονίδια αυτά σε κύτταρα που δεν ήταν ευαίσθητα στην καψαϊκίνη. Το κύτταρο το οποίο μετά την τροποποίηση απέκτησε ευαισθησία στην ουσία, περιείχε το γονίδιο του υποδοχέα. Έτσι, αναγνωρίστηκε ένας υποδοχέας με ευαισθησία στις υψηλές θερμοκρασίες, που στέλνει το σήμα αυτό στο νευρικό σύστημα ώστε το σώμα να αποκριθεί, είναι ο μηχανισμός που μας κάνει να τραβάμε το χέρι μας από ένα αντικείμενο που καίει. Με αντίστοιχα πειράματα, η ομάδα του Julius, προσέγγισε και την αναγνώριση υποδοχέων υπεύθυνων για το αίσθημα του κρύου. Αυτή τη φορά χρησιμοποίησαν τη μενθόλη, μια ουσία που απομόνωσαν από την μέντα και βρίσκεται σε διάφορα προϊόντα, όπως οι τσίχλες και οι οδοντόκρεμες. Εξαιρετικά εντυπωσιακό είναι το ότι ξεκινώντας τα πειράματά τους, οι ερευνητές δεν ήξεραν ούτε πώς μοιάζει ο υποδοχέας αυτός, ούτε ποια γονίδια τον κωδικοποιούν. Θα μπορούσαμε να πούμε πως έψαχναν ψύλλους στα άχυρα˙ με δεμένα μάτια. Και τους βρήκαν!

Η ομάδα του Ardem Patapoutian μελέτησε κύτταρα που αντιδρούν στη μηχανική πίεση. Εντόπισαν έναν μηχανοευαίσθητο υποδοχέα, ο οποίος δηλαδή αποκρίνεται σε μηχανικά ερεθίσματα, ακολουθώντας μια τακτική αρκετά όμοια των πειραμάτων του Julius. Είναι ενδιαφέρον, μάλιστα, πως ονόμασαν τον υποδοχέα Piezo, από τον ελληνικό όρο «πίεση». Βρήκαν, λοιπόν, πως τα κύτταρα ενεργοποιούνται όταν ασκείται πίεση στην πλασματική μεμβράνη – το περίβλημα του κυττάρου που το διαχωρίζει από το περιβάλλον του. Σε μετέπειτα έρευνες αποκαλύφθηκαν συσχετίσεις των συγκεκριμένων υποδοχέων και με διάφορες φυσιολογικές λειτουργίες του οργανισμού μας. Συγκεκριμένα, βρέθηκε πως εμπλέκονται στη ροή του αίματος και την απόκριση των ερυθρών αιμοσφαιρίων στις πιέσεις που δέχονται κατά την κυκλοφορία τους. Ακόμα, έχει προταθεί ότι η παρουσία τους επηρεάζει και την ιδιοδεκτικότητα. Πρόκειται για την ικανότητα του ατόμου να αντιλαμβάνεται τη θέση του σώματος και των άκρων του, η οποία έχει χαρακτηριστεί και ως «έκτη αίσθηση». Μάλιστα, πρόσφατες μελέτες σε ποντίκια έδειξαν πως ο υποδοχέας Piezo2 είναι απαραίτητος για την ευθυγράμμιση της σπονδυλικής στήλης και την ακεραιότητα της άρθρωσης του ισχίου, ενώ η απουσία του σχετίζεται με σκελετικές δυσπλασίες στον άνθρωπο.

Οι ανακαλύψεις, λοιπόν, των δύο βραβευθέντων επιστημόνων έθεσαν τα θεμέλια για την κατανόηση του τρόπου που δεχόμαστε ερεθίσματα μέσω της αφής και αντιλαμβανόμαστε το περιβάλλον γύρω μας. Αν είναι να κρατήσουμε κάτι από τις ιστορίες των δύο ερευνητών, αυτό είναι πως πρέπει να τολμάμε! Κινητήριος μοχλός της επιστήμης είναι το ρίσκο και χωρίς αυτό ο κόσμος θα έμενε στάσιμος. Βέβαια, και η τύχη είχε σπουδαίο ρόλο στις παραπάνω περιπτώσεις, αλλά όπως όλοι γνωρίζουμε «η τύχη ευνοεί τους τολμηρούς».

Σας άρεσε; Μοιραστείτε το!

    Πηγές
    1. Dhaka, Ajay, Veena Viswanath, and Ardem Patapoutian. "Trp ion channels and temperature sensation."  Rev. Neurosci.29 (2006): 135-161.
    2. Gottlieb, P. A. "A tour de force: the discovery, properties, and function of piezo channels." Currenttopics in membranes79 (2017): 1-36.
    3. Woo, Seung-Hyun, et al. "Piezo2 is the principal mechanotransduction channel for proprioception." Nature neuroscience12 (2015): 1756-1762.
    4. Coste, Bertrand, et al. "Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels." Science6000 (2010): 55-60.
    5. Woo, Seung-Hyun, et al. "Piezo2 is the principal mechanotransduction channel for proprioception." Nature neuroscience12 (2015): 1756-1762.
    6. Cahalan, Stuart M., et al. "Piezo1 links mechanical forces to red blood cell volume." elife4 (2015): e07370.
    7. Ranade, Sanjeev S., RuhmaSyeda, and ArdemPatapoutian. "Mechanically activated ion channels." Neuron6 (2015): 1162-1179.
    8. McKemy, David D., Werner M. Neuhausser, and David Julius. "Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation." Nature6876 (2002): 52-58.
    9. Caterina, Michael J., et al. "The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway." Nature6653 (1997): 816-824.
    10. Assaraf, Eran, et al. "Piezo2 expressed in proprioceptive neurons is essential for skeletal integrity." Nature communications1 (2020): 1-15.
    11. Sorabji, Richard. "Aristotle on demarcating the five senses." The Philosophical Review1 (1971): 55-79.
    12. https://www.ibiology.org/speakers/david-julius/

Βαθμολογήστε αυτό το άρθρο

(10 ψήφοι)

Περισσότερα σε αυτή την κατηγορία: