Komitet Noblowski w 2021 r. przyznał najwyższe w nauce wyróżnienie w dziedzinie fizjologii lub medycyny „za odkrycie receptorów temperatury i dotyku”, co poszerza naszą wiedzę o mechanizmach przekaźnictwa komórek neuronów w układzie nerwowym. Nagrodę otrzymali: Amerykanin - prof. David Julius oraz Ormianin pracujący w USA - prof. Ardem Patapoutian. Przed ich dokonaniami nie było wiadomo, w jaki sposób temperatura i bodźce mechaniczne są przekształcane w impulsy elektryczne w układzie nerwowym. Wykonane przez nich badania pozwoliły lepiej zrozumieć jak odczuwamy ciepło i zimno oraz czym jest ból przewlekły.

„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” – powiedział PAP 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”.

Wyjaśnił, że 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” – dodał 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 specjalista.

Zaznaczył, 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” – zaznaczył prof. Tomasz Brzozowski. Dodał, że Katedra specjalizuje się fizjologii i patofizjologii przewodu pokarmowego. (PAP)

autor: Zbigniew Wojtasiński

zbw/ ekr/