Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny i tajemnice dotyku

Pewne tajemnice dotyku zostały odkryte przez kilku amerykańskich badaczy. Ich odkrycia są efektem wieloletnich badań nad tym, w jaki sposób uzyskujemy informacje o temperaturze lub ciśnieniu.

Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny 2021 otrzymali David Julius i Ardem Patapoutian za imponujące badania nad zjawiskiem, jakim są tajemnice dotyku. Chociaż nie jest to jeden z najbardziej cenionych zmysłów w naszym coraz bardziej wizualnym świecie, dotyk jest prawdziwym cudem natury.

Od czasów starożytnych człowiek zastanawiał się, jak działają zmysły. Jednak początkowo ludzie skupili się bardziej na wzroku i słuchu. To dlatego, że to za ich pośrednictwem nawiązujemy najbardziej widoczne połączenia z naszym środowiskiem. Z tego powodu tajemnice dotyku do niedawna pozostawały poza naszym zasięgiem.

W XVIII wieku René Descartes odważył się powiedzieć, że w skórze istniały siatki, które pełniły funkcję przesyłania informacji ze skóry do mózgu. Właściwie miał on rację. Nie przedstawił jednak żadnych prawdziwych dowodów ani szczegółowych wyjaśnień swojej hipotezy, które ułatwiłyby dalsze badania. Właściwie minęły dwa stulecia, zanim tajemnice dotyku zaczęły się nam ujawniać.

Trwające dochodzenie

W XIX wieku i pierwszych dekadach XX wieku droga odkrywania tajemnic dotyku powoli posuwała się naprzód. Już przed latami czterdziestymi naukowcy wiedzieli, że neurony czuciowe istnieją i że ich rolą jest rejestrowanie pewnych zmian w środowisku i przekazywanie ich do mózgu ze skóry.

W 1944 roku miał miejsce pierwszy krok milowy. Dwóch badaczy, Joseph Erlanger i Herbert Gasser, odkryli, że istnieją włókna nerwowe wyspecjalizowane do wykrywania i translacji bodźców związanych z dotykiem do mózgu. Zweryfikowali, że pozwalają one między innymi odróżnić szorstkie tekstury od gładkich.

Za te odkrycia Erlanger i Gasser zdobyli Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny. Jednak kilka sekretów dotyku pozostało w ukryciu. Nie odkryto jeszcze mechanizmu, dzięki któremu zjawiska takie jak temperatura czy ciśnienie są tłumaczone na sygnały elektryczne, które następnie przemieszczają się przez układ nerwowy.

Sekrety dotyku

David Julius jest amerykańskim biochemikiem z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. Pod koniec lat 90. postanowił zgłębić tajniki dotyku. Do tego czasu naukowcy wiedzieli już o substancji zwanej kapsaicyną. Jest to związek, który wywołuje uczucie pieczenia w papryczkach chili.

Kapsaicyna powoduje ból i pieczenie na skórze. Jednak naukowcy nie wiedzieli, dlaczego tak się dzieje. Julius i jego zespół stworzyli gigantyczną bibliotekę genów obecnych w komórkach czuciowych. Wszystkie miały potencjał reagowania na ciepło i ból.

Zaczęli od pomysłu, że niektóre z tych genów muszą reagować na kapsaicynę. Po długich poszukiwaniach znaleźli gen, który dał początek białku. To z kolei aktywowało receptor, któremu nadano nazwę TRPV1. Receptor to część komórki, która wykrywa to, co ją otacza.

Julius odkrył, że białko reagowało na ciepło. Zauważył, że był to receptor ciepła. To otworzyło drzwi do odkrycia podobnych receptorów i rozwikłania mechanizmu ich działania.

Nacisk: kolejny z sekretów dotyku

Ardem Patapoutian jest biologiem prowadzącym placówkę badawczą o nazwie Scripps Research. Przeprowadził kilka eksperymentów, aby odkryć receptory, które aktywują się pod naciskiem. Innymi słowy takie, które pozwalają nam odróżnić szorstkie powierzchnie i odróżnić je od gładkich.

W ten sposób Patapoutian odkrył geny Piezo1 i Piezo2. Odkrył, że ich brak sprawia, że ciało staje się niewrażliwe na rany kłute. Później odkrył, że Piezo2 ma fundamentalne znaczenie dla dotyku, ale także dla innego zmysłu zwanego propriocepcją. Wiąże się to z pozycją i ruchem ciała.

Te odkrycia były niezwykle ważne w zgłębianiu tajemnic dotyku. Co więcej, stworzyły one podstawę do badań mających na celu znalezienie nowych rozwiązań dla bólu fizycznego. Dlatego zarówno Julius, jak i Patapoutian zostali nagrodzeni Nagrodą Nobla, ponieważ ich odkrycia otworzyły nam, jako ludziom, pełne nadziei drzwi.