განმარტა: ნობელი შეხების მეცნიერების გაშიფვრისთვის

დევიდ ჯულიუსმა და არდემ პატაპუტიანმა დაადგინეს მექანიზმი, რომლის მეშვეობითაც სენსორული დეტექტორები კომუნიკაციას უწევენ ნერვულ სისტემას. რა შედეგები მოაქვს მათ კვლევას მედიცინაში?

ამერიკელი მეცნიერები დევიდ ჯულიუსი (მარცხნივ) და არდემ პატაპუტიანი.

ცნობილია ხუთი გრძნობა, რომლითაც ადამიანი აღიქვამს და განიცდის მის გარშემო არსებულ სამყაროს. ადამიანის სხეულის შიგნით არსებული შინაგანი მექანიზმები, რომლითაც ჩვენ ვაცნობიერებთ და ვუპასუხებთ შუქს, ხმას, სუნს და გემოს, საკმაოდ კარგად არის გააზრებული რამდენიმე ათეული წლის განმავლობაში. იმის გაგება, თუ როგორ ვგრძნობთ შეხებით - სიცხის ან სიცივის აღქმა, შეკუმშვა ან დაძაბულობა ან ფიზიკური ტკივილის შეგრძნება - მეცნიერებს დიდი ხნის განმავლობაში აცილებდნენ.

სანამ დევიდ ჯულიუსმა და არდემ პატაპუტიანმა, რომლებიც დამოუკიდებლად მუშაობდნენ შეერთებულ შტატებში, არ გააკეთეს აღმოჩენების სერია 1990-იანი წლების ბოლოს და 2000-იანი წლების დასაწყისში, რათა გაეგოთ სენსორული დეტექტორები ჩვენს სხეულში და მექანიზმი, რომლითაც ისინი დაუკავშირდნენ ნერვულ სისტემას იდენტიფიცირება და რეაგირება. კონკრეტულ შეხებამდე. 66 წლის ჯულიუსი და 54 წლის პატაპუტიანი ორშაბათს გამოცხადდნენ 2021 წლის ნობელის პრემიის ერთობლივი ლაურეატებად ფიზიოლოგიის დარგში მათი ინოვაციური კვლევისთვის, რომელიც ჯერ კიდევ გრძელდება.

ფიზიოლოგიის ნობელი პირველია მეცნიერებებში, რომელიც გამოცხადდა. ნობელის პრემია ფიზიკაში გამოცხადდება სამშაბათს, რასაც მოჰყვება ქიმიის დარგში ერთი დღის შემდეგ.

სენსორები

პრიზი იულიუსსა და პატაპუტიანს მიენიჭათ ტემპერატურისა და შეხების რეცეპტორების აღმოჩენისთვის . მარტივად რომ ვთქვათ, მათ აღმოაჩინეს მოლეკულური სენსორები ადამიანის სხეულში, რომლებიც მგრძნობიარეა სიცხისა და მექანიკური წნევის მიმართ და გვაგრძნობინებს სიცხეს ან სიცივეს, ან კანზე ბასრი საგნის შეხებას.

ხელოვნური სენსორები ცნობილია დღევანდელ მსოფლიოში. თერმომეტრი არის ძალიან გავრცელებული ტემპერატურის სენსორი. ოთახში მაგიდა ან საწოლი ვერ აღიქვამს ტემპერატურის ცვლილებებს მაშინაც კი, როდესაც ისინი ექვემდებარებიან სითბოს, მაგრამ თერმომეტრი ამას შეძლებს. ანალოგიურად, ადამიანის სხეულში, ყველა მოლეკულა არ გრძნობს სითბოს, როდესაც ისინი ექვემდებარება მას. ამას მხოლოდ ძალიან სპეციფიკური ცილები აკეთებენ და მათი მოვალეობაა ამ სიგნალის გადაცემა ნერვულ სისტემაზე, რაც შემდეგ იწვევს შესაბამის პასუხს. მეცნიერებმა იცოდნენ, რომ ასეთი სენსორები უნდა არსებობდეს, მაგრამ ვერ შეძლეს მათი იდენტიფიცირება მანამ, სანამ იულიუსმა არ აღმოაჩინა პირველი სითბოს რეცეპტორი.

ეს იყო ძალიან ფუნდამენტური აღმოჩენა. 1990-იანი წლების ბოლოს იულიუსის მიერ სითბოს რეცეპტორის იდენტიფიცირება მოხდა ასობით გენის ძალიან დამღლელი შესწავლის შედეგად მათი ტემპერატურისადმი მგრძნობელობისთვის. დღეს ჩვენ გვაქვს ძალიან ეფექტური კომპიუტერები და მოდელები, რომლებსაც შეუძლიათ სამუშაოს შემცირება და პროცესის დაჩქარება, მაგრამ იმ დღეებში ბევრი შრომატევადი კვლევა იყო საჭირო. ამ პირველმა აღმოჩენამ გამოიწვია რამდენიმე სხვა რეცეპტორის იდენტიფიცირება. ისევე, როგორც არის სითბოსადმი მგრძნობიარე რეცეპტორები, არიან სხვებიც, რომლებსაც შეუძლიათ სიცივის შეგრძნება. და კიდევ სხვები, რომლებსაც შეუძლიათ იგრძნონ ზეწოლა. ჩვენ ახლა ვიცით რამდენიმე მათგანი, თქვა დიპანჯან როიმ, ნეირომეცნიერმა მანესარში მდებარე ტვინის კვლევის ეროვნული ცენტრიდან.

მექანიზმი

სითბოს, ან სიცივისა და წნევის შეგრძნების ადამიანის უნარი დიდად არ განსხვავდება ჩვენთვის ნაცნობი მრავალი დეტექტორის მუშაობისგან. კვამლის დეტექტორი, მაგალითად, აგზავნის სიგნალიზაციას, როდესაც ის გრძნობს კვამლს გარკვეულ ზღურბლს მიღმა. ანალოგიურად, როდესაც რაღაც ცხელი ან ცივი ეხება სხეულს, სითბოს რეცეპტორები იძლევა გარკვეული სპეციფიკური ქიმიკატების გავლას, როგორიცაა კალციუმის იონები, ნერვული უჯრედების მემბრანაში. ეს ჰგავს კარიბჭეს, რომელიც იხსნება ძალიან კონკრეტული მოთხოვნით. უჯრედის შიგნით ქიმიური ნივთიერების შეყვანა იწვევს ელექტრული ძაბვის მცირე ცვლილებას, რომელსაც ნერვული სისტემა იკავებს.

არსებობს რეცეპტორების მთელი სპექტრი, რომლებიც მგრძნობიარეა ტემპერატურის სხვადასხვა დიაპაზონის მიმართ. როდესაც მეტი სითბოა, მეტი არხი იხსნება იონების ნაკადის დასაშვებად და ტვინს შეუძლია უფრო მაღალი ტემპერატურის აღქმა. მსგავსი რამ ხდება, როდესაც ვეხებით რაღაც უკიდურესად ცივ, თქვა აურნაბ გოზმა, ნეირომეცნიერმა ინდოეთის სამეცნიერო განათლებისა და კვლევის ინსტიტუტიდან პუნეში.

გოზმა თქვა, რომ ეს რეცეპტორები მგრძნობიარეა არა მხოლოდ გარე შეხების მიმართ, არამედ შეუძლიათ სხეულის შიგნით ტემპერატურისა და წნევის ცვლილებების აღმოჩენაც.

ნობელი ფიზიოლოგიის ან მედიცინის დარგში

როდესაც ჩვენი სხეულის ტემპერატურა გადახრის ოპტიმალურ დონეს, მაგალითად, ხდება რეაქცია. სხეული ცდილობს დაუბრუნდეს ოპტიმალურ, ანუ ბირთვულ ტემპერატურას. ეს მხოლოდ იმიტომ ხდება, რომ სითბოს რეცეპტორებს შეუძლიათ ტემპერატურის ცვლილების შეგრძნება და ნერვული სისტემა ამის აღდგენას ცდილობს, თქვა მან.

მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. როდესაც ჩვენი შარდის ბუშტი სავსეა, მაგალითად, შარდის ბუშტში წნევა იზრდება. წნევის ეს ცვლილება იგრძნობა წნევის რეცეპტორებით და გადაეცემა ნერვულ სისტემას, რაც ქმნის თავის განთავისუფლების სურვილს. არტერიული წნევის ცვლილებები ანალოგიურად იგრძნობა და დაიწყო გამოსასწორებელი ქმედებები... სწორედ ამიტომ ამ რეცეპტორების აღმოჩენა იმდენად ფუნდამენტურია ჩვენი სხეულის ფუნქციონირების გაგებისთვის, თქვა გოზმა.

თერაპიული შედეგები

ფიზიოლოგიაში მიღწევები ხშირად იწვევს დაავადებებსა და აშლილობებთან ბრძოლის უნარის გაუმჯობესებას. ეს არაფრით განსხვავდება. როგორც კოგნიტური ნეირომეცნიერების დოქტორმა სნეჰა შაშიდჰარამ აღნიშნა, ამ რეცეპტორების იდენტიფიკაცია ხსნის მათი ფუნქციონირების რეგულირების შესაძლებლობას. მაგალითად, არის რეცეპტორები, რომლებიც გვაიძულებენ ტკივილის შეგრძნებას. თუ ამ რეცეპტორებს შეუძლიათ დათრგუნონ, ან გახდნენ ნაკლებად ეფექტური, ადამიანს ნაკლები ტკივილი ჰქონდა.

ქრონიკული ტკივილი არის მთელი რიგი დაავადებები და დარღვევები. ადრე ტკივილის გამოცდილება საიდუმლო იყო. მაგრამ რაც უფრო და უფრო მეტად გვესმის ეს რეცეპტორები, შესაძლებელია მივიღოთ მათი დარეგულირების უნარი ისე, რომ ტკივილი მინიმუმამდე დაიყვანოს, თქვა მან.

ღოსეს თქმით, ფაქტობრივად, ამ სფეროში კვლევები უკვე დაწყებულია. შესაძლებელია, რომ ტკივილგამაყუჩებლების შემდეგი თაობა იმუშავებს ამ გზით, თქვა მან და დასძინა, რომ არსებობს რამდენიმე სხვა თერაპიული შედეგიც, მათ შორის ინტერვენციები, რომლებიც შეიძლება სასარგებლო იყოს ისეთი დაავადებების მკურნალობაში, როგორიცაა კიბო ან დიაბეტი.

ბიულეტენი| დააწკაპუნეთ, რომ მიიღოთ დღის საუკეთესო ახსნა-განმარტებები თქვენს შემოსულებში

ᲒᲐᲣᲖᲘᲐᲠᲔᲗ ᲗᲥᲕᲔᲜᲡ ᲛᲔᲒᲝᲑᲠᲔᲑᲡ: