Κάποιοι το ονόμασαν το «Νομπέλ της αγκαλιάς» και κάποιοι άλλοι το «Νομπέλ της πιπεριάς»! Βλέπετε το εφετινό βραβείο Νομπέλ Ιατρικής δόθηκε στους ερευνητές οι οποίοι διαλεύκαναν τον τρόπο με τον οποίο αισθανόμαστε την πίεση και τη θερμοκρασία (βασικά συστατικά μιας θερμής αγκαλιάς), ενώ για τον πειραματισμό αξιοποιήθηκε η καψαϊκίνη, το συστατικό που κάνει τις καυτερές πιπεριές… καυτερές.
Ανεξαρτήτως ονόματος πάντως, οι δύο εφετινοί τιμώμενοι έριξαν φως σε έναν θεμελιώδη μηχανισμό, για την ύπαρξη του οποίου όλοι έχουμε εμπειρική γνώση, ωστόσο κανείς δεν γνώριζε πώς λειτουργεί. Με άλλα λόγια, όλοι ξέρουμε ότι αν βάλουμε το χέρι μας στη φωτιά θα καούμε, όπως ξέρουμε και ότι μια αδρή επιφάνεια θα γρατζουνίσει το χέρι μας, ενώ ένα πέταλο λουλουδιού θα το χαϊδέψει. Ωστόσο, μέχρι τη δεκαετία του 1990 παρέμενε άγνωστο το πώς τα θερμικά και μηχανικά ερεθίσματα μετατρέπονται σε ηλεκτρικές ώσεις έτσι ώστε ο εγκέφαλός μας να λάβει την πληροφορία που θα του επιτρέψει να αντιληφθεί το περιβάλλον μας.
Ολα άλλαξαν χάρη στις επίπονες εργασίες των δύο εφετινών τιμωμένων επιστημόνων, οι οποίοι θα μοιραστούν εξίσου το βραβείο: πρόκειται για τον εξηνταεξάχρονο Αμερικανό Ντέιβιντ Τζούλιους (David Julius) και τον πενηντατετράχρονο Αρντέμ Παταπουτιάν (Ardem Patapoutian), ο οποίος γεννήθηκε στη Βηρυτό του Λιβάνου.
Από το κρύο στη ζέστη
Η δουλειά και των δύο έλαβε χώρα πριν ακόμη οι τεχνολογικές εξελίξεις επιτρέψουν τη μαζική ανάλυση των γονιδιωμάτων. Ετσι η αναζήτηση των γονιδίων τα οποία ευθύνονταν για την αίσθηση της θερμοκρασίας και της αφής περιλάμβανε έναν κοπιώδη πειραματισμό, ο οποίος παραπέμπει σε αναζήτηση ψύλλων στα άχυρα. Αυτό όμως δεν αποθάρρυνε τον Τζούλιους, ο οποίος εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο. Αφού έκοψε σε εκατομμύρια μικρά κομμάτια το DNA νευρικών ινών και τα τοποθέτησε σε καλλιέργειες κυττάρων, χρησιμοποίησε την καψαϊκίνη ως μέσο για να εντοπίσει τα κύτταρα που περιείχαν το γονίδιο που ανταποκρινόταν σε αυτή. Ετσι, έφτασε στον υποδοχέα TRPV1, για τον οποίο κατέδειξε ότι ευθύνεται για την αίσθηση της οδυνηρής για τον οργανισμό θερμότητας.
Χρησιμοποιώντας τη μενθόλη, τόσο ο Τζούλιους όσο και ο Παταπουτιάν (ο οποίος εργαζόταν στο Ινστιτούτο Scripps στην Καλιφόρνια) εντόπισαν, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον, και τον υποδοχέα TRPM8, ο οποίος ευθύνεται για την αίσθηση του κρύου. Ο Παταπουτιάν συνέχισε τον πειραματισμό αναζητώντας τους υποδοχείς οι οποίοι αντιδρούν στα μηχανικά ερεθίσματα. Αυτή τη φορά προκειμένου να εντοπίσει στην κυτταροκαλλιέργεια τα κύτταρα εκείνα που αντιδρούσαν στο μηχανικό ερέθισμα πίεζε τα κύτταρα ένα προς ένα και μετρούσε το ηλεκτρικό δυναμικό τους! Ετσι εντοπίστηκε αρχικά ο υποδοχέας Piezo1 και στη συνέχεια ο υποδοχέας Piezo2. (Περιττό να σημειώσουμε την ελληνικής προέλευσης ονομασία των δύο υποδοχέων.)
Κομβικοί υποδοχείς
Το ότι όλα τα γονίδια τα οποία εντοπίστηκαν ως κομβικής σημασίας για την αίσθηση της θερμοκρασίας και της πίεσης θα κωδικοποιούσαν για πρωτεΐνες οι οποίες λειτουργούν ως μεμβρανικοί υποδοχείς δεν εξέπληξε κανέναν: οι πρωτεΐνες αυτές λειτουργούν ως δίαυλοι μεταφοράς ιόντων εντός και εκτός του κυττάρου. Οι δίαυλοι παραμένουν κλειστοί και ανοίγουν μόνο όταν προσδεθεί πάνω τους το κατάλληλο ερέθισμα. Το άνοιγμά τους επιτρέπει τη διέλευση ιόντων με αποτέλεσμα να δημιουργείται μια διαφορά δυναμικού, ένα ηλεκτρικό σήμα δηλαδή το οποίο μεταφέρεται στον εγκέφαλο.
Αυτό που ήταν όμως λιγότερο αναμενόμενο ήταν η εμπλοκή των υποδοχέων της πίεσης σε μια πλειονότητα συστημάτων του οργανισμού. Η αίσθηση που έχουμε για τη θέση των μελών του σώματός μας αλλά και για το ίδιο μας το σώμα στον χώρο βασίζεται στην καλή λειτουργία του υποδοχέα Piezo2, ο οποίος εμπλέκεται ακόμη στη ρύθμιση της πίεσης αλλά και την αναπνοή.
