Горячо — холодно
Первым за изучение терморецепции взялся Дэвид Джулиус. В 1997 году он с коллегами изучал реакцию клеток на капсаицин — алкалоид, содержащийся в различных видах стручкового перца. Все мы знаем, что если съесть много перца, во рту будут чувствоваться жжение и боль . Необходимо было выявить рецептор, ответственный за эти ощущения. Джулиус и его сотрудники создали библиотеку генов, работающих в сенсорных нейронах: по их расчетам, там должен был оказаться и белок, реагирующий на капсаицин. Они экспрессировали отдельные гены из этой коллекции в культивируемых клетках, которые на капсаицин реагировать не должны, и после кропотливых поисков был найден тот самый ген, придающий клеткам чувствительность к капсаицину.
Однако, диалектическим образом, где боль — там и обезболивание. При определенных условиях капсаицин и его аналоги могут послужить и для избавления от страданий: «Жгучий перец облегчит боль» , «Молекулярная биология боли» .
Дальнейшие эксперименты показали, что этот ген кодирует новый ионный канал, позже названный . Его функция — определение и регуляция температуры тела, а также восприятие жгучей боли, связанной с воспалением в периферических тканях . Исследовали его способность реагировать на тепло, и выяснили, что этот канал начинает пропускать ионы при температуре выше 43 °C: именно в этот момент мы начинаем чувствовать боль . Проверить это несложно: сидя в ванной, включите горячую воду; а когда будет уже невтерпеж, измерьте температуру.
Рисунок 1. Схема эксперимента, в котором капсаицин был использован для идентификации TRPV1 — ионного канала, активируемого теплом. Справа показаны другие ионные каналы, активирующиеся при различных температурах.
В лаборатории Джулиуса проводят не только биохимические исследования: трехмерные структуры канала TRPV1 (причем сразу в двух состояниях: открытом и закрытом ), а потом и родственных белков, также были получены здесь. Кстати, сделано это было при помощи совсем «свежего» на тот момент метода криоэлектронной микроскопии, вскоре после того удостоенного своей «Нобелевки» .
В Москве вручили премию TOP PEOPLE AWARDS 2021
24.09.21 в CROCUS CITY HALL (Backstage) состоялось грандиозное мероприятие осени — ежегодная церемония успешных людей России «TOP PEOPLE AWARDS» и презентация нового выпуска журнала EXPERT_RF.Организатор и спонсор мероприятия EXPERT_RFF.Основатель, главный редактор и учредитель Kristina PurPur.Основатель и Главный редактор журнала N1 в России для коучей и предпринимателей EXPERT_RFЭксперт Совета Федерации при Госдуме по информационной политике и СМИ.Резидент «SKOLKOVO womenclub»В бизнесе более 10 летКоуч по упаковке и продвижению экспертности, бизнеса в InstagramМама двух дочерейНе блогер, за жизнью которого наблюдают пол миллиона человек в ИнстаграмВзращиваю только самоокупаемые проекты, без спонсоровОрганизовываю успешные мероприятия на несколько сотен человек в Москве, находясь за ее пределами
Наградами были удостоены лучшие из лучших:Катя Лель«За вклад в развитие музыкальной индустрии»Виктория Боня«Лучший Образовательный проект для женщин 2021»Эвелина Блёданс«Общественный деятель года»Катя Гусева«Singer Dj Project 2021»Ирина ОртманTOP сингл лета 2021«Здравствуй, счастье»Таня Герман«Международный артист года»Меседа Багаудинова«Выбор поколений»Евгения Ивлева«PR producer года»Ямбушева ЛилияПРОРЫВ ГОДА в номинации «ВОКАЛ»Мария Мелякова«За вклад в развитие контрактного производства России»Шоу Личный Бренд«Шоу проект ютуб»Лера Улетная«TOP блогер года»Хивинцева АнтонинаFANTAGERO«Основатель успешных бизнес-проектов 2021»Татьяна Васильева«Семейный консультант финансовых стратегий 2021»Ирина Калинина«За вклад в юридическую науку России»Елизавета Роднянская«Dj проект года»Кристина Пузатко«Модель года 2021»Кристина Выставкина«Бизнес Woman года 2021»Натали Косяченко«Event producer года»Екатерина Рябинина«Лучший женский блог 2021»Анастасия Домашева«Таргетолог года 2021»Лошадиная сила«TOP beauty-бренд 2021»Группа Пропаганда«Женская поп-группа»Сергей Агафонов«TOP ведущий 2021»Константин Кот«Шоумен года»Джули По«За вклад в создание научных технологий в Нумерологии»МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ НУМЕРОЛОГИИ «АЛЬВАСАР»«Научно — просветительский проект года»Фотова Кристина«Наставник года в сфере маркетинга 2021»Виолетта Ефимова«За вклад в развитие аккаунтов соц. сетей»Стеша Коваленко«Kids Singer 2021»Усадьба Тайны Рублева«Свадебная площадка года 2021»Skolkovowomenclub«Женский бизнес клуб года»Маргарита ХворыхFashion brand года«M.A.R.G.O»
Выражаем особую благодарность партнёрам мероприятия, а именно брендам — Лошадиная сила, KLATZ, Michel Katana, Julia Arger, Axioma, R Legend.Мероприятие посетили — Эвелина Блёданс, Карина Мишулина, Ирина Ортман, Катя Лель и другие звёздные персоны.Яркую концертную программу представил Продюсерский Центр Вадима Антонова — харизматичный артист Цакоти исполнил свои хиты «Моя» и «Фальшивая любовь», а Ксюша Антонова презентовала сразу две авторские композиции.Кристина Пурпур не останавливается на достигнутом.Уже 28 октября в OBLAKA MOSCOW состоится День Рождения журнала «Эксперт РФ» и премия «Эксперт Года 2021».
Параллельные открытия
Основываясь на своей работе по терморецепторам, в 2002 году Дэвид Джулиус обнаружил «холодовой» рецептор и назвал его CMR1 . Однако в это же время Ардем Патапутян также обнаружив этот рецептор, назвал его TRPM8 и показал, что он дополнительно активируется ментолом , . Забавно, что оба эти открытия произошли одновременно, однако полностью независимо друг от друга.
В итоге научным сообществом было принято обозначение рецептора TRPM8. В дальнейшем открыли и другие ионные каналы семейства TRP, и обнаружили, что они активируются в широком диапазоне физиологических температур. С помощью генетически модифицированных мышей, у которых «выключали» эти гены , изучили механизмы терморецепции. Впоследствии эти открытия помогли в разработке анальгетических и противовоспалительных препаратов, регулирующих активность подобных каналов. К примеру, препараты, воздействующие на канал TRPM8, препятствуют холодовой гиперчувствительности, в том числе вызванной хроническими состояниями, такими как диабет или рак .
На меня оказывают давление!
Пока шло активное изучение и идентификация новых терморецепторов на мембране клеток, оставалось непонятным, как механические стимулы преобразуются в ощущения прикосновений. Однако продолжалось это недолго: уже в 2010 году Ардем Патапутян с коллегами написал статью, в которой описал этот механизм . Исследователи брали клетки, которые испускали электрический сигнал, когда на них оказывали давление (в ходе экспериментов их протыкали микропипеткой). Была собрана библиотека из 72 генов-кандидатов, кодирующих возможные рецепторы. Эти гены «выключали» один за другим, чтобы обнаружить ген, ответственный за механочувствительность. Так удалось определить единственный белок, без которого клетки теряли чувствительность к прикосновениям: им оказался механочувствительный ионный канал Piezo1; впоследствии открыли и похожий на него Piezo2.
Но как он работает? Для ответа на этот вопрос достаточно взглянуть на его структуру. Термочувствительные каналы меняют конформацию и начинают пропускать ионы под влиянием температуры, ну а их механочувствительные собратья изменяются буквально под давлением обстоятельств!
Рисунок 2. Схема работы каналов Piezo1 и Piezo2. При внешнем воздействии мембрана клетки изменяется, каналы открываются и начинают пропускать ионы.
Было также показано, что Piezo2 отвечает за восприятие положения и движения тела в пространстве — проприоцепцию. Оба этих канала регулируют важные физиологические процессы, например артериальное давление и растяжение мочевого пузыря .
Важно понимать, что происходит
Возможность в полной мере воспринимать окружающую среду всегда являлась важным эволюционным преимуществом. Чем лучше организм понимает, в каком положении находится, в каком состоянии его системы органов и где он может найти прибежище, тем для него лучше. Вся полученная через различные рецепторы информация определяет дальнейшее поведение организма, именно поэтому преобразование внешних воздействий в биологические сигналы играет решающую роль в физиологии. «Биомолекула» уже немало писала про рецепторы, и для начала — если ты терпелив, читатель, — мы приглашаем ознакомиться с рецепторами, за которые дали «Нобеля» в прошлый раз (в 2012 году, и по химии ), в частности — со зрительным рецептором родопсином .
У млекопитающих многие реакции регулируются с помощью механотрансдукции — преобразования механических стимулов в понятный клеткам электрохимический потенциал действия. Эмбриональное развитие, осязание, боль, проприоцепция (ощущение относительного положения частей тела и их движения), слух, регулировка кровотока, рост и повреждение легких, гомеостаз костей и мышц — всё это управляется механотрансдукцией , . У растений механическая сила влияет на морфогенез, например, при формировании боковых корней . Одноклеточные организмы, такие как инфузории, чувствуют прикосновение и изменяют направление движения в ответ на тактильный стимул . Механотрансдукция в волосковых клетках внутреннего уха позвоночных происходит чрезвычайно быстро, задействуя ионный канал, непосредственно активируемый внешней силой .
Также не стоит забывать о терморецепции
Любому организму важно верно оценивать температуру окружающей среды, чтобы выбирать подходящие для себя тепловые условия, а также чтобы избежать повреждений экстремальными температурами. Основа терморецепции — преобразование тепловой энергии в биологические сигналы: это и делают белковые терморецепторы
У животных развилось огромное разнообразие термосенсорных механизмов, позволяющих им чувствовать изменения температуры и реагировать на них. У людей этот процесс имеет решающее значение для гомеостатического поддержания температуры тела, а также для поведенческих реакций на температуру окружающей среды, таких как ношение пальто на улице, когда идет снег; или использование ухватки, чтобы вытащить горячий противень из духовки.
Каждый день наш организм обрабатывает информацию от сотен и тысяч объектов, которых мы касаемся, переносим, употребляем в пищу. Мозг постоянно получает сигналы от внешней среды и внутренних органов и реагирует соответственно. Однако до открытий Дэвида Джулиуса и Ардема Патапутиана в нейрофизиологической картине мира всё еще зиял заметный пробел: как именно температура и механические стимулы превращаются в электрические импульсы в нервной системе?
