Ipinaliwanag: Nobel para sa pag-decipher ng agham ng pagpindot

Tinukoy nina David Julius at Ardem Patapoutian ang mekanismo kung saan nakikipag-ugnayan ang mga touch detector sa nervous system. Ano ang mga implikasyon ng kanilang pananaliksik para sa medisina?

Ang mga Amerikanong siyentipiko na sina David Julius (Kaliwa) at Ardem Patapoutian.

Ang limang pandama kung saan nakikita at nararanasan ng mga tao ang mundo sa kanilang paligid ay kilala. Ang mga panloob na mekanismo sa loob ng katawan ng tao kung saan tayo nagkakaroon ng kamalayan, at tumutugon sa, liwanag, tunog, amoy at lasa ay medyo naiintindihan nang mabuti sa loob ng ilang dekada. Ang pag-unawa sa kung paano natin nararamdaman sa pamamagitan ng pagpindot - ang pang-unawa ng mainit o malamig, pisilin o pilay o ang pakiramdam ng pisikal na pananakit - ay matagal nang iniiwasan ng mga siyentipiko.

Hanggang sina David Julius at Ardem Patapoutian, nagtatrabaho nang nakapag-iisa sa Estados Unidos, ay gumawa ng isang serye ng mga pagtuklas noong huling bahagi ng 1990s at unang bahagi ng 2000s upang malaman ang mga touch detector sa ating katawan at ang mekanismo kung saan sila nakikipag-ugnayan sa nervous system upang makilala at tumugon. sa isang partikular na ugnayan. Para sa kanilang ground-breaking na pananaliksik, na nagpapatuloy pa rin, ang 66-anyos na si Julius at 54-anyos na Patapoutian ay idineklara na magkasanib na mga nanalo ng 2021 Nobel Prize sa Physiology noong Lunes.

Ang Physiology Nobel ay ang una sa agham na inihayag. Ang Nobel Prize sa Physics ay iaanunsyo sa Martes, na susundan ng isa sa Chemistry makalipas ang isang araw.

Mga sensor

Sina Julius at Patapoutian ay ginawaran ng premyo para sa kanilang mga pagtuklas ng mga receptor para sa temperatura at pagpindot . Sa madaling salita, natuklasan nila ang mga molecular sensor sa katawan ng tao na sensitibo sa init, at sa mekanikal na presyon, at nagpaparamdam sa atin ng init o lamig, o ang pagdampi ng isang matulis na bagay sa ating balat.

Ang mga artipisyal na sensor ay pamilyar sa mundo ngayon. Ang thermometer ay isang pangkaraniwang sensor ng temperatura. Sa isang silid, ang isang mesa o kama ay hindi makakakita ng mga pagbabago sa temperatura kahit na sila ay nalantad sa init, ngunit ang isang thermometer ay makikita. Sa katulad na paraan, sa katawan ng tao, ang lahat ng mga molekula ay hindi nakakaramdam ng init kapag sila ay nalantad dito. Ang mga napaka-espesipikong protina lamang ang gumagawa, at trabaho nila na ihatid ang signal na ito sa sistema ng nerbiyos, na pagkatapos ay mag-trigger ng naaangkop na tugon. Alam ng mga siyentipiko na ang mga naturang sensor ay dapat na umiiral, ngunit hindi nakilala ang mga ito hanggang sa natuklasan ni Julius ang unang receptor ng init.

Ito ay isang napakapangunahing pagtuklas. Ang pagkakakilanlan ng heat receptor ni Julius noong huling bahagi ng 1990s ay dumating sa pamamagitan ng napakahirap na pagsisiyasat ng daan-daang mga gene para sa kanilang pagiging sensitibo sa temperatura. Ngayon, mayroon kaming napakahusay na mga computer at modelo na maaaring bawasan ang trabaho, at mabilis na subaybayan ang proseso, ngunit sa mga araw na iyon ay nangangailangan ng maraming maingat na pananaliksik. Ang unang pagtuklas na iyon ay humantong sa pagkakakilanlan ng ilang iba pang mga receptor. Tulad ng may mga receptor na sensitibo sa init, may iba pang nakakaramdam ng lamig. At ang iba pa, nakakadama ng pressure. Alam na natin ngayon ang ilan sa mga ito, sabi ni Dipanjan Roy, isang neuroscientist sa National Brain Research Center sa Manesar.

Ang mekanismo

Ang kakayahan ng tao na makadama ng init, o lamig, at presyon ay hindi gaanong naiiba sa paggana ng maraming detector na pamilyar sa atin. Ang smoke detector, halimbawa, ay nagpapadala ng alarma kapag nakakaramdam ito ng usok na lampas sa isang tiyak na threshold. Katulad nito, kapag ang isang bagay na mainit, o malamig, ay dumampi sa katawan, ang mga heat receptor ay nagbibigay-daan sa pagpasa ng ilang partikular na kemikal, tulad ng mga calcium ions, sa pamamagitan ng lamad ng mga selula ng nerbiyos. Ito ay tulad ng isang gate na nagbubukas sa isang napaka-espesipikong kahilingan. Ang pagpasok ng kemikal sa loob ng cell ay nagdudulot ng maliit na pagbabago sa boltahe ng kuryente, na kinukuha ng nervous system.

Mayroong isang buong spectrum ng mga receptor na sensitibo sa iba't ibang saklaw ng temperatura. Kapag may mas maraming init, mas maraming channel ang nagbubukas upang payagan ang pagdaloy ng mga ions, at ang utak ay nakakakita ng mas mataas na temperatura. Ang mga katulad na bagay ay nangyayari kapag hinawakan natin ang isang bagay na sobrang lamig, sabi ni Aurnab Ghose, isang neuroscientist sa Indian Institute of Science Education and Research sa Pune.

Sinabi ni Ghose na ang mga receptor na ito ay sensitibo hindi lamang sa panlabas na pagpindot, ngunit maaari ring makakita ng mga pagbabago sa temperatura o presyon sa loob ng katawan.

Nobel para sa pisyolohiya o gamot

Kapag ang temperatura ng ating katawan ay lumihis mula sa pinakamabuting antas, halimbawa, mayroong isang reaksyon. Ang katawan ay nagsisikap na bumalik sa pinakamabuting kalagayan, o core, na temperatura. Nangyayari lamang iyon dahil ang mga receptor ng init ay nakadarama ng pagbabago sa temperatura, at sinusubukan ng nervous system na ibalik iyon, aniya.

Ngunit hindi lang iyon. Kapag puno na ang ating urinary bladder, halimbawa, tumataas ang pressure sa pantog. Ang pagbabagong ito sa presyon ay nadarama ng mga pressure receptor at ipinadala sa sistema ng nerbiyos na lumilikha ng pagnanasang ito na mapawi ang sarili. Nararamdaman ang mga pagbabago sa presyon ng dugo sa katulad na paraan, at nagsimula ang mga remedial na aksyon... Kaya naman ang mga pagtuklas ng mga receptor na ito ay napakahalaga sa ating pag-unawa sa kung paano gumagana ang ating katawan, sabi ni Ghose.

Therapeutic na implikasyon

Ang mga pambihirang tagumpay sa pisyolohiya ay madalas na nagresulta sa isang pagpapabuti sa kakayahang labanan ang mga sakit at karamdaman. Ang isang ito ay walang pinagkaiba. Tulad ng itinuro ni Sneha Shashidhara, isang PhD sa cognitive neuroscience, ang pagkakakilanlan ng mga receptor na ito ay nagbubukas ng posibilidad na i-regulate ang kanilang paggana. Halimbawa, may mga receptor na nagpaparamdam sa atin ng sakit. Kung ang mga receptor na ito ay maaaring sugpuin, o gawing hindi gaanong epektibo, ang tao ay nakakaramdam ng mas kaunting sakit.

Ang talamak na sakit ay naroroon ay isang bilang ng mga sakit at karamdaman. Mas maaga, ang karanasan ng sakit ay isang misteryo. Ngunit habang naiintindihan natin ang mga receptor na ito nang higit pa at higit pa, posible na makuha natin ang kakayahang pangalagaan ang mga ito sa paraang mabawasan ang sakit, aniya.

Sinabi ni Ghose, sa katunayan, ang pananaliksik sa larangang ito ay isinasagawa na. Posible na ang susunod na henerasyon ng mga pain-killer ay gagana sa ganitong paraan, aniya, at idinagdag na may ilang iba pang mga therapeutic implications din, kabilang ang mga interbensyon na maaaring maging kapaki-pakinabang sa paggamot ng mga sakit tulad ng cancer o diabetes.

Newsletter| Mag-click upang makuha ang pinakamahusay na mga tagapagpaliwanag ng araw sa iyong inbox

Ibahagi Sa Iyong Mga Kaibigan: