Explicació: Nobel per desxifrar la ciència del tacte - Desembre 2022

David Julius i Ardem Patapoutian van identificar el mecanisme mitjançant el qual els detectors tàctils es comuniquen amb el sistema nerviós. Quines són les implicacions de la seva recerca per a la medicina?

Els científics nord-americans David Julius (esquerra) i Ardem Patapoutian.

Els cinc sentits a través dels quals els éssers humans perceben i experimenten el món que els envolta són ben coneguts. Els mecanismes interns dins del cos humà a través dels quals prenem consciència i responem a la llum, el so, l'olfacte i el gust han estat bastant ben entès durant diverses dècades. La comprensió de com sentim a través del tacte (la percepció de calor o fred, la pressió o la tensió o la sensació de dolor físic) va esquivar als científics durant molt de temps.



Fins que David Julius i Ardem Patapoutian, treballant de manera independent als Estats Units, van fer una sèrie de descobriments a finals dels noranta i principis dels 2000 per esbrinar els detectors tàctils del nostre cos i el mecanisme mitjançant el qual es comuniquen amb el sistema nerviós per identificar i respondre. a un toc particular. Per la seva investigació innovadora, que encara continua, Julius, de 66 anys, i Patapoutian, de 54, van ser declarats guanyadors conjunts del Premi Nobel de Fisiologia 2021 dilluns.

Premi Nobel d'Economia| Premi màxim d'economia laboral

El Nobel de Fisiologia és el primer en ciències que s'anuncia. Dimarts es donarà a conèixer el Premi Nobel de Física, seguit del de Química un dia després.





Sensors

Julius i Patapoutian han estat guardonats amb el premi pels seus descobriments de receptors de temperatura i tacte . En poques paraules, van descobrir els sensors moleculars del cos humà que són sensibles a la calor i a la pressió mecànica i ens fan sentir calent o fred, o el tacte d'un objecte afilat a la nostra pell.



Els sensors artificials són familiars al món actual. Un termòmetre és un sensor de temperatura molt comú. En una habitació, una taula o un llit no podrien percebre els canvis de temperatura fins i tot quan estiguin exposats a la calor, però sí un termòmetre. De la mateixa manera, en el cos humà, totes les molècules no senten calor quan s'hi exposen. Només ho fan proteïnes molt específiques, i la seva feina és transmetre aquest senyal al sistema nerviós, que després desencadena una resposta adequada. Els científics sabien que aquests sensors havien d'existir, però no van ser capaços d'identificar-los fins que Julius va descobrir el primer receptor de calor.

Va ser un descobriment molt fonamental. La identificació del receptor de calor per part de Julius a finals de la dècada de 1990 es va produir gràcies a un escrutini molt tediós de centenars de gens per la seva sensibilitat a la temperatura. Avui disposem d'ordinadors i models molt eficients que poden reduir el treball i accelerar el procés, però en aquells dies es necessitava molta investigació minuciosa. Aquest primer descobriment va portar a la identificació de diversos altres receptors. Igual que hi ha receptors sensibles a la calor, n'hi ha d'altres que poden sentir la fredor. I encara d'altres, que poden sentir pressió. Ara en coneixem diversos, va dir Dipanjan Roy, neurocientífic del Centre Nacional d'Investigació del Cervell de Manesar.




boig poc no val la pena

Premi Nobel de la Pau 2021| Periodistes independents que van defensar la llibertat d'expressió

El mecanisme

La capacitat humana de sentir la calor, o el fred i la pressió no és gaire diferent del funcionament dels molts detectors que estem familiaritzats. Un detector de fum, per exemple, emet una alarma quan detecta fum més enllà d'un determinat llindar. De la mateixa manera, quan alguna cosa calenta o freda toca el cos, els receptors de calor permeten el pas d'alguns productes químics específics, com els ions de calci, a través de la membrana de les cèl·lules nervioses. És com una porta que s'obre a una petició molt concreta. L'entrada de la substància química a l'interior de la cèl·lula provoca un petit canvi en la tensió elèctrica, que és captada pel sistema nerviós.



Hi ha tot un espectre de receptors que són sensibles a diferents rangs de temperatura. Quan hi ha més calor, s'obren més canals per permetre el flux d'ions, i el cervell és capaç de percebre una temperatura més alta. Passen coses semblants quan toquem alguna cosa extremadament freda, va dir Aurnab Ghose, neurocientífic de l'Institut Indi d'Educació i Investigació Científica de Pune.

Premi Nobel de Física 2021| Primer Nobel de ciència del clima

Ghose va dir que aquests receptors no només eren sensibles al tacte extern, sinó que també podien detectar canvis de temperatura o pressió dins del cos.



Nobel de fisiologia o medicina

Quan la temperatura del nostre cos es desvia del nivell òptim, per exemple, hi ha una reacció. El cos fa un esforç per tornar a la temperatura òptima, o central. Això només passa perquè els receptors de calor són capaços de detectar un canvi de temperatura i el sistema nerviós intenta restaurar-ho, va dir.

Però això no és tot. Quan la nostra bufeta urinària està plena, per exemple, la pressió a la bufeta augmenta. Aquest canvi de pressió és detectat pels receptors de pressió i retransmès al sistema nerviós que crea aquesta necessitat d'alleujar-se. Els canvis en la pressió arterial es detecten de manera similar i s'inicien accions correctores... Per això els descobriments d'aquests receptors són tan fonamentals per a la nostra comprensió de com funciona el nostre cos, va dir Ghose.



Implicacions terapèutiques

Els avenços en fisiologia sovint han donat lloc a una millora en la capacitat de lluitar contra malalties i trastorns. Aquest no és diferent. Tal com va assenyalar Sneha Shashidhara, doctora en neurociència cognitiva, la identificació d'aquests receptors obre la possibilitat de regular-ne el funcionament. Per exemple, hi ha receptors que ens fan sentir dolor. Si aquests receptors poden suprimir, o fer menys efectius, la persona hauria sentit menys dolor.

El dolor crònic està present és una sèrie de malalties i trastorns. Abans, l'experiència del dolor era un misteri. Però a mesura que entenem cada cop més aquests receptors, és possible que guanyem la capacitat de regular-los de manera que el dolor es minimitzi, va dir.

Nobel de Química 2021| Idea senzilla que va catalitzar reaccions que van canviar el joc

Ghose va dir, de fet, que la investigació en aquest camp ja estava en marxa. És possible que la propera generació d'analgèsics funcioni d'aquesta manera, va dir, i va afegir que també hi havia diverses altres implicacions terapèutiques, incloses intervencions que podrien ser útils en el tractament de malalties com el càncer o la diabetis.

Butlletí informatiu| Feu clic per rebre els millors explicadors del dia a la vostra safata d'entrada