Sıcaklığı ve dokunmayı nasıl algıladığımız: 2021 Nobel Tıp Ödülü

Sıcaklığı ve dokunmayı nasıl algıladığımızı keşfetmek 2021 Nobel Tıp Ödülü ‘nü kazandırdı!

David Julius ve Ardem Patapoutian, ısı, soğuk, ağrı ve basınç için sinir hücresi sensörleri buldu.

parmak uçlarıyla küçük bir kırmızı biber tutan kişi
Acı biberden kaynaklanan yanık, David Julius’un ısı için sinir sensörlerini ortaya çıkarmasına yardımcı oldu. O ve Ardem Patapoutian, sıcaklık ve dokunma reseptörleri üzerindeki çalışmaları nedeniyle fizyoloji veya tıp alanında Nobel Ödülü’nü kazandı. PER TAY THANH/EYEEM/GETTY IMAGES

Bazı dokunaklı araştırmalar 2021 Nobel fizyoloji veya tıp ödülünü aldı. California, San Francisco Üniversitesi’nden David Julius ve La Jolla, Kaliforniya’daki Scripps Araştırma Enstitüsü’nden Ardem Patapoutian, sinir hücrelerinde ısı, soğuk ve basıncı algılayan sensörleri belirlemeye yönelik araştırmalarından dolayı 4 Ekim’de ödüle layık görüldü. 

Ödül sahipleri, kırmızı biber veya sıcak bir sobadan gelen yanan ısıyı, mentolün soğuma hissini veya sarılmadan gelen basıncı beyne gönderilebilecek sinir sinyallerine dönüştüren reseptör adı verilen proteinleri keşfettiler. Bu proteinler, dokunma duyusu ve acıyı hissetmek için çok önemlidir.

Bethesda’daki ABD Ulusal Nörolojik Hastalıklar ve İnme Enstitüsü müdürü Walter Koroshetz, dokunmayla ilgili temel araştırmaları tanımak önemlidir çünkü “sinir sisteminin çok temel bir işlevidir, çevremizle nasıl tepki veririz” diyor.

Fizyoloji veya tıp ödülünü veren Karolinska Enstitüsü’nün Nobel Meclisi üyesi ve nörobilimci Abdel El Manira, sıcaklık sensörlerinin yangın veya aşırı soğuktan kaynaklanan tehlikelere karşı uyarıda bulunduğunu söyledi. 

Dokunma reseptörleri, vücut parçalarımızın uzayda nerede olduğunu hissetmek için önemlidir. “Onlar olmasa ayakta duramazdık. El Manira, “Çevremize dokunamaz veya hissedemezdik” dedi. “Geçen yıl boyunca birbirimizden sosyal olarak uzaklaştık. Dokunma hissini, sarılmak gibi birbirimizden aldığımız sıcaklık hissini özledik.”

Patapoutian bir basın toplantısında, önemine rağmen, “dokunma belki de insanların çoğunlukla hafife aldığı duygudur” dedi.

Koroshetz, bilim adamlarının Julius ve Patapoutian’ın çalışmalarına başlamadan önce uzun yıllar dokunma ve sıcaklık alıcıları aradıklarını söyledi. “Herkes [reseptörlerin] orada olduğunu biliyordu, ama kimse onları bulamadı” diyor. Sonra iki ödül sahibi, bulunması zor proteinleri araştırmak için bazı akıllı yollar buldu.

Nobel ödüllü David Julius cam bir zeminin önünde duruyor
David Julius, 2021 Nobel Tıp Ödülü araştırmasında sıcağı ve soğuğu algılayan proteinler için sinir hücrelerini araştırmak için kapsaisin ve mentol kullandı. STEVE BABULJAK

Biyokimyacı ve moleküler fizyolog ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü mütevelli üyesi Julius, acı bibere ısı veren bileşik olan kapsaisin’i, insanların acı biberin yandığını hissetmesini sağlayan reseptör proteinlerini keşfetmek için kullandı. O sırada, bir basın toplantısında, TRPV1 alıcısının da ısıya tepki verdiğini bilmediğini söyledi. Bu keşif daha sonra geldi.

Julius, “Tıptaki bazı büyük ilerlemeler, insanların bir gün faydalı olabileceklerini önceden bilmeden sadece meraklarının peşinden gitmeleriyle başladı” dedi.

Protein bir iyon kanalı, bir hücrenin zarına yerleştirilmiş, yüklü atomların veya moleküllerin hücrenin içine veya dışına akışını kontrol etmek için açılan veya kapanan bir tür moleküler kapıdır. Bu durumda, TRPV1 kapsaisin veya ısı ile karşılaştığında açılır ve hücreye yüklü kalsiyum iyonlarının girmesine izin verir. Bu kalsiyum seli, sıcak maddeleri uyarmak için beyne gönderilen elektrik sinyallerini tetikler.

Protein şeklindeki küçük değişikliklerin, bir odanın normalden birkaç derece daha sıcak olduğunu algılamak gibi, küçük sıcaklık farklılıklarını beyne iletmesine tam olarak ne kadar izin verdiğini, Julius’un çözmeyi umduğu bir gizem olduğunu söyledi.

Julius, soğuk algılayıcı bir reseptör proteini olan TRPM8’i ortaya çıkarmak için kış tazeliğindeki bileşik mentol kullandı. Bir sinirbilimci ve bir Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı olan Patapoutian, bağımsız olarak çalışarak, aynı anda bu reseptörü keşfetti.

Patapoutian, laboratuvar kaplarına sinir hücrelerini sokmak için yaklaşık bir yıl harcadıktan sonra, mekanik basınca tepki olarak açılan bir reseptör proteini olan PIEZO1’i de keşfetti. Adını Yunanca’da basınç anlamına gelen kelimeden alan bu protein ve PIEZO2 adı verilen başka bir protein, insanların dokunmayı hissetmesini sağlar.

PIEZO2, hafif dokunuşları ve okşamaları algılayan Merkel hücreleri adı verilen derideki sinir hücreleri üzerindeki reseptördür. Ayrıca akciğerlerdeki sinirlerin organların aşırı şişmesini önlemeye yardımcı olur ve mesane ve bağırsak fonksiyonları için önemlidir. Koroshetz, PIEZO2’den yoksun çocukların denge sorunları olduğunu ve uzuvlarının nerede olduğunu hissedemediklerini söylüyor. “Bir şeyi kapmak için uzandıklarında parmaklarının nerede olduğuna bakmak zorundalar.” Anormal basınç algılama, glokoma ve yüksek tansiyona da katkıda bulunabilir. PIEZO1 ayrıca kandaki demir seviyelerinin düzenlenmesinde rol oynar.

Dokunma ve sıcaklık reseptörleri de ağrının işlenmesinde rol oynayabilir. Berlin’deki Max Delbrück Moleküler Tıp Merkezi’ndeki laboratuvarı somatik duyunun moleküler fizyolojisini inceleyen Gary Lewin, ilaç geliştirme potansiyeline rağmen, ilaç şirketlerinin bu kanalları kullanarak yeni tedaviler geliştirmekte zorlandıklarını söylüyor.

Nobel ödüllü Ardem Patapoutian boş konferans salonunda ayakta
Ardem Patapoutian’ın dokunmayı algılamaktan sorumlu alıcıları araştırması, onu 70’den fazla geni test etmeye yöneltti. 72 numara sonunda sonuç verdi – ona 2021 Nobel Tıp Ödülü ‘nün yarısını kazandırdı. BBVA VAKFI

Önemli bir engel, ısıyı algılamada rol oynayan reseptör TRPV1’i hedef alan ilaçların ateşi indükleme eğiliminde olmasından kaynaklanmaktadır. Lewin, yakından ilişkili diğer alıcıların daha umut verici olabileceğini söylüyor. “Her iki keşif de ağrı araştırması alanını gerçekten artırdı. Ama gerçekten daha yolun başındayız – keşfedilmeyi bekleyen çok şey var.” Bu reseptörlere dayalı tedaviler, opioidler gibi bağımlılık yapan ağrı kesici ilaçlara bir alternatif sağlayabilir.

Patapoutian, dokunma reseptörleri pek çok vücut işleminde yer aldığından, deri yamaları veya doğrudan etkilenen organa ilaç verilmesi gibi onlara yönelik tedavilerin lokalize edilmesi gerekeceğini söyledi.

Julius ve Patapoutian, 10 milyon İsveç kronu veya 1,1 milyon dolardan fazla olan ödülü bölüşecek.

Listelenmemiş numaralar ve sessize alınan cep telefonları, Nobel komitesinin kazananları akrabaları aracılığıyla takip etmesi gerektiği anlamına geliyordu. Julius ödülü bir baldızından öğrendi. Patapoutian, 94 yaşındaki babasından mesajı ileten bir telefon aldı. “Sanırım ‘rahatsız etmeyin’ [açık] olsa bile, favorilerinizdeki kişiler sizi yine de arayabilir” dedi. “Sonunda çok özel bir an oldu.”

Yazan: İlknur YEŞİLYURT

Kaynak

Nobelprize.org. Fizyoloji veya tıpta Nobel Ödülü 2021 

YouTube Kanalımız

İlknur Yeşilyurt hakkında 150 makale
Biyoteknolog ve Moleküler biyolog. Astronomi, yeşil enerji, genetik, nanoteknoloji, biyosensörler ve biyoçözünürlük/biyouyumluluk konularına meraklı. Bilim ve kitap tutkunu.

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*