Açıklama: Dokunma bilimini deşifre ettiği için Nobel

David Julius ve Ardem Patapoutian, dokunma detektörlerinin sinir sistemi ile iletişim kurma mekanizmasını tanımladılar. Araştırmalarının tıp üzerindeki etkileri nelerdir?

Amerikalı bilim adamları David Julius (Solda) ve Ardem Patapoutian.

İnsanların çevrelerindeki dünyayı algıladıkları ve deneyimledikleri beş duyu iyi bilinmektedir. İnsan vücudunun içindeki ışık, ses, koku ve tadın farkına vardığımız ve bunlara tepki verdiğimiz iç mekanizmalar, onlarca yıldır oldukça iyi anlaşılmıştır. Dokunma yoluyla nasıl hissettiğimizin anlaşılması - sıcak veya soğuk, sıkma veya gerilme veya fiziksel acı hissi - bilim adamlarının uzun süredir gözünden kaçtı.

Amerika Birleşik Devletleri'nde bağımsız olarak çalışan David Julius ve Ardem Patapoutian, 1990'ların sonunda ve 2000'lerin başında vücudumuzdaki dokunmatik dedektörleri ve bunların sinir sistemi ile iletişim kurarak tanımlayıp yanıt verme mekanizmalarını anlamak için bir dizi keşif yapana kadar. belirli bir dokunuşa. Halen devam eden çığır açan araştırmaları için, 66 yaşındaki Julius ve 54 yaşındaki Patapoutian, Pazartesi günü 2021 Nobel Fizyoloji Ödülü'nün ortak kazananları ilan edildi.

Fizyoloji Nobel, bilimlerde açıklanacak ilk kişidir. Nobel Fizik Ödülü Salı günü açıklanacak, ardından bir gün sonra Kimya'da verilecek.

Sensörler

Julius ve Patapoutian ödüle layık görüldü sıcaklık ve dokunma alıcılarını keşfettikleri için . Basitçe söylemek gerekirse, insan vücudunda ısıya ve mekanik basınca duyarlı olan ve bizi sıcak veya soğuk hissettiren ya da keskin bir cismin tenimize temasını sağlayan moleküler sensörleri keşfettiler.

Yapay sensörler günümüz dünyasında aşinadır. Bir termometre çok yaygın bir sıcaklık sensörüdür. Bir odada, bir masa veya yatak, ısıya maruz kalsalar bile sıcaklıktaki değişiklikleri algılayamaz, ancak bir termometre algılar. Aynı şekilde insan vücudunda da tüm moleküller ısıya maruz kaldıklarında ısıyı hissetmezler. Sadece çok spesifik proteinler yapar ve bu sinyali sinir sistemine iletmek ve daha sonra uygun bir yanıtı tetiklemek onların işidir. Bilim adamları, bu tür sensörlerin var olması gerektiğini biliyorlardı, ancak Julius ilk ısı alıcısını keşfedene kadar onları tanımlayamadılar.

Bu çok temel bir keşifti. 1990'ların sonlarında Julius tarafından ısı reseptörünün tanımlanması, sıcaklığa duyarlılıkları için yüzlerce genin çok sıkıcı bir incelemesinden geldi. Bugün, işi azaltabilen ve süreci hızlandırabilen çok verimli bilgisayarlarımız ve modellerimiz var, ancak o günlerde çok fazla özenli araştırma gerekiyordu. Bu ilk keşif, birkaç başka reseptörün tanımlanmasına yol açtı. Tıpkı ısıya duyarlı alıcılar olduğu gibi, soğuğu hissedebilen başka alıcılar da vardır. Ve yine de diğerleri, bu baskıyı hissedebilir. Manesar'daki Ulusal Beyin Araştırma Merkezi'nden bir sinirbilimci olan Dipanjan Roy, artık bunlardan birkaçını biliyoruz, dedi.

Mekanizma

İnsanın sıcağı veya soğuğu ve basıncı algılama yeteneği, aşina olduğumuz birçok dedektörün çalışmasından çok farklı değildir. Örneğin bir duman dedektörü, belirli bir eşiğin ötesinde dumanı algıladığında bir alarm gönderir. Benzer şekilde, sıcak veya soğuk bir şey vücuda dokunduğunda, ısı alıcıları kalsiyum iyonları gibi bazı özel kimyasalların sinir hücrelerinin zarından geçişini sağlar. Çok özel bir istek üzerine açılan bir kapı gibi. Kimyasalın hücre içine girmesi, sinir sistemi tarafından alınan elektrik voltajında ​​küçük bir değişikliğe neden olur.

Farklı sıcaklık aralıklarına duyarlı bir dizi reseptör vardır. Daha fazla ısı olduğunda, iyonların akışına izin vermek için daha fazla kanal açılır ve beyin daha yüksek sıcaklığı algılayabilir. Pune'daki Hindistan Bilim Eğitimi ve Araştırma Enstitüsü'nden bir sinirbilimci olan Aurnab Ghose, aşırı soğuk bir şeye dokunduğumuzda benzer şeyler olduğunu söyledi.

Ghose, bu reseptörlerin sadece dış dokunuşa duyarlı olmadığını, vücut içindeki sıcaklık veya basınç değişikliklerini de algılayabildiğini söyledi.

Nobel fizyoloji veya tıp

Örneğin vücut ısımız optimum seviyeden saptığında bir tepki oluşur. Vücut, optimum veya çekirdek sıcaklığa geri dönmek için çaba gösterir. Bu, yalnızca ısı reseptörleri sıcaklıktaki bir değişikliği algılayabildiği için olur ve sinir sistemi bunu düzeltmeye çalışır, dedi.

Ama hepsi bu kadar değil. Örneğin mesanemiz dolduğunda mesanedeki basınç artar. Basınçtaki bu değişiklik, basınç reseptörleri tarafından algılanır ve sinir sistemine iletilir ve bu da kişinin kendini rahatlatma dürtüsünü yaratır. Kan basıncındaki değişiklikler de benzer şekilde algılanır ve iyileştirici eylemler başlatılır… Bu nedenle bu reseptörlerin keşifleri, vücudumuzun nasıl çalıştığını anlamamız için çok temeldir, dedi Ghose.

terapötik etkiler

Fizyolojideki atılımlar, genellikle hastalıklar ve bozukluklarla savaşma yeteneğinde bir gelişme ile sonuçlanmıştır. Bu da farklı değil. Bilişsel sinirbilim alanında doktora yapan Sneha Shashidhara'nın belirttiği gibi, bu reseptörlerin tanımlanması, işlevlerini düzenleme olasılığını ortaya çıkarıyor. Örneğin acıyı hissetmemizi sağlayan reseptörler vardır. Bu reseptörler baskılanabiliyorsa veya daha az etkili hale getirilebiliyorsa, kişi daha az acı hissediyordu.

Kronik ağrı, bir dizi hastalık ve bozukluktur. Daha önce, acı deneyimi bir gizemdi. Ancak bu reseptörleri gittikçe daha fazla anladığımızda, onları acıyı en aza indirecek şekilde düzenleme yeteneğini kazanmamız mümkün, dedi.

Ghose, aslında bu alandaki araştırmaların devam ettiğini söyledi. Yeni nesil ağrı kesicilerin bu şekilde çalışmasının mümkün olduğunu söyledi ve kanser veya diyabet gibi hastalıkların tedavisinde faydalı olabilecek müdahaleler de dahil olmak üzere başka birçok terapötik etki olduğunu da sözlerine ekledi.

Bülten| Günün en iyi açıklayıcılarını gelen kutunuza almak için tıklayın

Arkadaşlarınla ​​Paylaş: