Οι ανακαλύψεις τους ξεκλείδωσαν ένα από τα μυστικά της φύσης, εξηγώντας τη μοριακή βάση για την αίσθηση της ζέστης, του κρύου και των μηχανικών δυνάμεων, κάτι θεμελιώδες για την ικανότητά μας να αντιλαμβανόμαστε, να ερμηνεύουμε και να αλληλεπιδρούμε με το εσωτερικό και εξωτερικό περιβάλλον. Γι’ αυτό και επιτροπή των βραβείων Νομπέλ στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα της Σουηδίας ανακοίνωσε τη Δευτέρα ότι το βραβείο για την κατηγορία Ιατρική-Φυσιολογία θα απονεμηθεί στους δύο επιστήμονες οι οποίοι βοήθησαν στην ανακάλυψη των υποδοχέων που μας χαρίζουν την αίσθηση της αφής και της θερμοκρασίας.
Ο Ντέιβιντ Τζούλιους χρησιμοποίησε την καψαϊκίνη, το συστατικό που δίνει την καυτερή αίσθηση στην πιπεριά, για να αναγνωρίσει έναν υποδοχέα που βρίσκεται στις απολήξεις των νεύρων και αντιδρά στην υψηλή θερμοκρασία.
Ο Αρντέμ Παταπουτιάν μελέτησε κύτταρα με ευαισθησία στην πίεση για να ανακαλύψει μια νέα κλάση υποδοχέων που αντιδρούν σε μηχανικά ερεθίσματα στο δέρμα και τα άλλα όργανα του σώματος.
Οι δύο νικητές «αναγνώρισαν κρίσιμους συνδετικούς κρίκους στις γνώσεις μιας για την περίπλοκη αλληλεπίδραση ανάμεσα στις αισθήσεις και το περιβάλλον μας», αναφέρει η ανακοίνωση της επιτροπής.
Πώς αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο
Για χιλιάδες χρόνια, οι άνθρωποι αναρωτιούνταν πώς τα μάτια αντιλαμβάνονται το φως, πώς τα ηχητικά κύματα διεγείρουν τα αφτιά και πώς οι διάφορες χημικές ουσίες αλληλεπιδρούν με υποδοχείς στη μύτη και το στόμα, ώστε να δημιουργήσουν γεύσεις και οσμές. Εξίσου μυστηριώδης παρέμενε η αίσθηση της αφής.
Τον 17ο αιώνα, ο φιλόσοφος Ρενέ Ντεκάρτ πρότεινε για πρώτη φορά την ύπαρξη αόρατων νημάτων που συνδέουν τον εγκέφαλο με το δέρμα. Αυτό θα επέτρεπε, για παράδειγμα, στο πόδι να στέλνει ένα μηχανικό σήμα στον εγκέφαλο στην περίπτωση που πατούσε σε φωτιά και καιγόταν.
Πράγματι, η επιστήμη αποκάλυψε αργότερα την ύπαρξη εξειδικευμένων αισθητικών νευρώνων που καταγράφουν μεταβολές του περιβάλλοντος.
Το 1944, το Νομπέλ Φυσιολογίας – Ιατρικής απονεμήθηκε στους Τζόζεφ Ερλάνγκερ και Χέρμπερτ Γκάσερ για την ανακάλυψη τριών ειδών αισθητικών νευρικών ινών που αντιδρούν σε συγκεκριμένα ερεθίσματα, για παράδειγμα επώδυνα ή ανώδυνα μηχανικά ερεθίσματα.
Πριν από τις ανακαλύψεις των Τζούλιους και Παταπουτιάν, οι γνώσεις μας σχετικά με το πώς το νευρικό σύστημα αισθάνεται και ερμηνεύει το περιβάλλον δεν είχαν απαντήσει σε ένα θεμελιώδες ερώτημα: πώς μετατρέπονται τα θερμοκρασιακά και μηχανικά ερεθίσματα σε ηλεκτρικές ώσεις που μεταδίδονται στο νευρικό σύστημα.
Από την πιπεριά στην αίσθηση της θερμοκρασίας
Στα τέλη της δεκαετίας του 1990, όταν ο Ντέιβιντ Τζούλιους εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο, ανακάλυψε το γονίδιο που ευθύνεται για την καυτερή γεύση της καψαϊκίνης, συστατικό της πιπεριάς.
Περαιτέρω πειράματα αποκάλυψαν ότι το γονίδιο περιείχε την πληροφορία για τη σύνθεση ενός καναλιού ιόντων που ενεργοποιείται στα κύτταρα, όταν η θερμοκρασία φτάσει σε επώδυνα επίπεδα, και στέλνει σήμα στον εγκέφαλο. Η ανακάλυψη οδήγησε αργότερα στην αναγνώριση περισσότερων υποδοχέων της θερμοκρασίας.
Περίπου την ίδια εποχή, ο Αρντέμ Παταπουτιάν προσπαθούσε στο Ινστιτούτο Scripps της Καλιφόρνιας να ανακαλύψει τους υποδοχείς που ενεργοποιούνται από μηχανικά ερεθίσματα. Η αρχή έγινε με τον εντοπισμό ενός γονιδίου που επέτρεπε σε καλλιέργειες κυττάρων να αντιδρούν, όταν οι ερευνητές πίεζαν τα κύτταρα με μια μικροπιπέτα.
Το γονίδιο ανήκε σε ένα κανάλι ιόντων που λειτουργεί ως υποδοχέας μηχανικών ερεθισμάτων και ονομάστηκε Piezo1, από την ελληνική λέξη «πίεση». Το Piezo1 και το Piezo2, που ανακαλύφθηκε λίγο αργότερα, ενεργοποιούνται άμεσα από την άσκηση πίεσης στην εξωτερική μεμβράνη των κυττάρων.
Λόγω της πανδημίας του κορονοϊού, η τελετή απονομής των Νομπέλ δεν θα πραγματοποιηθεί, ούτε φέτος, στη Στοκχόλμη και οι βραβευθέντες θα παραλάβουν τα βραβεία στις χώρες τους.