A fost descoperită proteina responsabilă pentru senzația de frig

Cercetătorii de la Universitatea din Michigan (SUA) au identificat proteina responsabilă pentru senzația de frig, umplând astfel o lacună de cunoștințe persistentă în domeniul biologiei senzoriale.

Rezultatele, publicate în revista Nature Neuroscience, ar putea ajuta la înțelegerea modului în care simțim și suferim de frig în timpul iernii și de ce unii pacienți experimentează senzații diferite de rece în anumite condiții patologice.

• Câmpul magnetic străvechi al Sistemului Solar, descoperit cu ajutorul asteroidului Ryugu
• Soarele ar putea avea o altă compoziție decât se credea până acum, propun astronomii

„Domeniul a început să descopere acești senzori de temperatură acum peste 20 de ani, odată cu descoperirea unei proteine senzoriale de căldură numită TRPV1”, a declarat neurocercetătorul Shawn Xu, profesor la Institutul de Științe ale Vieții din cadrul U-M și autor principal al acestei cercetări.

„Diverse studii au identificat proteinele care simt temperaturile ridicate, căldura sau chiar temperaturile mai reci, dar nu am reușit să confirmăm ce anume simte temperaturile sub aproximativ 15 grade Celsius”, a continuat Xu.

Cum a fost găsită proteina responsabilă pentru senzația de frig?

Într-un studiu din 2019, cercetătorii din laboratorul lui Xu au descoperit primul receptor de rece în proteină la Caenorhabditis elegans, o specie de viermi cu lungimea de câțiva milimetri studiată în laborator ca sistem model pentru înțelegerea răspunsurilor senzoriale.

Deoarece gena care codează proteina C. elegans este conservată evolutiv în multe specii, inclusiv la șoareci și oameni, această descoperire a furnizat un punct de plecare pentru a verifica proteina responsabilă pentru senzația de frig la mamifere: o proteină numită GluK2 (prescurtare pentru subunitatea 2 a receptorului ionotropic de glutamat tip kainat).

Pentru studiul de față, o echipă de cercetători de la Institutul de Științe ale Vieții și Colegiul de Literatură, Știință și Arte al U-M a testat ipoteza pe șoareci fără gena GluK2 și, prin urmare, nu puteau produce proteine GluK2. Prin intermediul unei serii de experimente pentru a testa reacțiile comportamentale ale animalelor la temperatură și la alți stimuli mecanici, echipa a descoperit că șoarecii reacționau normal la temperaturi ridicate, căldură și temperaturi reci, dar nu prezentau nicio reacție la frigul nociv.

GluK2 este găsită în principal pe neuroni în creier, unde primește semnale chimice pentru a facilita comunicarea între neuroni. Cu toate acestea, este exprimată și în neuroni senzoriali din sistemul nervos periferic (în afara creierului și măduvei spinării).

Funcțiile noii proteine

„Acum știm că această proteină îndeplinește o funcție complet diferită în sistemul nervos periferic, procesând semnale de temperatură în loc de semnale chimice pentru a simți frigul”, a spus Bo Duan, profesor asociat la U-M în biologie moleculară, celulară și dezvoltare și coautor al studiului.

În timp ce GluK2 este cel mai bine cunoscută pentru rolul său în creier, Xu speculează că această funcție de simțire a temperaturii ar fi putut fi unul dintre scopurile originale ale proteinei. Gena GluK2 are rude în întreg arborele evolutiv, mergând până la bacteriile monocelulare.

„O bacterie nu are creier, deci de ce ar evolua o modalitate de a primi semnale chimice de la alți neuroni? Dar ar avea mare nevoie să-și simtă mediul, și poate atât temperatura, cât și substanțele chimice”, a spus Xu, care este și profesor de fiziologie moleculară și integrativă la Școala de Medicină U-M.

„Așa că cred că simțirea temperaturii poate fi o funcție antică, cel puțin pentru unele dintre aceste receptoare de glutamat, care a fost ulterior cooptată pe măsură ce organismele au evoluat sisteme nervoase mai complexe”, continuă el.

Pe lângă umplerea unei lacune în puzzle-ul senzorial al temperaturii, Xu crede că noua descoperire ar putea avea implicații pentru sănătatea și pentru starea de bine umană. De exemplu, pacienții cu cancer care primesc chimioterapie adesea experimentează reacții dureroase la frig.

„Această descoperire a GluK2 ca senzor de frig la mamifere deschide noi căi pentru a înțelege mai bine de ce oamenii experimentează reacții dureroase la frig și poate chiar oferă o posibilă țintă terapeutică pentru tratarea durerii la pacienții al căror simț de frig este supra-stimulat”, a spus Xu, citat de Eurek Alert.

Vă recomandăm să citiți și:

Plasticul a ajuns până și în arterele înfundate ale oamenilor

Cum s-au schimbat motivele de divorț din anii 1950 și până astăzi?

Oamenii care trăiesc în orașe cu multă verdeață au o sănătate mintală mai bună

Oamenii care mănâncă mulți carbohidrați rafinați sunt mai puțin atrăgători