詳解2021諾貝爾獎:揭開人體感知冷熱疼痛的秘密

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2021年諾貝爾生理學/醫學獎揭曉:David Julius 和 Ardem Patapoutian 兩人獲獎,獲獎理由:「發現溫度和觸覺感受器」。

人體皮膚和內部器官都有感知能力,最先接觸到外界壓力的是細胞膜上的(鈣)離子通道。鈣信號在細胞生命活動中發揮着重要的作用。細胞內鈣離子水平即使是輕微的改變,也可被鈣感受蛋白的分子精確地捕捉到,繼而引發特定的生理學效應。神經細胞細胞膜外的鈣離子濃度,通常比細胞內高。當這些「發現溫度和觸覺感受器」受到外界刺激,就會引發細胞膜上的(鈣)離子通道打開,讓鈣離子進入細胞,從而產生神經信號並且把信號向中樞神經系統傳遞。

Julius是利用辣椒素在感受疼痛的神經元上識別出了受體分子TRPV1(鈣)離子通道受體,它們位於皮膚的細胞膜上,一旦碰到高溫和辣椒素等外界壓力,就會被激活打開通道,讓帶電(鈣)離子流入細胞,產生神經衝動。他的進一步研究還揭示了,TRPV1與炎症相關的疼痛敏感反應有關,這為癌症疼痛和其他疾病的治療開闢了新的潛在途徑。

Julius和Patapoutian還分別獨立確認了TRPM8是一種會對薄荷醇和寒冷產生反應的分子。他們倆的共同貢獻是發現了TRP離子通道家族,是理解觸覺和痛覺的分子基礎的一個里程碑。

Patapoutian利用壓力敏感細胞發現了兩個新的(鈣)離子通道,它們會被機械壓力(用細棒輕輕戳)激活,引發鈣離子等進入細胞,產生電活動。這兩個離子通道被命名為PIEZO1和PIEZO2。「piezi」在希臘語中意為「壓力」。這項突破同樣開啟了一片全新的領域,讓人們逐漸認識這些(鈣)離子通道在觸覺、疼痛、血壓調節和本體感覺等各方面壓力感知中的作用。本體感覺是指我們感知身體在空間中位置的能力。這種感覺讓我們能夠站立和行走,甚至閉上眼睛或蒙上眼睛後依舊能行走自如,它依賴的是那些向大腦發出肌肉伸展信號的神經元。

評獎委員會表示,TRP通道是人體感知溫度的核心,Piezo通道賦予我們觸覺和感知身體位置和運動的能力,TRP和Piezo通道都調控包括鈣在內的陽離子的流動以使人體感測溫度或機械刺激。這一發現,在醫學和藥物方面發展都是具有重大意義。

好時光健康專欄是由寶力鈣(Byl-Calcium)特邀經銷商提供(www.timedrugs.com,電話604-871-0178)

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