نوبل پزشکی ۲۰۲۱ به چه کسانی رسید؟

مجله علمی ایلیاد - انسان‌ها برای شناخت جهان اطراف خود بر روی حس‌های چندگانه‌ی خود تکیه می‌کنند. اگر سیستم حس‌های انسان کار نمی‌کرد، امکان تشخیص شب از روز، امکان شنیدن صداهای اطراف و حتی امکان تشخیص غذای تازه از غذای فاسد وجود نداشت. به دلیل اهمیت این موضوع، کمیته‌ی نوبل جایزه‌ی امسال نوبل پزشکی را به کسانی اهدا کرد که درک بیشتری از فرآیندهای مرتبط با حس‌های انسان ایجاد کرده‌اند. آن‌ها نوبل امسال را به دو دانشمند داده‌اند که درک ما را از فرآیند تشخیص حس لامسه، دما، نوسان، درد و توانایی بدن در درک حرکت‌های خود و موقعیت آن در فضا افزایش داده‌اند.

«دیوید خولیوس» از دانشگاه سن‌فرانسیسکو کالیفرنیا و «آردم پاتاپوتیان» از موسسه‌ی پزشکی هاوارد هیوز به خاطر پیشرو بودن در شناسایی پروتئین‌هایی که بدن از آن‌ها برای تشخیص دما و فشار استفاده می‌کند، برنده‌ی نوبل پزشکی شده‌اند. آن‌ها مراحل اصلی در فرآیندهایی که طی آن‌ها سلول‌های حسی دما و فشار را تشخیص داده و تبدیل به سیگنال‌های قابل تفسیر برای مغز می‌کنند را به عموم معرفی کرده‌اند.

خولیوس و پاتاپوتیان با معرفی کلاس جدیدی از گیرنده‌های حسی توانسته‌اند دید دانشمندان از چگونگی شناخت سیستم عصبی از دنیای بیرونی و درونی را بهبود بخشیده‌ و به این ترتیب، بینش دانشمندان را از حس دما، درد و لمس افزایش دهند.

مسیری که منجر به کشف گیرنده‌های گرمایی توسط خولیوس و همکارانش شد، از مشاهده‌ی این نکته‌ی ساده شروع شد که بسیاری از مردم در حین خوردن فلفل تند، احساس سوختن و درد می‌کنند. در واقع در جهان همیشه غذاهای فلفلی را با لفظ داغ (Hot) توصیف می‌کنیم، حتی اگر خود غذا سرد باشد. بسیاری از گیاهان شامل فلفل و دیگر ادویه‌های تند ترکیباتی تولید می‌کنند که در صورت زیاد بودن آزاردهنده هستند، ولی اگر به میزان متوسط از آن‌ها استفاده شود، می‌توانند حس متفاوتی به غذا بدهند.

گیرنده‌های درد نورون‌های حسی خاصی هستند که اطلاعات درد را جابه‌جا می‌کنند. این گیرنده‌ها دردهایی که ناشی از سطوح آسیب‌رسان گرما هستند را نیز منتقل می‌کنند. دانشمندانی که درد را مطالعه می‌کنند، سال‌ها است می‌دانند که «کپساسین» به‌عنوان ماد‌ه‌ای شیمیایی که حس داغی را در فلفل ایجاد می‌کند، باعث فعال شدن گیرنده‌های درد می‌شود. با این حال مکانیسمی که طی آن این حس منتقل می‌شد تا کنون ناشناخته بود و خولیوس و همکارانش در دهه‌ی ۱۹۹۰ بر این مشکل غلبه کردند.

 

آن‌ها از خود کپساسین استفاده کردند که گیرنده‌ی حسی تشخیص دهنده‌ی کپساسین را شناسایی کنند. برای این کار، آن‌ها هزاران پروتئین تولید شده توسط نورون‌های حسی موش را آزمایش کردند تا توانستند نورونی که به کپساسین حساس است را پیدا کنند. همانطور که انتظار می‌رفت، این پروتئین به دمای بالا نیز واکنش نشان می‌داد. نام این پروتئین را «TRPV1» گذاشتند. پس از این کشف، دانشمندان پروتئین دیگری که به سرما و طعم نعنا واکنش می‌داد را نیز کشف کردند و فهمیدند که چرا نعنا حس خنکی ایجاد می‌کند.

پاتاپوتیان و همکارانش نیز بر روی همین خانواده‌ی پروتئین‌های حس‌کننده‌ی دما کار می‌کردند، ولی پس از مدتی بر روی حس لامسه تمرکز کردند. مشکل آن‌ها این بود که دریافتند همه‌ی سلول‌ها به فشار فیزیکی واکنش نشان می‌دهند و به همین خاطر پرسش اصلی آن‌ها این شد که چگونه می‌توان عملکرد حسگرهای فشاری خاص را از واکنش معمول سلول‌ها به فشار تمیز داد. بررسی‌های آن‌ها منجر به شناسایی دو پروتئین شد که این پروتئین‌ها به تحریک‌های فیزیکی واکنش نشان می‌دادند.

کشف خولیوس و پاتاپوتیان به دیگر محققین بینش پایه‌ای برای شناخت واکنش بدن انسان به محیط اطراف را داده است. این کشفیات منجر به پیشرفت‌هایی در زمینه‌های درمانی نیز شده است.