Почему мятная жвачка кажется холодной, хотя температура во рту не меняется? Ответ на этот вопрос десятилетиями оставался в области догадок, пока исследователи из Университета Дьюка (США) не применили методы криоэлектронной микроскопии. Им удалось буквально «заморозить» момент молекулярного открытия сенсора холода и запечатлеть его в движении.
Белковые ворота прохлады
Результаты исследования, опубликованные в Biophysical Journal, раскрывают детальный механизм работы белка TRPM8 — главного «датчика» прохлады в нашем теле.
Рецептор TRPM8 встроен в мембраны нервных клеток кожи, рта и поверхности глаз. В нормальных условиях он срабатывает при температуре от 8 до 28 °C. Когда становится прохладно, этот белковый «шлюз» открывается, пропуская внутрь клетки заряженные ионы. Это меняет электрическое напряжение мембраны, и нерв посылает в мозг сигнал: «Холодно!».
Мята как «отмычка» для мозга
Ученые выяснили, что холод и ментол (активное вещество мяты) используют разные маршруты, чтобы достичь одной цели.
Холод напрямую воздействует на центральное отверстие канала, заставляя его расширяться. Ментол действует хитрее: он связывается со специальным «карманом» в стороне от центра и запускает каскад изменений формы белка, которые в итоге все равно приводят к открытию ворот.
«Ментол — это своего рода трюк», — объясняет ведущий автор исследования Хёк Джун Ли.
Поскольку в обоих случаях мозг получает идентичный электрический сигнал, он не видит разницы между реальным падением температуры и химическим воздействием мяты.
Команда также нашла на белке особую зону, названную «холодным пятном» (cold spot). Она отвечает за устойчивость сигнала: именно благодаря ей мы продолжаем чувствовать холод в течение долгого времени, а не только в первый момент контакта.
От теории к медицине
Понимание структуры TRPM8 уже приносит практическую пользу:
- Лечение синдрома сухого глаза: существуют капли, которые активируют этот рецептор, заставляя нервы на поверхности глаза естественным образом увеличивать выработку слез, а не просто смазывать роговицу.
- Борьба с болью: исследователи надеются создать препараты, которые смогут «настраивать» чувствительность к холоду. Это поможет пациентам с гиперчувствительностью, для которых даже легкий сквозняк превращается в мучение.
Работа пока имеет статус препринта (до официального рецензирования), но она уже дает создателям лекарств четкую карту мишеней. Теперь ученые могут прицельно воздействовать на отдельные движущиеся части рецептора, разделяя приятное чувство прохлады и болезненное обморожение.
Лечебные свойства мяты, эвкалипта, имбиря и перца подтверждены — но есть нюанс
Ученые назвали пять трав и специй, которые улучшают пищеварение
Вдыхание определенных ароматов эфирных масел во время сна улучшает работу мозга
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX