Ментолът има странен вкус, нали? Това направо си е същинско изживяване – слагате едно ментолово бонбонче в устата или пък нанасяте малко ментолов сапун под мишниците (или, недай си Дарвин, по гениталиите) и незабавно започвате да усещате как специфичната леденостудена свежест започва да ви облива. Чудили ли сте се някога обаче на какво се дължи това? Няма логика ментолът буквално да е няколко градуса по-студен от всичко останало през цялото време. Какво тогава се случва?
Ново изследване успява да отговори на въпроса с помощта на крио-електронна микроскопия – техника, разработена първоначално през 70-те години на миналия век, но която в последно време преживява своеобразен ренесанс благодарение на технологичните нововъведения. Изследователите разкриват как йонните канали, усещащи студ, в невроните на мишки се активират от химични смеси като тези, срещани в метанола. Крайният резултат – това странно студено усещане, което всички ние познаваме и обичаме.
„Бозайниците усещат студа посредством спад в температурата или при излагането на конкретни смеси, като например ментола в ментата“, обяснява научният труд, публикуван наскоро в Science. „В основата си това усещане за студено възниква посредством активирането на йонните канали, наречени TRPM8. Тези канали се изразяват в сензорните неврони. Те [на практика] функционират като основен преобразувател на усещането за студ при хората.“
Ще поясним. Да видим какво точно се случва на молекулярно ниво. Първото нещо, което молекулите на ментола искат да направят, след като се озоват на кожата ви, е да открият къде точно могат да се наместят. За тяхно щастие нашите тела им предлагат идеалното място.
Клетките ни са обвити в липиден двуслой – своеобразен защитен костюм, обвит с допълнителен слой мазнини. Целта му е да предпазва клетките – да се увери, че йоните и протеините, на които не им е мястото там, не могат да влязат.
Представете си обаче, че вашият защитен костюм не пропуска и въздух. Някои протеини и йони все пак трябва да могат да влязат. Именно тук на помощ идват йонните канали. Това са специални протеини, вградени в мембраните на клетките, които вкарват и изкарват йони. Те могат да бъдат активирани от най-различни стимули – от налягане и топлина до химични сигнали. Когато това се случи, йоните започват да навлизат (или да излизат).
Този вход, известен като TRPM8, може да бъде активиран от ментола. С помощта протеина PIP2 ментолът се обвързва идеално с TRPM8 – досущ като миниатюрен ментов ключ, създаден за клетъчната ключалка, която в случая е йонен канал. В този момент в клетката започват да навлизат положително заредени натриеви и калциеви йони, които изпълват вътрешността ѝ и карат невроните да изпратят специфичен сигнал.
Поне така смяхме, че се случват нещата. Никой не беше 100 процента сигурен, тъй като всички експериментални данни са добити от йонните канали на птици.
Да, птиците също разполагат с протеина TRPM8, но той е малко по-различен от този на бозайниците. Тяхната топлинна и химична чувствителност е по-специфична и не се разтварят напълно (поне не и по време на структурни експерименти). Макар и доказателствата до момента определено да показваха, че PIP2 играе важна роля при разтварянето на канала TRPM8, едва настоящето ново изследване успява да потвърди тази хипотеза с помощта на крио-електронната микроскопия. Това на практика е електронна микроскопия, но при изключително ниски температури. Учените използват тази техника, за да заснемат структурите на TRPM8 при мишки (в затворено, средно и отворено състояние). Именно по този начин те разкриват за първи път молекулярния механизъм на PIP2 и охлаждащия ефект, активиран от ментола и осъществяван посредством TRPM8.
Учените вярват, че тяхното откритие би могло да подпомогне създаването на нови болкоуспокояващи терапии.
Изследването е публикувано в Science.
Източник: IFLScience
