Учёные впервые получили детальные изображения, показывающие, как работает внутренний "датчик холода" в нашем организме. Это открытие объясняет, почему мы чувствуем холод от зимнего воздуха и почему мята или ментол создают ощущение прохлады, даже когда температура вокруг нормальная. Исследование, представленное на ежегодной встрече Биофизического общества, решает загадку, над которой наука билась десятилетиями.
В центре внимания оказался белковый канал под названием TRPM8. Учёные описывают его как микроскопический термометр, встроенный в мембраны чувствительных нейронов кожи, полости рта и глаз. Когда температура падает примерно до 8–28°C, этот канал открывается, запуская нервный сигнал в мозг, который мы интерпретируем как ощущение холода.
Интересно, что тот же самый механизм срабатывает при контакте с ментолом, содержащимся в мяте и эвкалипте. Ментол действует как "обманка": он связывается с определённым участком канала TRPM8 и заставляет его открыться, имитируя сигнал настоящего холода. Таким образом, мозг получает сообщение о прохладе, хотя температура на самом деле не изменилась. К природным активаторам этого канала, вызывающим ощущение холода, также относится эвкалиптол из эвкалипта. Существуют и природные вещества, способные блокировать TRPM8, уменьшая ощущение холода, например, некоторые компоненты имбиря.
Эволюция, вероятно, сохранила эту чувствительность канала к химическим веществам не случайно. Возможность реагировать на растительные соединения, как в мяте, могла сигнализировать животным о прохладной или безопасной среде, помогая в ориентировании. Кроме того, способность датчика воспринимать как температуру, так и химические раздражители повышала выживаемость, позволяя быстрее реагировать на потенциальные опасности или использовать химические сигналы для терморегуляции.
Чтобы запечатлеть этот процесс, исследователи использовали метод крио-электронной микроскопии, который позволяет делать снимки мгновенно замороженных белков. Снимки показали, что холод и ментол активируют канал разными, но связанными путями. Холод вызывает структурные изменения в самой "поре" канала, а ментол, связываясь в другом месте, запускает цепную реакцию, которая в итоге тоже открывает пору.
Понимание работы этого "холодового датчика" открывает перспективы для медицины. Сбои в работе TRPM8 связывают с хронической болью, мигренями, синдромом сухого глаза и некоторыми видами рака. Уже существует одобренное FDA (Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) лекарство от сухого глаза — аколтремон, — которое является аналогом ментола и, активируя этот путь, стимулирует выработку слёз.
Это исследование даёт первое молекулярное объяснение того, как температурные и химические сигналы объединяются, создавая ощущение прохлады. Работа не только удовлетворяет научное любопытство, но и закладывает основу для разработки новых методов лечения, направленных на регуляцию этого важного сенсорного пути.
Источник: Scientists finally reveal why mint feels cold