우리는 종종 영광스러운 광경, 감동 소리와 연상적인 냄새 측면에서 우리 주변의 세상에 감사하며,이 모든 것은 우리 환경의 중요한 자극과 변화를 나타냅니다. 그러나 우리의 생존에 덜 중요한 감각은 종종 열, 추위 및 터치를 등록 할 수있는 능력, 체세포 감수라고 불리는 인식의 형태를 포함하여 당연한 것으로 여겨집니다. 그들 때문에, 우리는 태양의 따뜻함이나 피부에 산들 바람의 부드러운 애무, 그리고 우리 몸의 위치와 움직임을 느낄 수 있습니다. 실제로, 이러한 모든 감각을 가능하게하는 체세포 감각 뉴런은 포유 동물에서 가장 큰 감각 시스템을 구성합니다.
과학자들은 체세포 감작이 발생하기 위해서는 온도와 터치를 감지 할 수있는 일부 세포에 분자 수용체가 있어야하며,이 자극을 신경계가 처리하기 위해 전기 및 화학 신호로 변환 할 수 있음을 알고있었습니다. La Jolla의 Scripps Research의 분자 생물 학자이자 신경 과학자 인 Ardem Patapoutian의 캘리포니아 대학의 생리 학자 인 David Julius의 일부 수용자 David Julius가 현재 2021 년 노벨 생리학 또는 의학상을 수상했습니다.
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줄리어스와 그의 동료들은 열과 통증 수용체에 대한 질문으로 시작했습니다. 답을 찾기 위해, 그들은 우리가 칠리 페퍼 나 다른 매운 음식을 먹을 때 불타고 때로는 고통스러운 감각을 경험하게하는 화합물 인 Capsaicin으로 향했습니다. 땀을 포함한 화학 물질에 대한 우리의 생리적 반응에 기초하여, 캡사이신은 신경계가 체온의 변화를 등록하도록 유도하는 것처럼 보였다. 줄리어스와 그의 팀은 어떻게 전혀 반응하지 않는 세포에서 화합물에 대한 반응을 유도 할 수있는 유전자에 대해 수백만 개의 DNA 단편을 선별했습니다. 힘든 수색 후 노벨상위원회가“고위험 프로젝트”라고 불렀던 후, 연구원들은 세포가 캡사이신을 감지 할 수있는 유전자를 확인했습니다. 그것은 나중에 TRPV1이라고 불리는 새로운 이온 채널 단백질을 인코딩했으며, 줄리어스와 그의 팀은 고통스러운 것으로 인식 된 더운 온도에 의해 활성화 될 수 있음을 발견했습니다.
.그들의 발견은 뜨겁고 차가운 온도에 민감한 다른 수용체의 식별의 문을 열었습니다. 예를 들어, TRPM8은 피부의 수용체가 저온에 반응하는 수용체입니다. 멘톨을 자극으로 사용한 실험을 통해 발견되었습니다. (Julius와 Patapoutian의 실험실은 2002 년에 TRPM8을 독립적으로 발견했습니다.)
Quanta Magazine Julius와 Patapoutian이 오늘 영예를 얻고있는 열과 감기의 체세포에 대한 작업을 이전에 자세히 다루었습니다.
그러나 체세포는 온도에 대한 인식에 관한 것이 아닙니다. 또한 터치와 기계적 압력의 인식에 관여합니다. 그리고 온도는 세포의 생리 학적 변화를 추적하는 이온 채널 수용체에 의해 형질 도입 될 수 있지만, 터치는 기계적 자극에 반응하는 센서를 요구하는 것처럼 보였다. 기계적 센서는 박테리아에서 확인되었지만 20 년 전 척추 동물에서는 본 적이 없다.
그곳에서 Patapoutian과 그의 동료들이 들어온 곳입니다. 압력 변화에 반응하는 세포를 정확히 찾은 후, 그들은 이온 채널 수용체를 인코딩하여 그 민감성을 용이하게 할 수있는 72 개의 잠재적 유전자를 확인했습니다. 그 유전자들 중에서, 그들은 그들이 테스트 한 마지막 후보 인 것 중 하나를 발견했습니다. 그것은 기계적 힘에 의해 활성화 될 수있는 새로운 이온 채널 단백질 Piezo1을 코딩했다.
Patapoutian과 그의 팀은 그 단백질 패밀리의 또 다른 수용체 인 Piezo2가 터치를 인식하고 신체 움직임을 감지하는 데 중요한 역할을했음을 보여 주었다. 그 이후로, 추가 연구에 따르면, 호흡 및 혈압을 포함한 다양한 다른 내부 과정의 조절에 Piezo1과 piezo2가 모두 필요하다는 것이 밝혀졌습니다.
.과학자들은 외부 및 내부의 환경을 느끼는 방식을 풀기 위해 줄리어스와 파타 푸티 안의 작업을 계속 구축하고 있습니다.
체세포는 무엇입니까?
우리는 종종 시력, 청각, 냄새, 맛 및 손길의 5 가지 감각에 대해 이야기합니다. 그러나 감각의 범주로서 터치는 너무 넓어서 실제로 둘 이상으로 취급되어야합니다. 촉각 인식은 신체와 뇌의 체성 감각 시스템의 한 가지 구성 요소 일 뿐이며 온도, 통증, 신체 위치 및 자기 움직임에 대한 인식도 포함됩니다.
뜨겁고 차갑게 느끼고, 만 터치로 물체를 인식하고, 통증에 반응하고, 빔의 균형을 잡는 것 - 모두 체세포의 우산 아래에 속합니다. 체성 감각 시스템은 또한 혈압, 호흡, 배뇨 및 뼈 리모델링을 포함한 많은 주요 내부 생리 학적 과정을 조절하는 데 도움이됩니다.
체세포는 다른 감각과 어떻게 다릅니 까?
다른 감각의 수용체는 대부분 특수한 의미 기관, 즉 시력을위한 눈의 망막, 청각을위한 귀의 달팽이관, 냄새를위한 코, 맛을위한 혀에서 발견됩니다. 그러나 체성 감각 수용체는 신체 전체에서 발견됩니다 :피부, 근육, 내부 장기, 뼈, 관절 및 기타 시스템.
체성 감각 시스템을 더욱 복잡하게 만드는 것은 강도로 등급이 매겨 지지만 때로는 효과가 급격히 구별되는 감각을 구별해야한다는 것입니다. 온화한 따뜻함은 타오르는 열로 구축 될 수 있으며 환영의 포옹으로 시작하는 것은 분쇄 압력이 될 수 있습니다. 더욱이, 이러한 임계 값은 상황에 따라 변할 수 있습니다. 가벼운 터치는 햇볕에 타면 불편하거나 고통 스러울 수 있으며, 동일한 자극에 대한 우리의 경험은 다른 사회적 환경에서 비슷하게 이동할 수 있습니다. 체성 감각 시스템은 진행중인 일과 응답 방법을 올바르게 해석하기 위해 다양한 신호를 통합해야합니다.
체세포 감각 수용체는 어떻게 작동합니까?
Julius와 Patapoutian의 연구에서 알 수 있듯이 체성 감각 수용체는 이온 채널입니다. 자극 될 때 - 어느 정도의 온도 또는 물리적 힘 또는 화학적 화합물에 의해 - 채널은 열려서 하전 된 입자가 신경 세포로 흐르도록 허용하여 세포가 전기 신호 형태로 체세포 정보를 따라 전달할 수 있습니다.
체세포의 한 범주 내에서도 다른 수용체는 다른 자극 세트에 반응합니다. 특정 온도 범위에 대한 뚜렷한 수용체가 있습니다. 날카로운 통증 대 둔한 통증에 대한 수용체; 부드러운 터치 나 빠른 진동 또는 확고한 압력을 위해. 여전히 다른 사람들은 근육이나 힘줄이 어떻게 수축하거나 스트레칭 될 수 있는지에 대해 조정됩니다.
체성 감각 인상이 신체의 다른 과정에 어떤 영향을 미칩니 까?
체내 감각 수용체로부터의 다양한 정보 스트림은 말초 신경을 따라, 척수와 뇌간, 시상으로, 궁극적으로 체세포 감각 피질에 전달되며, 여기서 우리가 경험하는 복잡한 인식에 통합됩니다.
.체성 감각 신호는 다양한 내부 생리 학적 과정의 조절에 관여하지만, 또한 인식과 인식에 영향을 미치기 위해 뇌에 물을 뿌립니다. 예를 들어, 연구원들은 심장 박동에 대한 정보가 뇌가 혈압 수준을 조절하는 데 도움이되지 않는다는 것을 발견했습니다. 또한 뇌가 두려움을 포함하여 외부 및 정서적 자극을 처리하는 방식과 우리가 주변 세계를 인식하고 어떻게 반응하는지에 영향을 미칩니다. 폐, 장 및 기타 기관에서 나오는 신호도 마찬가지입니다. 양방향으로 중요한 영향을 미칩니다. 일부 연구자들은 이제 체세포 감각 신호가 어떻게 의식의 자존감에 기초가 될 수 있는지 탐구하고 있습니다.
통증은 어떻습니까?
다양한 유형의 체성 감각 정보는 일상적인 활동과 생존에 필수적이지만 통증에 대한 관여는 중요합니다. 즉각적인 관심을 끌고 외부 및 내부의 잠재적 위험에 대해 우리에게 경고하는 것은 고통의 일입니다. 자유 신경 결말은 염증 또는 손상된 조직에 의해 방출 된 화학 물질, 또는 우리가 고통스러운 것으로 인식하는 극한의 기계적 힘에 반응합니다. 다른 수용체는 통증의 종류를 구별합니다 :날카 롭거나 꼬집음, 둔하거나 아프다.
그러나 체성 감각 정보가 정상적으로 처리되지 않으면 특정 자극과 심지어 만성 통증에 지나치게 감도로 이어질 수 있습니다. 연구원들은 Julius와 Patapoutian이 확인한 것과 같은 수용체를 표적으로하여 그러한 조건에 대한 치료법과 치료를 개발하기를 희망합니다.
.편집자 주 :David Julius는 로부터 연구 자금을받습니다
