Почему люди мерзнут: ученые обнаружили биологический сенсор холода

Результаты нового исследования выяснили, как мы чувствуем холод, почему страдаем от него зимой, а также почему при некоторых заболеваниях пациенты по-разному переносят холод.

Исследователи из Мичиганского университета идентифицировали белок, который позволяет всем млекопитающим, в том числе и людям, ощущать холод. Результаты исследования восполнили давний пробел в знаниях в области сенсорной биологии и могут помочь понять, почему мы мерзнем и как помочь тем, кто слишком чувствителен к низким температурам.

Об этом пишет издание Medical Xpress со ссылкой на исследование, опубликованное в научном журнале Nature Neuroscience.

"Исследование этих датчиков температуры началось более 20 лет назад, с открытием термочувствительного белка под названием TRPV1. Различные исследования выявили белки, чувствующие высокие, теплые и даже низкие температуры, но мы не смогли подтвердить, какой именно белок реагирует на температуру ниже 15,5ºC", – рассказал соавтор исследования, нейробиолог Шон Сюй, профессор Института естественных наук Мичиганского университета.

Около пяти лет назад исследователи обнаружили первый белок рецептора холода у крошечных червей Caenorhabditis elegans, с помощью которых в лаборатории изучают сенсорные реакции.

Оказалось, что ген, ответственный за кодирование этого белка, есть не только у червей, но и у многих живых видов, в частности у мышей и людей. Белок получил название GluK2 и с тех пор ученые начали его изучение у млекопитающих.

Гипотезу проверили на мышах, у которых отсутствовал этот ген, поэтому их организмы не могли производить белок GluK2. В ходе эксперимента проверялись поведенческие реакции мышей в условиях разных температур. Животные обычным образом реагировали на тепло и другие механические раздражители, однако не проявляли никакой реакции на сильный холод.

Белок GluK2 в большинстве своем находится в нейронах головного мозга, где выполняет важную функцию – облегчает связь между нейронами с помощью химических сигналов.

"Теперь мы знаем, что этот белок выполняет совсем другую функцию в периферической нервной системе, обрабатывая температурные сигналы вместо химических сигналов, чтобы ощутить холод", – сказал соавтор исследования Бо Дуан, доцент кафедры молекулярной, клеточной биологии и биологии развития.

По мнению исследователей, изначальная роль белка, предположительно появившегося еще в начале эволюции у одноклеточных организмов, заключалась именно в реагировании на химическом уровне на один из раздражителей окружающей среды – холод, который мог убить организм. Но потом, когда нервная система эволюционировала в более сложные формы, как у млекопитающих, этот белок "переквалифицировался" и начал работать в центральной нервной системе. При этом GluK2 сохранил и свою первичную функцию в нервных окончаниях, расположенных ближе к поверхности тела.

Сюй считает, что новое открытие не только восполняет пробел в вопросе, почему люди мерзнут, но и может иметь последствия для пациентов с некоторыми заболеваниями, которые слишком чувствительны к холоду. Например, больные раком, которые проходят химиотерапию, часто имеют болезненную реакцию на низкие температуры.

"Это открытие GluK2 как датчика холода у млекопитающих открывает новые пути для лучшего понимания того, почему люди испытывают болезненные реакции на холод, и возможно даже предлагает потенциальную терапевтическую цель для лечения этого состояния у пациентов, чье ощущение холода чрезмерно стимулировано", – сказал Сюй.