Просто осязание

Через несколько лет после открытия TRPV1 ученые использовали методы генной инженерии для выведения мышей, лишенных этого белка, и измерили их реакцию на капсаицин и тепло. Было установлено, что у этих мутантных мышей полностью отсутствуют поведенческие и электрические реакции на капсаицин. Тем не менее, их реакции на тепло были снижены, но не пропали полностью. Например, когда их хвосты помещали в горячую воду (50 °C), они в конечном итоге убирали их, но это занимало в четыре раза больше времени, чем у нормальных мышей. Эти результаты показывают, что помимо TRPV1 должны существовать и другие тепловые датчики.

Семейство каналов TRPV было связано с диапазоном чувствительности к теплу: TRPV4 и TRPV3 в клетках почек реагировали на теплые температуры ниже диапазона TRPV1, а TRPV2, наоборот, откликался на экстремальную жару (>52 °C), что значительно выше порога для TRPV1. Таким образом, последовательная активация каналов TRPV с различными пороговыми значениями обнаруживает реальный диапазон температур кожи, от прохладной до теплой, от жаркой до мучительно горячей. TRPV3 и TRPV4 были также найдены в кератиноцитах – основном типе клеток эпидермиса, где заканчиваются свободные нервные окончания. Это говорит о том, что соседние клетки кожи могут помочь свободным нервным окончаниям обнаружить повышение температуры. Также выяснилось, что TRPV3, один из детекторов тепла, активируется соединениями из широкого спектра специй, включая камфару, мускатный орех, корицу, орегано, гвоздику, корицу и лавровый лист, некоторые из которых связаны с восприятием тепла.

Прогноз ясен: TRPV4 и TRPV3 обнаруживают слабое тепло, а TRPV2 – экстремальное. Взятые вместе, эти три дополнительных датчика TRPV должны учитывать остаточное восприятие тепла, когда ген TRPV1 удален или белок TRPV1 блокируется лекарством. Удивительно, но лабораторные мыши, которым не хватает TRPV3, TRPV4 или TRPV2, по отдельности или вместе, не испытывают дефицита в восприятии тепла. Этот результат убедительно свидетельствует о том, что в коже есть еще больше детекторов тепла, которые нам еще предстоит идентифицировать, и что это могут быть молекулы не из семейства генов TRPV.

Аналогичная неясная ситуация и в восприятии охлаждения. Подопытные мыши с отсутствующим геном TRPM8 показали полную потерю реакции на ментол и эвкалипт, нанесенные им на кожу, и некоторое снижение реакции на легкое охлаждение. В частности, их реакции на небольшое охлаждение (ниже 25 °C) были значительно снижены, но их реакции на сильный холод (менее 14 °C) оказались нормальными. Этот результат указывает, что должны быть дополнительные молекулярные датчики для холода, особенно сильного холода, которые остаются неоткрытыми.

При нанесении на кожу мяты чувствуется прохлада, а перца чили – тепло или даже жжение, но каково ощущение от хрена или его японского брата – васаби? Это не совсем ощущение жара, но скорее напоминает теплое жжение. Васаби, хрен и желтая горчица содержат химическое вещество под названием AITC (аллилизотиоцианат), которое активирует другой сенсор семейства TRP под названием TRPA1. Еще одна активирующая TRPA1 группа соединений включает аллицин и DADS (диаллилдисульфид), содержащиеся в чесноке и луке, и объясняют их влияние на кожные ощущения, в том числе слезотечение, вызванное активацией TRPA1 в роговице глаза (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1. 3D-изображение ионного канала TRPA1, известного как васаби-рецептор. Белок встроен в клеточную мембрану и реагирует на внешние раздражители, от васаби до слезоточивого газа. Кроме того, он участвует в проведении болевого сигнала при воспалении и зуде

Рецептор активируется разнообразными острыми соединениями растений, в частности васаби, хреном и желтой горчицей, а также сходными по структуре продуктами из лука и чеснока и структурно отличным соединением – олеокантолом, который содержится в оливковом масле. Интересно, что несколько различных семейств растений, в частности семейство васаби / хрен / горчица и семейство лук / чеснок / лук-порей / шалот независимо друг от друга создали химические вещества для активации TRPA1, предположительно в целях защиты от поедания их животными, хотя эти соединения также обладают антимикробными свойствами.