М’ята викликає відчуття прохолоди завдяки активації рецептора TRPM8, механізм якого був досліджений вченими. Цей рецептор відповідає за сприйняття температури та відчуття холоду, що пояснює, чому м’ятні продукти надають таке відчуття. Науковці розкрили деталі його функціонування, що дозволяє краще зрозуміти, як м’ята впливає на наші сенсорні відчуття.

Метод кріоелектронної мікроскопії дозволив зафіксувати структуру білкового каналу TRPM8.

Науковці вперше отримали детальні зображення молекулярного “датчика холоду” в людському організмі. Саме цей елемент змушує мозок сприймати холодне повітря або смак м’яти як відчуття прохолоди. Результати дослідження допомогли розкрити механізм цього ефекту на молекулярному рівні, повідомляє ScienceDaily.

Про результати дослідження було оголошено під час 70-ї щорічної конференції Biophysical Society у Сан‑Франциско. У центрі уваги — білковий канал TRPM8, який виконує функцію сенсора холоду в організмі.

“Уявіть TRPM8 як мікроскопічний термометр у вашому тілі”, — пояснив докторант Дюкського університету Хюк‑Джун Лі. За його словами, саме цей сенсор інформує мозок про зниження температури, хоча механізм його функціонування довгий час залишався незрозумілим.

Білок TRPM8 вбудований у мембрани сенсорних нейронів, які пронизують шкіру, ротову порожнину та очі. Коли температура знижується приблизно до діапазону від 46 до 82 градусів за Фаренгейтом (від 7,8°C до 27,8°C), канал відкривається і пропускає іони всередину клітини, що активує нервовий сигнал до мозку.

Той самий механізм пояснює і відчуття прохолоди від ментолу — речовини, що міститься в м’яті. Вона активує той самий канал, навіть якщо температура навколишнього середовища залишається незмінною.

Щоб спостерігати цей процес, науковці використали метод кріоелектронної мікроскопії. Цей метод дозволяє досліджувати швидко заморожені білки за допомогою електронного променя та отримувати детальні структурні зображення.

Завдяки цьому дослідники змогли зафіксувати різні стани TRPM8 — від закритого до відкритого. Аналіз показав, що холод і ментол активують канал різними, але пов’язаними механізмами всередині білка.

Холод викликає структурні зміни в області пори — частини каналу, через яку проходять іони. Натомість ментол зв’язується з іншою ділянкою білка, що врешті-решт також призводить до відкриття каналу. Порушення в роботі цього каналу пов’язують із хронічним болем, мігренню, синдромом сухого ока та деякими формами раку.

Одним із прикладів терапії, що використовує цей механізм, є препарат Acoltremon — очні краплі, схвалені FDA для лікування синдрому сухого ока. Як аналог ментолу, він активує “охолоджувальний” шлях і стимулює вироблення сліз.

Під час дослідження науковці також виявили так звану “холодну пляму” — ділянку білка, яка відіграє важливу роль у розпізнаванні температури. Вона допомагає каналу залишатися активним навіть під час тривалого впливу холоду.

“Раніше було незрозуміло, як холод активує цей канал на структурному рівні. Тепер ми бачимо, що холод викликає певні структурні зміни в області пор. Це дає нам основу для розробки нових методів лікування, спрямованих саме на цей шлях”, — підсумував Лі.

Раніше дослідження науковців з Гвельфського університету виявило унікальну здатність королев джмелів виживати під водою до семи днів під час зимової сплячки (діапаузи). Завдяки сповільненню метаболізму на 99% та поєднанню анаеробного дихання з використанням “фізичних зябер”, комахи успішно перечікують затоплення своїх підземних нір.