נמצא הפתרון לתעלומה שהדירה שינה מעיניהם של חובבי הקולינריה החריפה

למה חריף גורם לתחושה של חום, ומנטה לתחושה של קור? פרס הנובל ברפואה ופיזיולוגיה השנה עוסק בחישת טמפרטורה, ונותן מענה לשתי השאלות האלו

שתפו כתבה במיילשתפו כתבה במייל
שתפו כתבה במיילשתפו כתבה במייל
מעבר לטוקבקים
פלפל חריףקרדיט: אייל טואג
יואב מה-טוב

שני זוכים חולקים השנה את פרס הנובל ברפואה ופיזיולוגיה, ושניהם, באופן מעניין, מנהלים כיום מעבדות בקליפורניה. האחד הוא דיוויד יוליוס האמריקאי, השני הוא ארדם פטפוטיאן הלבנוני. הם גילו שניים מהקולטנים החשובים שבזכותם אנחנו חשים טמפרטורה. סיפורם גם עונה על שתיים מהשאלות שכל חובב אוכל שואל את עצמו: מדוע פלפל חריף גורם לתחושת חום, ומדוע מנטה גורמת לתחושת קור ורעננות? מעבר לכך, גם לסיפור הזה יש זווית ישראלית.

תמונותיהם של פאטפוטיאן ויוליוס בטקס הענקת פרס נובל לרפואה בסטוקהולם, היוםצילום: JONATHAN NACKSTRAND - AFP

לא סתם רד הוט צ'ילי פפרס קראו ללהקה שלהם בשם הזה; אכילת פלפלים חריפים גורמת לתחושת חום, על אף שהפלפלים עצמם יכולים להיות קרים. התעלומה המוזרה הזו העסיקה גם את יוליוס, והוא החליט לחפש את הגן שיוצר את הקולטן שרגיש לקפסאיצין, החומר הפעיל בפלפל חריף. הקולטן שהוא מצא נקרא TRPV1. יוליוס הראה שגם כאשר אין קפסאיצין בסביבה, אבל בסביבת הקולטן יש טמפרטורה גבוהה, הוא פועל. כלומר, TRPV1 גם רגיש לחום.

חום גבוה יכול לגרום לכאב - אם ניסיתם להוציא אי פעם עוגה מהתנור בלי כפפות, אתם כנראה יודעים זאת. כך שבעצם מדובר בקולטן שמסוגל לזהות חום גבוה, אך במקביל גם להפעיל את מסלולי הכאב במערכת העצבים. מאחר שהוא רגיש גם לחומר הפעיל בפלפל חריף, הקפסאיצין מפעיל את TRPV1, ובכך גורם לתחושת כאב (שמתבטאת בחריפות), וגם לתחושת חום. יוליוס אכן הראה שבעכברים שגורמים להם לא לבטא את TRPV1 נפגעת הן תחושת הכאב והן תחושת החום. 

לאחר התגלית המרעישה, יוליוס התחיל לחשוב גם על חישת קור, אבל למעשה, הוא לא היה לבד, בצד השני של קליפורניה גם פטפוטיאן ניסה לחפש קולטנים שעוזרים לנו לחוש קור. שניהם עבדו בנפרד, ופירסמו את ממצאיהם כמעט יחד. גם המחקר של יוליוס וגם המחקר של פטפוטיאן מבוססים שניהם על מנטול, החומר הפעיל במנטה. כולכם בוודאי נתקלתם בפרסומות למסטיקים שמציגים את המוצר שלהם כמרענן. אך גם זו תעלומה, משום שמוצרים עם מנטה יכולים לגרום לנו לתחושת קרירות גם אם הם בעצמם לא קרים. אז מה קורה כאן?

התעלומה הדומה הובילה לפתרון דומה, וכך התגלה TRPM8, שרגיש למנטול, אבל הוא פעיל יותר בטמפרטורות קרות גם ללא נוכחות של מנטול, והוא מתבטא בעיקר בתאי עצב שיושבים במערכת שאחראית על תחושה פיזית, ובין היתר גם על חישת טמפרטורה. כך שבזמן שאתם לועסים מסטיק מנטה, גם אם הוא לא קר בכלל, מכיוון שהמנטול מפעיל את TRPM8, ו-TRPM8 אחראי על חישת קור, אז אתם מרגישים תחושה קרירה ורעננה.

אז נראה שיש לנו קולטן לחום וקולטן לקור. אבל חישת הטמפרטורה שלנו מורכבת הרבה יותר, אנחנו מסוגלים להבדיל בין "חם" ל"חמים", או בין 20 מעלות ל-17 מעלות. כיצד אנחנו עושים זאת? לאורך השנים התגלו קולטנים נוספים, שכל אחד מהם פעיל בטווח טמפרטורות אחר. חלקם רגישים לטווחים חמים יותר, חלקם לטווחים פושרים וחלקם לקרים. טמפרטורה מסוימת תגרום לכל אחד מהקולטנים להפעיל את תאי העצב שעליהם הם יושבים ברמה אחרת: חלק יפעלו מאוד, חלק רק קצת, וחלק בכלל לא. המידע כולו מגיע למוח, ושם מתבצע החישוב שמסיק על בסיס הפעילות של התאים השונים, מה צריכה להיות הטמפרטורה בחוץ.

לפטפוטיאן היו עוד כמה פריצות דרך משמעותיות בהמשך, כשהוא גילה גם את הקולטנים שאחראים לתחושת מגע קל, הקולטנים הללו רגישים ללחץ מכני, וכאשר זה מתרחש, הם פועלים וגורמים לתאי העצב שמתחת לעור שלכם לשלוח אותות למוח בדבר המגע.

ולסיום, אי אפשר בלי הזווית הישראלית. כי בעצם מחקרם של פטפוטיאן ויוליוס לא היה מתאפשר בלי התגליות של החוקר הישראלי פרופ' ברוך מינקה מהאוניברסיטה העברית. שמתם אולי לב ששני החלבונים שעליהם דיברנו מכילים את האותיות TRP, זאת משום שהם מגיעים מאותה משפחת חלבונים. מינקה היה זה שנתן למשפחת החלבונים הזו את שמה, כשחקר אותה עוד בשנות השבעים.

מאז התגלה שחלבוני TRP יושבים על תאי עצב שאחראים לתחושת כאב. מינקה עצמו הפך עם השנים לחוקר כאב מוערך, והוא ממשיך לחקור את חלבוניה-TRP. לאחרונה מינקה חוקר נער, שבגלל מוטציה ב-TRPV1 הוא איבד את הרגישות לקפסאיצין ויכול לאכול פלפלים חריפים בלי להרגיש כאב. הסיפור המעניין שלו אולי יכול להיות בעתיד פתח לטיפולים חדשים נגד כאב.

מזל טוב לשני הזוכים.

יואב מה-טוב | סיור מוחות

יואב מה-טוב הוא חוקר במרכז למדעי המוח באוניברסיטה העברית. מעביר קורסים והרצאות העשרתיות לכל הגילים במטרה לחשוף את עולם מדעי המוח בצורה חווייתית גם למי שלא למד את הנושא מעולם. פרטים נוספים ניתן למצוא באתר.

תגובות

הזינו שם שיוצג באתר
משלוח תגובה מהווה הסכמה לתנאי השימוש של אתר TheMarker