De Nobelprijs voor de geneeskunde en de geheimen van aanraking

Een aantal Amerikaanse onderzoekers heeft verschillende geheimen van aanraking ontdekt. Hun ontdekkingen zijn het resultaat van jarenlang onderzoek naar hoe we informatie verkrijgen over temperatuur of druk.

De Nobelprijs voor de Geneeskunde 2021 is toegekend aan Drs. David Julius en Ardem Patapoutian voor een indrukwekkend onderzoek naar de geheimen van aanraking. Hoewel dit niet een van de meest gewaardeerde zintuigen is in onze steeds visueler wordende wereld, is het in werkelijkheid een waar natuurwonder.

Sinds de oudheid vraagt de mens zich af hoe de zintuigen werken. Oorspronkelijk waren ze echter meer gericht op zicht en gehoor. Via hen leggen we namelijk de duidelijkste link met onze omgeving. Om deze reden bleven de geheimen van aanraking tot voor kort een mysterie.

In de 18e eeuw waagde René Descartes te zeggen dat er netwerken in de huid waren die de functie vervulden om informatie van de huid naar de hersenen te sturen. In wezen had hij in wezen gelijk.

Hij presenteerde zijn hypothese echter niet met echt bewijs of gedetailleerde uitleg om verder onderzoek te vergemakkelijken. In feite duurde het twee eeuwen voordat de geheimen van aanraking werden onthuld.

Een langdurig onderzoek

Tijdens de 19e eeuw, en de eerste decennia van de 20e, vorderde het pad van het onthullen van de geheimen van aanraking langzaam. Sterker nog, vóór de jaren veertig wisten wetenschappers al dat sensorische neuronen bestonden en dat het hun rol was om bepaalde veranderingen in de omgeving vast te leggen en deze vanaf de huid naar de hersenen door te geven.

In 1944 kwam vervolgens eindelijk de eerste mijlpaal. Twee onderzoekers, Joseph Erlanger en Herbert Gasser, ontdekten dat er gespecialiseerde zenuwvezels waren voor de detectie en vertaling van stimuli die verband houden met aanraking met de hersenen. Ze verifieerden dat deze individuen onder andere in staat stelden om ruwe texturen te onderscheiden van gladde.

Erlanger en Gasser wonnen de Nobelprijs voor de geneeskunde voor deze bevindingen. Verschillende geheimen van aanraking bleven echter verborgen. Ze hadden inderdaad nog niet het mechanisme ontdekt waarmee fenomenen zoals temperatuur of druk worden omgezet in elektrische signalen die vervolgens door het zenuwstelsel reizen.

De geheimen van aanraking

David Julius is een Amerikaanse biochemicus aan de Universiteit van Californië, San Francisco. Eind jaren negentig besloot hij om ook in de geheimen van aanraking te duiken. Tegen die tijd wisten wetenschappers al van een stof genaamd capsaïcine. Dit is een verbinding die het gevoel van het branden door chilipepers genereert.

Capsaïcine veroorzaakt pijn en een branderig gevoel op de huid. Wetenschappers wisten echter niet waarom dit gebeurde. Julius en zijn team creëerden een gigantische bibliotheek van de genen die aanwezig zijn in sensorische cellen. Ze hadden allemaal het potentieel om te reageren op hitte en pijn.

Ze gingen uit van het idee dat sommige van deze genen moeten reageren op capsaïcine. Na een enorme zoektocht vonden ze een gen dat aanleiding gaf tot een eiwit. Dit activeerde vervolgens op zijn beurt een receptor die de naam TRPV1 kreeg. Een receptor is een deel van de cel dat detecteert wat hem omringt.

Julius ontdekte dat het eiwit reageerde op warmte. In feite ontdekte hij dat het een warmte-receptor was. Dit opende de deur om soortgelijke receptoren te ontdekken en het mechanisme waarmee ze werken te ontrafelen.

Druk: nog een van de geheimen van aanraking

Ardem Patapoutian is een bioloog met een medische onderzoeksfaciliteit genaamd Scripps Research. Hij voerde verschillende experimenten uit om de receptoren te ontdekken die onder druk worden geactiveerd. Met andere woorden, degene waarmee we ruwe oppervlakken kunnen onderscheiden en onderscheiden van gladde.

Zo ontdekte Patapoutian de Piezo1- en Piezo2-genen. Hij ontdekte dat als deze er niet waren, het lichaam ongevoelig werd voor steekwonden. Later ontdekte hij dat Piezo2 van fundamenteel belang is voor aanraking, maar ook voor een ander zintuig dat proprioceptie wordt genoemd. Dit hangt samen met de positie en beweging van het lichaam.

Deze bevindingen zijn uiterst belangrijk geweest bij het ontrafelen van de geheimen van aanraking. Bovendien vormden ze de basis voor nieuw onderzoek gericht op het vinden van nieuwe oplossingen voor fysieke pijn.

Dat is de reden waarom zowel Julius als Patapoutian de Nobelprijs kregen, aangezien hun ontdekkingen een hoopvolle deur hebben geopend voor ons, als mensen.