ako znate kada vam je mjehur pun? Tijelo koristi osjet koji je toliko sveprisutan da se obično drži na podsvjesnoj razini kako se ne bismo preopteretili informacijama. Ponekad se naziva šestim osjetom, ova unutarnja sposobnost osjećanja zapravo je dio "mehaničkog osjetila" koji uključuje osjet dodira. On vam govori gdje su vaše noge i jesu li sigurno dodirnule tlo; da su vaša ramena povezana s vašim rukama i sl.
Osjet se oslanja se na mrežu živčanih završetaka koji stalno prate naše kosu, kožu, crijeva, mjehur, zglobove, mišiće, ruke, noge i krvni tlak. Jeste li se ikada probudili ne osjećajući svoju ruku? To se događa zato što je smanjeni dotok krvi poslao živčane završetke u stanje "spavanja". Ruku možete pomicati - ali ju ne možete kontrolirati. Kada se "osjećaj" vrati, polako shvaćate da je ruka zapravo vaša. U rijetkim slučajevima, ljudi mogu trajno izgubiti osjećaj u većem dijelu svog tijela. Ako se to dogodi s nogama, obično završe u invalidskim kolicima. Mogu "željeti" da se njihove noge normalno kreću, ali ne "znaju" da li se kreću, tako da se ne mogu osloniti na njih kako bi održavali ravnotežu.
Unatoč fundamentalnoj važnosti našeg unutarnjeg i vanjskog osjetila dodira, ne razumijemo u potpunosti kako on funkcionira. Kada bismo ga u potpunosti razumjeli, mogli bismo postići značajne zdravstvene koristi unutarnjeg tipa - i to ne samo za ljude koji su izgubili osjet. Na primjer, visok krvni tlak - glavni uzročnik moždanog udara, kardiovaskularnih bolesti i nefrotske bolesti.Kada bismo bolje razumjeli živčane završetke koji reguliraju krvni tlak, mogli bismo potencijalno liječiti bolesnike lijekovima koji su učinkovitiji u smanjivanju krvnog tlaka nego što je trenutni izbor.
Diabetes, bolest koja je također u porastu, često vodi do amputacija jer začepljeni krvne žile ubijaju živčane završetke osjetljive na bol i dodir. Ozljede udova tada se ne primjećuju dok se istovremeno ozljede od padova povećavaju. Moguće je da je ta nespretnost zapravo posljedica odumiranja (mišićnih) receptora rastezanja i rani indikator dijabetesa. Raniji testovi kretanja tijekom dijagnostičkih procjena mogli bi omogućiti više terapijskih intervencija. Također bi mogao postojati potencijal za ublažavanje bolnih mišićnih spazama nakon ozljede leđne moždine i spastičnosti u cerebralnoj paralizi.
Problemi s proteinima
Osjeti tijela funkcioniraju zahvaljujući različitim "detektorima proteina". Što nas sprječava da razumijemo naš mehanički osjet jest to što ne znamo koji proteini u živčanim završecima detektiraju kretanje ili kako to čine.
Prvi problem je znati gdje pronaći dovoljno proteina za osjet. Ako usporedimo naš vid, jasno je gdje skupljati proteine detektora svjetlosti koji nam omogućuju da vidimo. Vidimo očima i ničim drugim. Slična je priča i za okus i miris (sluh je kompliciraniji i stvarno spada u istu kategoriju mehaničkih osjetila, ali to je tema za neki drugi članak).
Nemamo poseban organ isključivo posvećen dodirima; živci osjetljivi na kretanje toliko su važni da su svugdje. Obično su vrlo mali; otkrivaju različite teksture poput laganih dodira, teških dodira, vibracija i trajnog pritiska; i miješaju se s završecima za druge osjete poput temperature i bolova. Ovo ih čini vrlo teškima za izolirati i istraživati - a da ne spominjemo utvrđivanje koje sve "dodire" otkrivaju i imaju li druge funkcije negdje drugdje u tijelu.
Slika je dovoljno kompleksna da neki sumnjaju da smo pronašli previše takvih proteina - stav koji i mi dijelimo. Ovo je natjeralo znanstvenike da shvate važnost da budu vrlo detaljni oko detektora proteina kojeg istražuju kao i oko rezultata koje bi mogli otkriti.
Čak i tada, istraživanja su možda bila nepotpuna jer nije provedeno dovoljno testova. Različiti testovi pokazuju različite stvari, kao što smo pokazali u našem novom radu o proteinu ASIC3 (Acid Sensitive Ion Channel 3). ASIC3 se nalazi u živčanim završetcima osjetljivim na istezanje u mišićima koji nam govore gdje su nam ruke i noge. Do sada je važnost ASIC3-a u otkrivanju kretanja bila nejasna, a znanstvenici su čak sumnjali ima li uopće ikakvu ulogu.
ASIC3 smo testirali na tri načina – u staničnoj kulturi, u izoliranom tkivu, a zatim u tijelu u cjelini. U svakom slučaju testirali smo neke subjekte s uključenim proteinom, a neki s njim isključenim kako bismo vidjeli kako se ponašaju. Kada smo ga testirali u staničnoj kulturi, otkrili smo da živčani završetci s isključenim ASIC3 ne mogu otkriti vrlo nježne pokrete. U izoliranom mišićnom tkivu otkrili smo da je tkivo zapravo pretjerano reagiralo na kretanje kada mu je nedostajalo ASIC3. A kad smo ponovili test na cijelim miševima, otkrili smo da su miševi bez proteina u svojim mišićno-osjetilnim završetcima nespretniji. Iako ovakvi rezultati mogu izazvati kontradikcije, uspjeli smo zaključiti da se ASIC3 čini najvažnijim za vrlo finu motoričku kontrolu.
Gdje dalje?
Korištenje kombiniranih testova na ovaj način trebalo bi napraviti veliku razliku u testiranju uloge proteina u mehaničkom osjećaju. Ali postoje i druge stvari koje moramo uzeti u obzir u budućnosti. Znanstvenici znaju da isti živčani završetci u mišićnim tkivima mogu otkriti razne podražaje koji se odnose na istezanje i stiskanje. To bi moglo značiti da završetci trebaju skup proteina, od kojih svaki otkriva drugačiji aspekt kretanja.
Temeljna važnost mehaničkih osjetila također može značiti da postoji ugrađena redundancija. To bi značilo da gubitak jednog proteina mutacijom nije katastrofalan jer drugi jednostavno preuzima. To bi mogao biti razlog zašto živčani završetci u mišićima zapravo imaju nekoliko povezanih ASIC proteina.
Ali dobra vijest je da ovo područje napreduje - ne samo kroz naše rezultate, već kroz razne laboratorije širom svijeta. Naše znanje o dodiru sustiže ono naših drugih osjetila, ali ne prije (svog) vremena.
Autori:
- Guy Bewick - Senior Lecturer, Biomedical Sciences, University of Aberdee
- Chih-Cheng Chen - Associate Research Fellow, Institute of Biomedical Sciences, Academia Sinica
- Robert Banks - Visitor in the School of Biological and Biomedical Sciences, Durham University
