Механорецептор PIEZO1 — один из белков, за изучение которых была вручена Нобелевская премия 2021 года — оказался главным виновником зуда, возникающего в ответ на раздражение кожи.
©Veit Irtenkauf, Flickr
Команда прошлогоднего нобелиата по физиологии и медицине продолжает изучать рецепторные белки. В новой работе Ардем Патапунян (Ardem Patapoutian) и его коллеги показали, что некоторые чувствительные нейроны способны воспринимать механическое раздражение кожи, создавая ощущение зуда. Реакцию запускает белок PIEZO1 — механорецептор, воспринимающий слабое давление. Об этом ученые пишут в статье, опубликованной в журнале Nature.
Зуд может вызываться и химическими, и механическими раздражителями — попавшим на кожу соком ядовитого плюща, ползающим по ней насекомым или «колючими» волокнами шерстяной одежды. Это ощущение позволяет избавляться от насекомых и других повреждающих кожу воздействий. Однако от избыточного зуда сильно страдают некоторые аллергики, а если дело доходит до экземы, то нестерпимое желание способно заставлять расчесывать болячку до крови.
Считается, что за возникновение этого ощущения ответственны разные белковые молекулы, работающие в разных клетках тела. Некоторые из них, отвечающие на химическое раздражение гистамином, определили некоторое время назад. А теперь команда Ардема Патапутяна из Института Скриппса показала, что на механическое раздражение реагирует механорецептор PIEZO1.
За изучение PIEZO1, близкого к нему PIEZO2 и других рецепторов Патапутян получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2021 года. Однако роль этого белка в возникновении зуда оказалась довольно неожиданной.
Эти белки экспрессируются во множестве разных клеток организма и размещаются на их мембранах. Они «ощущают» деформацию мембраны и запускают каскады сигнальных реакций, благодаря которым мы воспринимаем слабые прикосновения к коже, ощущаем положение суставов или наполненность мочевого пузыря. Вместе с тем в нервных рецепторных клетках PIEZO1 не производится, за исключением некоторых не очень многочисленных групп.
В новой работе Патапутян и его коллеги показали, что белок производится и работает в нейронах, связанных с возникновением зуда. Лабораторные мыши, у которых активность PIEZO1 была повышена, становились очень чувствительны к раздражению кожи. И наоборот, животные с подавленным белком PIEZO1 реагировали на раздражение намного слабее.
Любопытно, что изменение активности PIEZO1 слегка меняло и раздражительность в ответ на вещества-ирританты. Это может быть связано с тем, что белок участвует и в «механическом», и в «химическом» путях возникновения зуда. Подтвердить это еще предстоит. Кроме того, ученые собираются выяснить, как небольшие различия в активности PIEZO1 у разных популяций людей влияют на их чувствительность к зуду. В частности, у жителей Африки, устойчивых к заражению малярийным плазмодием, уровень PIEZO1 слегка повышен. Возможно, эти проявления как-то связаны.
Но главное, пожалуй, в том, что новая работа может привести к созданию средств, ослабляющих тяжелый зуд у некоторых больных. Ученые уже продемонстрировали способность некоторых веществ снижать функцию PIEZO1, однако в будущем, возможно, появятся более специфические средства, блокирующие белок и раздражение, которое он вызывает.
