Нобелови награди 2004

На 4ти октомври миналата година, Институтът Каролинска в Стокхолм обяви носителите на Нобеловата награда за физиология и медицина за 2004та година. В началото на декември Ричард Аксел и Линда Бък получиха в Стокхолм престижната награда и премията от 10 млн. шведски крони за откритията си в областта на Обонятелните рецептори и организация на обонянието. Интересен е фактът, че Линда Бък е едва седмата жена носител на Нобелова награда за физиология и медицина.

 

През 1991 година, двамата американци, Аксел (понастоящем в Университета Колумбия, Ню Йорк) и Бък (Изследователски Център Фред Хътчинсон, Сиатъл) публикуват заедно фундаменталното си откритие на семейството гени, кодиращи обонятелните рецептори. В следващите години двамата, независимо един от друг, изясняват начина, по който миризмите достигащи до нас биват уловени и превърнати в нервни сигнали в мозъка, където биват запаметени и свързани със съпътстващите ги спомени и емоции.

Всички живи организми притежават способността да усещат наличието на различни химически вещества в окръжаващата ги среда. Откриването на храна, вода и подходящо обитание е от жизнено значение. За това помагат не само вкусът, но и обонянието. Разбира се способността за усещане и разпознаване на миризмите не е еднакво добре развита при всички животни. Ако рибите имат едва стотина обонятелни рецептора, то плъховете, организмите, които Аксел и Бък изучават, разполагат с 1 000, а хората с около 350. Способността на даден организъм да улавя и разпознава миризмите зависи от начина им на живот. Не е изненада фактът, че кучетата, които изучават обкръжаващата ги среда главно с носа си, имат 40 пъти по-голяма площ на обонятелната лигавица от човека. Дълги години обонянието остава едно от най-мистериозните сетива. Едва през 1991 година голямото откритие на Аксел и Бък позволява на учените да разгадаят тайните му. Двамата американци откриват гените на обонятелните рецептори. Те са приблизително 1 000 на брой и представляват около 3% от всички гени, което отразява голямото значение на обонянието за живота на бозайниците. Всеки от тези гени кодира специфичен обонятелен рецептор. Самите рецептори от своя страна са разположени по повърхността на клетките на лигавицата на носа, където улавят миризмите – обонятелната лигавица. Всяка обонятелна клетка притежава само един вид рецептор и може да улови само ограничен брой миризми. Така комплексният сигнал, който достига до нас, например миризмата на топъл хляб, бива разделен на компоненти – всяка обонятелна клетка разпознава само един от многото. Веднъж уловила определена миризма, обонятелната клетка изпраща по нервните окончания сигнал до обонятелните луковици в мозъка. Превръщането на миризмата в нервен сигнал е сложен процес. Обонятелния рецептор улавя молекулите на миризмата достигнали до него по въздуха, което променя пространствената му структура и активизира свързаните с него сигнални молекули наречени G-протеини. G-протеините от своя страна, използвайки различни химически вещества като посредници, задействат йонни канали по повърхността на клетката. Отварянето и затварянето на тези канали променя концентрацията на йони във вътрешността на клетката и съответно нейния електрически потенциал – заражда се нервният импулс. Оказва се, че по сходен начин се улавят и феромоните – молекули с особено голямо значение за поведението и социалния живот на редица животински видове. Подобен е начинът на действие и на вкусовите рецептори по повърхността на езика.

Аксел и Бък работят и върху следващото ниво на обработка на обонятелния сигнал в мозъка – анализът на миризмите, свързването им със спомени за предишни преживявания, вземането на решения, коя храна е вкусна и коя потенциално опасна. Така миризмата на борова смола извиква у някой приятни спомени за онзи излет в планината миналото лято, а мирисът на миди може да предизвика у друг неприятни асоциации за онзи ден преди много години, когато се е натровил с храна сдържаща миди.