Je len málo vecí tak neznesiteľných ako zahryznutie sa do studenej zmrzliny (samozrejme) a pocit strašného otrasu bolesti, najmä ak ste sa na chvíľu uvoľnili a nenavštívili ste zubára. Vedci zo Spojených štátov a Nemecka v štúdii zistili príčinu tejto bolesti: problém spočíva v špecifických bunkách v zuboch, odontoblasty, ktoré zisťujú nízke teploty.
Tieto bunky sú bohaté na špeciálne bielkoviny citlivé na chlad, ktoré sú zodpovedné za to, aby povedali mozgu, keď jete alebo pijete niečo studené. Podľa vedcov by vývoj liekov špecificky zameraných na tieto senzory mohol nakoniec pripraviť cestu pre nové spôsoby liečby citlivosť na chlad. Okrem toho nálezy vysvetľujú aj prastarý domáci liek na bolesť zubov, tzv klinčekový olej, ktorý obsahuje chemikáliu, ktorá blokuje proteín citlivý na chlad.
Prečo bolí uhryznúť zmrzlinu?
Citlivosť na chlad je zvyčajne extrémnejšia u ľudí s zubný kaz, kde časť ochrannej skloviny zuba je opotrebovaná baktériami a kyslými filmami. Odhaduje sa, že približne 2.400 miliardy ľudí, teda jedna tretina svetovej populácie, má neošetrené kazy v stálych alebo „dospelých“ zuboch.
Vedci pod vedením neurobiológa Davida Claphama z Howarda Hughes Medical Institute v Marylande sa pôvodne nepustili do štúdia zubov. Chceli sa sústrediť na hovory“iónové kanály“, čo sú póry v bunkových membránach, ktoré fungujú ako vstupné brány pre molekuly.
Keď tieto kanály zaznamenajú určitý signál, ako je chemická správa alebo zmena teploty, reagujú tak, že sa zatvoria alebo otvoria. Posledný prípad umožňuje iónom vstúpiť do bunky, čím sa vytvorí elektrický impulz, ktorý putuje do iných buniek a umožní telu komunikovať informácie.
Asi pred pätnástimi rokmi výskumníci zistili, že jeden z týchto iónových kanálov, TRPC5Bol veľmi citlivý na chlad. Nebolo však jasné, kde bol TRPC5 použitý. Vedci boli schopní vylúčiť operáciu na koži, aspoň zverejnením v roku 2011, že myši bez iónového kanála stále cítia chlad.
Prečo sú zuby studené?
Inšpirácia nakoniec prišla, keď bol tím na obede. Zuby sú ďalšou oblasťou tela s citlivosťou na chlad a oblasťou, ktorá v tom čase fungovala spôsobmi, ktoré neboli úplne jasné.
Vedúca teória o tom, ako sú zuby chladné, zahŕňala malé kanály vo vnútri zubov, ktoré obsahujú tekutinu, ktorá sa pohybuje pri zmene teploty. Predpokladalo sa, že možno nervy dokážu vycítiť smer tohto pohybu a tak naznačiť, či je zub horúci alebo studený. Aj keď pravdou je, že neexistovali žiadne priame dôkazy, ktoré by to podporili.
Problém je v tom, že pohyb tekutín v zuboch je obzvlášť ťažké študovať, pretože prístup k vnútornému fungovaniu zubov zahŕňa prerezanie tvrdých vrstiev skloviny a dentínu bez rozdrvenia mäkkej drene, ktorú chráni.
Napriek týmto výzvam, keď profesor Clapham a jeho kolegovia skúmali zuby dospelých ľudí, zistili, že obsahujú iónové kanály TRPC5, ako predtým hádali. Okrem toho je TRPC5 hojnejší v Zuby s dutinami, ktoré sú notoricky citlivejšie na chlad ako ich zdravé náprotivky.
Na ďalšie skúmanie vedci uskutočnili experimenty na živých myšiach, pričom zaznamenávali ich nervovú aktivitu, keď sa zuby dostali do kontaktu s ľadovo studeným roztokom.
U normálnych myší tím zistil, že chlad spúšťa nervovú aktivitu. Avšak myši, ktorým chýbal TRPC5 alebo boli liečené chemikáliou, ktorá blokovala iónový kanál, nereagovali rovnakým spôsobom, čo naznačuje, že TRPC5 je kľúčom k snímaniu chladu v zuboch.
Nakoniec vedci vysledovali umiestnenie TRPC5 na špecifický typ bunky v zuboch, tzv odontoblasty, ktorý sa nachádza medzi pulpou a okolitým dentínom. Keď niekto zahryzne do studeného kornútku zmrzliny, najmä ak má dutiny a obnažený dentín, sú to bunky naplnené TRPC5 zachytávajú pocit chladu a vysielajú signály bolesti, ktoré sú vystrelené do mozgu.