Ученые впервые показали, как датчик TRPM8 создает ощущение холода и реагирует на ментол

Выход на морозное утро или прикосновение мятной конфеты мгновенно вызывает чувство прохлады. Этот эффект запускает микроскопический датчик в теле, который посылает сигнал в мозг при контакте с холодом. Исследователи впервые получили подробные изображения, показывающие работу датчика TRPM8, реагирующего как на низкую температуру, так и на ментол. Результаты были представлены на 70-й ежегодной конференции Биофизического общества в Сан-Франциско.

«TRPM8 можно представить как крошечный термометр внутри организма», — пояснил Хёк-Джун Ли из лаборатории Сок-Ён Ли, Университет Дьюка. «Это главный датчик, сигнализирующий мозгу о холоде. Ранее мы знали о его существовании, но теперь видим, как он работает».

Канал TRPM8 встроен в мембраны сенсорных нейронов кожи, рта и глаз. При температуре примерно от 46°F до 82°F канал открывается, позволяя ионам проникать в клетку. Это движение запускает нервный сигнал, который мозг интерпретирует как холод. Механизм объясняет, почему ментол, эвкалипт и похожие соединения создают ощущение прохлады, даже если температура не изменилась.

«Ментол действует как ключ, — сказал Ли. — Он прикрепляется к отдельной части канала и открывает его, как при низкой температуре. Тело воспринимает сигнал, словно контактирует с льдом».

Для изучения TRPM8 команда использовала криоэлектронную микроскопию, позволяющую получать детальные изображения быстро замороженных белков. Это дало серию структурных снимков канала при переходе из закрытого состояния в открытое.

Снимки показали, что холод и ментол активируют TRPM8 через разные механизмы. Низкая температура вызывает изменения в области поры канала, а ментол связывается с другой частью белка, изменяя форму, которая передается к поре, открывая её. «Сочетание холода и ментола усиливает реакцию синергетически», — отметил Ли.

Понимание работы TRPM8 может помочь в медицине. Нарушения этого канала связаны с хронической болью, мигренью, сухостью глаз и некоторыми видами рака. Один из препаратов, аколтремон, активирует путь TRPM8, стимулируя выработку слез и снимая раздражение при синдроме сухого глаза.

Исследователи также выделили «холодную точку» — участок белка, который определяет чувствительность к температуре и поддерживает активность канала при длительном воздействии холода.

Работа впервые объяснила на молекулярном уровне, как объединяются температурные и химические сигналы, создавая ощущение прохлады. Показав, как TRPM8 интегрирует холод и ментол, исследование раскрывает давнюю тайну сенсорной биологии.