Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người

Tại sao những quả ớt lại có thể dạy con người về nỗi đau?


David Julius là một giáo sư Sinh lý học tại Trường Y Đại học California. Ông ấy biết nỗi đau là gì – theo một nghĩa đen thực sự của nó.


Dành gần như cả sự nghiệp của mình, Giáo sư Julius đã nghiên cứu cách hệ thống thần kinh cảm nhận nỗi đau và làm thế nào các hóa chất như capsaicin (hợp chất khiến ớt có được vị cay nóng của nó) kích hoạt các thụ thể và con đường dẫn truyền thần kinh gây đau trong cơ thể.


Chính khám phá tưởng chừng giản dị này lại vừa mang về cho ông giải thưởng Breakthrough Prize trị giá 3 triệu USD trong ngành khoa học sự sống. Nó có thể giúp bạn giải thích tại sao ăn ớt lại cay và nóng? Con đường thụ thể cảm nhận vị cay và cảm giác nóng có trùng hợp hay không?


Nhưng trên hết, khám phá của Giáo sư Julius còn có thể mở ra tiềm năng phát triển những thế hệ thuốc giảm đau mới, thay thế cho lớp thuốc opioid hiện nay với rất nhiều tác dụng phụ bao gồm gây nghiện.


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người - Ảnh 1.

David Julius - giáo sư Sinh lý học tại Trường Y Đại học California


Trong quá trình khám phá các phân tử, tế bào và cơ chế gây đau, Giáo sư Julius và các đồng nghiệp đã lần đầu hé lộ cách thức các protein trên màng tế bào (gọi là kênh tiềm năng thụ thể tạm thời -TRP) đóng vai trò vào sự cảm nhận nhiệt độ nóng, lạnh hoặc cảm giác đau đớn cũng như quá trình viêm xảy ra cho đến quá mẫn.


Phần lớn công việc của ông đã tập trung vào cơ chế mà capsaicin phát huy tác dụng mạnh mẽ của nó đối với hệ thần kinh của con người. Nhóm của ông đã xác định được TRPV1, thụ thể đáp ứng với capsaicin và chứng mính nó cũng được kích hoạt bởi nhiệt và những hóa chất gây viêm.


Gần đây, bằng hướng tiếp cận độc đáo này, Giáo sư Julius cũng phát hiện ra cơ chế nhắm vào thụ thể TRPA1 của nọc độc bọ cạp. Ngoài ra, ông còn tìm ra một thụ thể cho serotonin truyền tín hiệu não.


Vượt ra khỏi các cơ chế giác quan thông thường, Giáo sư Julius cũng nghiên cứu rất nhiều hệ thống giác quan khác, đôi khi chỉ có ở động vật, chẳng hạn như những con rắn có thể nhìn trong bóng tối nhờ hồng ngoại hoặc những con cá mập hoặc cá đuối có thể cảm nhận trường điện từ.


Để tìm hiểu những cống hiến và công việc của Giáo sư Julius trong lĩnh vực khoa học sự sống, Scientific American đã có một cuộc phỏng vấn với ông. Trong đó, Giáo sư Julius giải thích tại sao những quả ớt lại có thể dạy con người về nỗi đau.


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người - Ảnh 2.

Tại sao những quả ớt lại có thể dạy con người về nỗi đau?


Bắt đầu từ đâu mà ông lại có hứng thú với việc nghiên cứu nỗi đau?


Trong thời kỳ làm nghiên cứu sau tiến sĩ, tôi bắt đầu quan tâm đến hệ thống thần kinh. Tôi muốn tìm hiểu làm thế nào các chất dẫn truyền thần kinh như serotonin hoạt động trong não, các thụ thể của các chất dẫn truyền thần kinh này trông như thế nào? Để thử, tôi đã tiếp cận hướng nghiên cứu dưới góc nhìn di truyền học và sinh học phân tử.


Tôi thực sự rất thích thú với những ý tưởng y học và sức khỏe trong dân gian, cũng như cách các nhà khoa học khai thác những sản phẩm tự nhiên để tìm hiểu về sinh lý học. Tôi có hứng thú với những câu hỏi như: Ảo giác hoạt động như thế nào, tại sao con người khám phá ra những thứ như xương rồng peyote (một loài thực vật có khả năng tạo ảo giác) và sử dụng nó trong những nghi lễ cổ xưa.


Tất nhiên, các nhà hóa học bây giờ đã phát hiện ra các thành phần hoạt hóa và cách thức chúng tác động lên hệ thống thần kinh. Và tôi thực sự bị mê hoặc bởi toàn bộ cách tiếp cận đó, nơi mọi người nghiên cứu một số hành vi của con người, soi chiếu nó dưới lăng kính hóa học, và sau đó sử dụng các hóa chất đó làm đầu mối để tìm hiểu về cách hệ thống thần kinh hoạt động.


Điều đó cuối cùng đã khiến tôi tự hỏi: Một số tác nhân trong môi trường của chúng ta tạo ra nỗi đau - [những hóa chất] như capsaicin và wasabi – chúng hoạt động như thế nào? Và đó là một sự dẫn dắt rất tự nhiên đối với tôi, cho ý định sử dụng các sản phẩm tự nhiên để tìm hiểu hệ thống thần kinh.


Tôi nghe đồn rằng ông nảy ra ý tưởng nghiên cứu capsaicin trong khi đi siêu thị. Mọi chuyện hôm đó xảy ra như thế nào?


[Cười] Khi đang nhìn vào những kệ hàng chứa đầy ớt và các sản phẩm chiết xuất từ ớt, tôi chợt nảy ra ý nghĩ "Đây quả là một vấn đề quan trọng và thú vị để nghiên cứu. Mình phải thực sự nghiêm túc về vấn đề này".


Vợ tôi cũng là một nhà khoa học, khi đi xuống lối đi và nhìn thấy tôi ở đó, bà ấy hỏi: "Ông đang làm gì vậy?". Tôi trả lời: "Tôi bực không chịu nổi. Tôi thực sự cần phải tìm hiểu xem chúng ta có thể giải quyết vấn đề này như thế nào".


Bà ấy đáp lại: "Được rồi, đừng loay hoay nữa. Tại sao ông không bắt đầu ngay đi?".


Cũng giống như mọi việc khác trên đời: nó cần đúng người, đúng thời điểm và đúng công nghệ. Và trong phòng thí nghiệm của tôi khi đó có [Michael] Caterina, một người bạn nữa cũng đã theo bước tôi. Anh ấy nói: "Yeah, tôi sẽ thực hiện thử thách đó". Và anh ấy đã làm việc rất tuyệt vời.


Bởi vậy, bạn biết đấy, đó chính là khoa học: khi đúng thời điểm rồi thì mọi thứ sẽ kết hợp với nhau.


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người - Ảnh 3.

Giáo sư Julius nảy ra ý tưởng nghiên cứu capsaicin trong khi đi siêu thị.


Ông và đồng nghiệp đã phát hiện ra capsaicin kích hoạt một thụ thể có tên TRPV1. Làm thế nào mà nó giúp chúng ta cảm thấy đau?


Nó là một loại protein nằm trên bề mặt tế bào thần kinh. Nó hầu như chỉ được tìm thấy trên các tế bào thần kinh có liên quan đến cảm giác đau. Và nó có một kênh ion, về bản chất hình thành nên một chiếc bánh donut trong màng tế bào. Cái lỗ ở trung tâm chiếc bánh đó luôn luôn đóng trừ khi có thứ gì đó kích hoạt nó mở ra.


Một khi các kênh được mở, ion có thể chảy từ bên ngoài tế bào vào bên trong. (Các ion mà chúng ta đang nói đến ở đây chủ yếu là các ion natri và canxi). Khi điều này xảy ra, nó sẽ thiết lập các dòng điện trong tế bào và bắt đầu khiến súng lên nòng.


Nó gửi tín hiệu điện từ vùng thần kinh ngoại vi – nói đơn giản chúng là những vùng như môi hoặc mắt của bạn, bất cứ nơi nào bạn cảm nhận được ớt nóng – bắn tín hiệu về tủy sống. Và sau đó trong tủy sống, những tế bào thần kinh đó (cái mà chúng ta gọi là tế bào thần kinh cảm giác) gửi tín hiệu đến một tế bào thần kinh thứ hai cũng xuất hiện trong tủy.


Tiếp đó, thông qua một chuỗi các tế bào thần kinh, tín hiệu cuối cùng được đưa đến não, đến các trung tâm nơi bạn nhận thấy nó (capsaicin) là một thứ gì đó độc hại và đau đớn.


Điều thú vị của kênh ion này là nó cũng được kích hoạt bởi nhiệt. Vì vậy, nó cũng tham gia vào khả năng cảm nhận sức nóng. Ở đây xảy ra một loại chồng chập thông tin, trong đó một quả ớt đang bắt chước một kích thích nhiệt. Nhưng kênh ion này không chỉ phát hiện nhiệt; nó cũng phát hiện các tác nhân mà cơ thể chúng ta tạo ra để đáp ứng với tình trạng viêm.


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người - Ảnh 4.

Kênh ion TRPV1 bị kích hoạt bởi capsaicin. Nó cũng bị kích hoạt bởi nhiệt và axit cũng như một số tác nhân khác


Tại sao chúng ta cảm thấy đau - như một tính năng?


Tất nhiên, một điều mà chúng ta đều biết cũng là một trong những khía cạnh thú vị nhất về cơn đau. Đó là khi xảy ra chấn thương – dù là tổn thương mô hay tổn thương dây thần kinh –theo lẽ thông thường cơn đau sẽ xuất hiện.


Và lý do đằng sau đó có lẽ là một cơ chế bảo vệ của cơ thể: Khi bạn bị bong gân mắt cá chân, bạn cần biết rằng bạn đã làm điều đó tồi tệ với chân của mình, và bây giờ bạn cần bảo vệ nó để nó được chữa lành.


Những người bị giảm cảm giác, ví dụ bệnh nhân tiểu đường hoặc bệnh nhân phong thường không thể cảm nhận được cơn đau đớn của họ. Nếu họ làm mình bị thương, khi họ bị loét ở chân chẳng hạn và không biết gì về điều đó, họ sẽ không thể bảo vệ mình và vì thế vết loét sẽ nhiễm trùng.


Vì vậy, nỗi đau có mặt tốt nhất của nó là để bảo vệ chúng ta, nói với chúng ta rằng chúng ta cần phải bảo vệ một phần cơ thể nào đó của mình. Tất nhiên, đôi khi vấn đề xảy ra khi cơn đau vượt khỏi tầm kiểm soát. Và sau đó chúng ta gặp phải một hội chứng đau dai dẳng hoặc mạn tính.


Làm thế nào chúng ta có thể khai thác thụ thể capsaicin và những yếu tố khác để điều trị đau?


TRPV1 không chỉ cảm nhận nhiệt; nó còn cảm nhận được rất nhiều hóa chất mà cơ thể sinh ra trong quá trình viêm. Các hóa chất tác động lên những sợi thần kinh cảm giác đau này nhằm tăng cường độ nhạy cảm của chúng đối với những thứ như nhiệt độ, xúc giác và các hóa chất khác như là một phần của phản ứng tự vệ.


Kênh TRPV1 này có thể phát hiện rất nhiều các tác nhân gây viêm khác nhau và do đó góp phần làm tăng độ nhạy cảm của sợi thần kinh trong bối cảnh nếu chấn thương xảy ra. Và thực sự, đó gần như là toàn bộ lý do mà các nhà khoa học quan tâm đến các loại phân tử này, như một mảnh đất tiềm năng để nghiên cứu thuốc giảm đau: bởi chúng góp phần gây ra phản ứng quá mẫn khi có những thứ tương tự như chấn thương.


Vì vậy, bạn có thể tưởng tượng rằng trong các tình huống như viêm khớp, viêm bàng quang hoặc viêm đường tiêu hóa, với việc sản xuất rất nhiều các chất trung gian gây viêm này, TRPV1 và các [kênh] khác là những nhân tố quan trọng trong việc đặt lại độ nhạy cảm của sợi thần kinh khi chấn thương xảy ra.


Những gì bạn muốn làm là giảm bớt nỗi đau khi nó là nỗi đau bệnh lý. Nhưng bạn không muốn loại bỏ nỗi đau hữu ích ở dạng cấp tính, bởi nếu vậy sau đó bạn sẽ không còn một hệ thống cảnh báo nào nữa, đúng không? Vậy đó chính là thứ mà mọi người đều muốn đạt được.


Lý tưởng nhất có lẽ là việc bạn tìm ra cách chặn được các tác nhân gây viêm này thể hiện sự nhạy cảm với sợi thần kinh, bằng việc nhắm mục tiêu vào những thứ như TRPV1 và các phân tử khác – nhưng đồng thời phải cố gắng tránh tác động vào chức năng bảo vệ bình thường cơ chế gây đau.


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người - Ảnh 5.

Điều trị đau hiện đang phải phụ thuộc nhiều vào nhóm thuốc opioid với rất nhiều tác dụng phụ.


Những hướng nghiên cứu này có thể dẫn đến một giải pháp thay thế cho thuốc giảm đau nhóm opioid không? Nếu đúng vậy thì bao lâu nữa nó sẽ xuất hiện?


Đó là một câu hỏi hay. Tôi không làm việc với các công ty dược phẩm hay bất cứ đơn vị nào khác, vì vậy tôi không thể nói với bạn về những tiến bộ mới nhất [họ đã đạt tới] hiện thời. Nhưng [đúng là] đã có những loại thuốc được phát triển nhắm vào một số kênh này, chẳng hạn như TRPV1, loại được xác định đầu tiên.


Những loại thuốc này đã thể hiện được tác dụng khiêm tốn trên một số mô hình đau ở người, nhưng chúng cũng có những gì tôi sẽ gọi là tác dụng phụ trên mục tiêu: những loại thuốc này làm giảm khả năng cảm nhận nhiệt độ và có thể gây hại cho bệnh nhân theo cách đó.


Vì vậy, [các công ty dược phẩm] đã lo lắng về việc bệnh nhân [sau khi uống thuốc của họ] có thể bị bỏng khi uống cà phê nóng mà không biết. Và một điều nữa - có lẽ là vì thuốc làm thay đổi cảm giác về nhiệt độ - những người thử nghiệm nó báo cáo rằng họ bị sốt trong một khoảng thời gian ngắn.


Cho đến nay, tôi chưa nhìn thấy bất kỳ loại thuốc [thay thế opioid] nào mà bạn có thể [vào hiệu thuốc để]mua. Nhưng sự phát triển thuốc là một quá trình lâu dài và tôi đã hy vọng rằng một số phân tử mà chúng tôi đã phát hiện hoặc nghiên cứu cuối cùng sẽ trở thành mục tiêu cho một số thuốc giảm đau thế hệ mới không phải opioid.


Thực tế, [các loại thuốc opioid hiện nay chứa] các thụ thể thuốc phiện biểu hiện trên toàn bộ hệ thống thần kinh. Chúng có thể biểu hiện trong não, biểu hiện ở tủy sống, biểu hiện trên các sợi thần kinh cảm giác đau. Và do đó, thuốc phiện có rất nhiều tác dụng phụ lên hệ thần kinh dẫn đến những tình trạng như suy hô hấp, táo bón, ảnh hưởng đến các khu vực nhận thức.


Bạn có thể giảm đau nhờ [thuốc nhóm opioid] nhưng kèm theo đó cũng có thể bị nghiện.


Cho nên, mục tiêu ban đầu của nghiên cứu chúng tôi đã thực hiện, cũng như cách tiếp cận mà chúng tôi và những đồng nghiệp khác trong lĩnh vực này hướng đến, là tập trung vào các sợi thần kinh ngoại vi, chẳng hạn như trên da và những nơi khác, có nhiệm vụ cảm nhận các phản ứng đau.


Ý tưởng là nếu chúng tôi có thể xác định các phân tử chỉ biểu hiện một cách có chọn lọc hơn tại đúng các vị trí [cơn đau xuất hiện], chúng tôi sẽ có được một loại thuốc ít tác dụng phụ hơn.


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người - Ảnh 6.

Nếu có thể xác định các phân tử chỉ nhắm vào vị trí cơn đau xuất hiện, chúng ta sẽ có được một loại thuốc ít tác dụng phụ hơn.


Bên cạnh nỗi đau, ông cũng đã nghiên cứu các cảm giác khác nữa của con người đúng không?


Đúng. Chúng tôi thường quan tâm đến các hệ thống giác quan – và muốn tìm hiểu hệ thống giác quan đóng vai trò gì trong toàn bộ cơ thể - chứ không chỉ là sự đau đớn nói riêng.


Các hệ thống giác quan cho phép bộ não của bạn tạo ra một ánh xạ của thế giới bên ngoài vào bên trong bạn.


Nhưng điều tôi thực sự thấy hấp dẫn về các hệ thống giác quan là các loài động vật khác nhau nhìn thế giới theo những cách khác nhau. Chúng tôi đã nghiên cứu [cảm giác hồng ngoại trong] rắn chuông, bởi vì chúng tôi nghĩ, như những hệ thống khác, nó có liên quan đến cảm giác nhiệt và vì nó na ná với những gì chúng tôi đang theo đuổi trong việc hiểu cơ chế cảm nhận cơn đau.


Gần đây, phòng thì nghiệm tôi có một vài người đã nghiên cứu thêm về các cơ chế cảm nhận điện [lĩnh vực cảm giác điện trường]. Đó là giác quan mà bạn có thể tìm thấy ở động vật thủy sinh như cá đuối và cá mập.


Trong nhiều năm, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu những con vật này và xác định thực tế rằng chúng sử dụng các hệ thống cảm giác hồng ngoại và cảm nhận điện trường. Họ đã có được những thành tựu tuyệt vời về nó dưới góc nhìn sinh lý học.


Nhưng có một cách tiếp cận không được quan tâm lắm, đó là hiểu những hệ thống giác quan này dưới góc nhìn phân tử học.


Bây giờ thì chúng ta đã có thể làm điều đó, với rất nhiều công cụ mà chúng ta có thể sử dụng, chẳng hạn như giải trình tự DNA và giải trình tự RNA, nơi bạn thực sự có thể thử và tạo mối liên hệ giữa các phân tử và sinh lý học.


Vì vậy, đó là nơi mà chúng tôi bước đến. Chúng tôi đã lấy những công cụ phân tử này và quay lại, xem xét lại những nghiên cứu rất đẹp trước đây, thử và đưa góc nhìn phân tử học chiếu xuống các hệ thống hành vi và sinh lý này.


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người - Ảnh 7.

Giáo sư Julius vừa nhận giải thưởng Breakthrough Prize trị giá 3 triệu USD


Ông dự định sẽ làm gì với số tiền thưởng?


Tôi nghĩ rằng tôi sẽ tiếp tục làm những gì tôi đang làm. Tôi thích dùng tiền phục vụ cho cộng đồng - tôi thực sự muốn hỗ trợ các giáo dục nghệ thuật, âm nhạc và khoa học, vì vậy tôi sẽ tiếp tục làm công việc đó.


Tôi dự định sẽ triển khai hoạt động này ở East Bay [phía bắc California] và nhiều khu vực khác, có lẽ tôi có thể làm điều đó với quy mô lớn hơn một chút.


Tôi nghĩ rằng cả nghệ thuật, âm nhạc và khoa học đều thực sự cần thiết cho việc nhân bản hóa tất cả chúng ta và cả khoa học. Tôi nghĩ rằng nó sẽ giúp mọi người suy nghĩ rộng hơn, cởi mở và tương tác với nhau nhiều hơn.


Tham khảo Scientificamerican


Hãy làm ra những quả cà chua cay như ớt, các nhà khoa học nói









Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi


Tai sao nhung qua ot lai co the day con nguoi ve noi dau?


David Julius la mot giao su Sinh ly hoc tai Truong Y Dai hoc California. Ong ay biet noi dau la gi – theo mot nghia den thuc su cua no.


Danh gan nhu ca su nghiep cua minh, Giao su Julius da nghien cuu cach he thong than kinh cam nhan noi dau va lam the nao cac hoa chat nhu capsaicin (hop chat khien ot co duoc vi cay nong cua no) kich hoat cac thu the va con duong dan truyen than kinh gay dau trong co the.


Chinh kham pha tuong chung gian di nay lai vua mang ve cho ong giai thuong Breakthrough Prize tri gia 3 trieu USD trong nganh khoa hoc su song. No co the giup ban giai thich tai sao an ot lai cay va nong? Con duong thu the cam nhan vi cay va cam giac nong co trung hop hay khong?


Nhung tren het, kham pha cua Giao su Julius con co the mo ra tiem nang phat trien nhung the he thuoc giam dau moi, thay the cho lop thuoc opioid hien nay voi rat nhieu tac dung phu bao gom gay nghien.


Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi - Anh 1.

David Julius - giao su Sinh ly hoc tai Truong Y Dai hoc California


Trong qua trinh kham pha cac phan tu, te bao va co che gay dau, Giao su Julius va cac dong nghiep da lan dau he lo cach thuc cac protein tren mang te bao (goi la kenh tiem nang thu the tam thoi -TRP) dong vai tro vao su cam nhan nhiet do nong, lanh hoac cam giac dau don cung nhu qua trinh viem xay ra cho den qua man.


Phan lon cong viec cua ong da tap trung vao co che ma capsaicin phat huy tac dung manh me cua no doi voi he than kinh cua con nguoi. Nhom cua ong da xac dinh duoc TRPV1, thu the dap ung voi capsaicin va chung minh no cung duoc kich hoat boi nhiet va nhung hoa chat gay viem.


Gan day, bang huong tiep can doc dao nay, Giao su Julius cung phat hien ra co che nham vao thu the TRPA1 cua noc doc bo cap. Ngoai ra, ong con tim ra mot thu the cho serotonin truyen tin hieu nao.


Vuot ra khoi cac co che giac quan thong thuong, Giao su Julius cung nghien cuu rat nhieu he thong giac quan khac, doi khi chi co o dong vat, chang han nhu nhung con ran co the nhin trong bong toi nho hong ngoai hoac nhung con ca map hoac ca duoi co the cam nhan truong dien tu.


De tim hieu nhung cong hien va cong viec cua Giao su Julius trong linh vuc khoa hoc su song, Scientific American da co mot cuoc phong van voi ong. Trong do, Giao su Julius giai thich tai sao nhung qua ot lai co the day con nguoi ve noi dau.


Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi - Anh 2.

Tai sao nhung qua ot lai co the day con nguoi ve noi dau?


Bat dau tu dau ma ong lai co hung thu voi viec nghien cuu noi dau?


Trong thoi ky lam nghien cuu sau tien si, toi bat dau quan tam den he thong than kinh. Toi muon tim hieu lam the nao cac chat dan truyen than kinh nhu serotonin hoat dong trong nao, cac thu the cua cac chat dan truyen than kinh nay trong nhu the nao? De thu, toi da tiep can huong nghien cuu duoi goc nhin di truyen hoc va sinh hoc phan tu.


Toi thuc su rat thich thu voi nhung y tuong y hoc va suc khoe trong dan gian, cung nhu cach cac nha khoa hoc khai thac nhung san pham tu nhien de tim hieu ve sinh ly hoc. Toi co hung thu voi nhung cau hoi nhu: Ao giac hoat dong nhu the nao, tai sao con nguoi kham pha ra nhung thu nhu xuong rong peyote (mot loai thuc vat co kha nang tao ao giac) va su dung no trong nhung nghi le co xua.


Tat nhien, cac nha hoa hoc bay gio da phat hien ra cac thanh phan hoat hoa va cach thuc chung tac dong len he thong than kinh. Va toi thuc su bi me hoac boi toan bo cach tiep can do, noi moi nguoi nghien cuu mot so hanh vi cua con nguoi, soi chieu no duoi lang kinh hoa hoc, va sau do su dung cac hoa chat do lam dau moi de tim hieu ve cach he thong than kinh hoat dong.


Dieu do cuoi cung da khien toi tu hoi: Mot so tac nhan trong moi truong cua chung ta tao ra noi dau - [nhung hoa chat] nhu capsaicin va wasabi – chung hoat dong nhu the nao? Va do la mot su dan dat rat tu nhien doi voi toi, cho y dinh su dung cac san pham tu nhien de tim hieu he thong than kinh.


Toi nghe don rang ong nay ra y tuong nghien cuu capsaicin trong khi di sieu thi. Moi chuyen hom do xay ra nhu the nao?


[Cuoi] Khi dang nhin vao nhung ke hang chua day ot va cac san pham chiet xuat tu ot, toi chot nay ra y nghi "Day qua la mot van de quan trong va thu vi de nghien cuu. Minh phai thuc su nghiem tuc ve van de nay".


Vo toi cung la mot nha khoa hoc, khi di xuong loi di va nhin thay toi o do, ba ay hoi: "Ong dang lam gi vay?". Toi tra loi: "Toi buc khong chiu noi. Toi thuc su can phai tim hieu xem chung ta co the giai quyet van de nay nhu the nao".


Ba ay dap lai: "Duoc roi, dung loay hoay nua. Tai sao ong khong bat dau ngay di?".


Cung giong nhu moi viec khac tren doi: no can dung nguoi, dung thoi diem va dung cong nghe. Va trong phong thi nghiem cua toi khi do co [Michael] Caterina, mot nguoi ban nua cung da theo buoc toi. Anh ay noi: "Yeah, toi se thuc hien thu thach do". Va anh ay da lam viec rat tuyet voi.


Boi vay, ban biet day, do chinh la khoa hoc: khi dung thoi diem roi thi moi thu se ket hop voi nhau.


Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi - Anh 3.

Giao su Julius nay ra y tuong nghien cuu capsaicin trong khi di sieu thi.


Ong va dong nghiep da phat hien ra capsaicin kich hoat mot thu the co ten TRPV1. Lam the nao ma no giup chung ta cam thay dau?


No la mot loai protein nam tren be mat te bao than kinh. No hau nhu chi duoc tim thay tren cac te bao than kinh co lien quan den cam giac dau. Va no co mot kenh ion, ve ban chat hinh thanh nen mot chiec banh donut trong mang te bao. Cai lo o trung tam chiec banh do luon luon dong tru khi co thu gi do kich hoat no mo ra.


Mot khi cac kenh duoc mo, ion co the chay tu ben ngoai te bao vao ben trong. (Cac ion ma chung ta dang noi den o day chu yeu la cac ion natri va canxi). Khi dieu nay xay ra, no se thiet lap cac dong dien trong te bao va bat dau khien sung len nong.


No gui tin hieu dien tu vung than kinh ngoai vi – noi don gian chung la nhung vung nhu moi hoac mat cua ban, bat cu noi nao ban cam nhan duoc ot nong – ban tin hieu ve tuy song. Va sau do trong tuy song, nhung te bao than kinh do (cai ma chung ta goi la te bao than kinh cam giac) gui tin hieu den mot te bao than kinh thu hai cung xuat hien trong tuy.


Tiep do, thong qua mot chuoi cac te bao than kinh, tin hieu cuoi cung duoc dua den nao, den cac trung tam noi ban nhan thay no (capsaicin) la mot thu gi do doc hai va dau don.


Dieu thu vi cua kenh ion nay la no cung duoc kich hoat boi nhiet. Vi vay, no cung tham gia vao kha nang cam nhan suc nong. O day xay ra mot loai chong chap thong tin, trong do mot qua ot dang bat chuoc mot kich thich nhiet. Nhung kenh ion nay khong chi phat hien nhiet; no cung phat hien cac tac nhan ma co the chung ta tao ra de dap ung voi tinh trang viem.


Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi - Anh 4.

Kenh ion TRPV1 bi kich hoat boi capsaicin. No cung bi kich hoat boi nhiet va axit cung nhu mot so tac nhan khac


Tai sao chung ta cam thay dau - nhu mot tinh nang?


Tat nhien, mot dieu ma chung ta deu biet cung la mot trong nhung khia canh thu vi nhat ve con dau. Do la khi xay ra chan thuong – du la ton thuong mo hay ton thuong day than kinh –theo le thong thuong con dau se xuat hien.


Va ly do dang sau do co le la mot co che bao ve cua co the: Khi ban bi bong gan mat ca chan, ban can biet rang ban da lam dieu do toi te voi chan cua minh, va bay gio ban can bao ve no de no duoc chua lanh.


Nhung nguoi bi giam cam giac, vi du benh nhan tieu duong hoac benh nhan phong thuong khong the cam nhan duoc con dau don cua ho. Neu ho lam minh bi thuong, khi ho bi loet o chan chang han va khong biet gi ve dieu do, ho se khong the bao ve minh va vi the vet loet se nhiem trung.


Vi vay, noi dau co mat tot nhat cua no la de bao ve chung ta, noi voi chung ta rang chung ta can phai bao ve mot phan co the nao do cua minh. Tat nhien, doi khi van de xay ra khi con dau vuot khoi tam kiem soat. Va sau do chung ta gap phai mot hoi chung dau dai dang hoac man tinh.


Lam the nao chung ta co the khai thac thu the capsaicin va nhung yeu to khac de dieu tri dau?


TRPV1 khong chi cam nhan nhiet; no con cam nhan duoc rat nhieu hoa chat ma co the sinh ra trong qua trinh viem. Cac hoa chat tac dong len nhung soi than kinh cam giac dau nay nham tang cuong do nhay cam cua chung doi voi nhung thu nhu nhiet do, xuc giac va cac hoa chat khac nhu la mot phan cua phan ung tu ve.


Kenh TRPV1 nay co the phat hien rat nhieu cac tac nhan gay viem khac nhau va do do gop phan lam tang do nhay cam cua soi than kinh trong boi canh neu chan thuong xay ra. Va thuc su, do gan nhu la toan bo ly do ma cac nha khoa hoc quan tam den cac loai phan tu nay, nhu mot manh dat tiem nang de nghien cuu thuoc giam dau: boi chung gop phan gay ra phan ung qua man khi co nhung thu tuong tu nhu chan thuong.


Vi vay, ban co the tuong tuong rang trong cac tinh huong nhu viem khop, viem bang quang hoac viem duong tieu hoa, voi viec san xuat rat nhieu cac chat trung gian gay viem nay, TRPV1 va cac [kenh] khac la nhung nhan to quan trong trong viec dat lai do nhay cam cua soi than kinh khi chan thuong xay ra.


Nhung gi ban muon lam la giam bot noi dau khi no la noi dau benh ly. Nhung ban khong muon loai bo noi dau huu ich o dang cap tinh, boi neu vay sau do ban se khong con mot he thong canh bao nao nua, dung khong? Vay do chinh la thu ma moi nguoi deu muon dat duoc.


Ly tuong nhat co le la viec ban tim ra cach chan duoc cac tac nhan gay viem nay the hien su nhay cam voi soi than kinh, bang viec nham muc tieu vao nhung thu nhu TRPV1 va cac phan tu khac – nhung dong thoi phai co gang tranh tac dong vao chuc nang bao ve binh thuong co che gay dau.


Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi - Anh 5.

Dieu tri dau hien dang phai phu thuoc nhieu vao nhom thuoc opioid voi rat nhieu tac dung phu.


Nhung huong nghien cuu nay co the dan den mot giai phap thay the cho thuoc giam dau nhom opioid khong? Neu dung vay thi bao lau nua no se xuat hien?


Do la mot cau hoi hay. Toi khong lam viec voi cac cong ty duoc pham hay bat cu don vi nao khac, vi vay toi khong the noi voi ban ve nhung tien bo moi nhat [ho da dat toi] hien thoi. Nhung [dung la] da co nhung loai thuoc duoc phat trien nham vao mot so kenh nay, chang han nhu TRPV1, loai duoc xac dinh dau tien.


Nhung loai thuoc nay da the hien duoc tac dung khiem ton tren mot so mo hinh dau o nguoi, nhung chung cung co nhung gi toi se goi la tac dung phu tren muc tieu: nhung loai thuoc nay lam giam kha nang cam nhan nhiet do va co the gay hai cho benh nhan theo cach do.


Vi vay, [cac cong ty duoc pham] da lo lang ve viec benh nhan [sau khi uong thuoc cua ho] co the bi bong khi uong ca phe nong ma khong biet. Va mot dieu nua - co le la vi thuoc lam thay doi cam giac ve nhiet do - nhung nguoi thu nghiem no bao cao rang ho bi sot trong mot khoang thoi gian ngan.


Cho den nay, toi chua nhin thay bat ky loai thuoc [thay the opioid] nao ma ban co the [vao hieu thuoc de]mua. Nhung su phat trien thuoc la mot qua trinh lau dai va toi da hy vong rang mot so phan tu ma chung toi da phat hien hoac nghien cuu cuoi cung se tro thanh muc tieu cho mot so thuoc giam dau the he moi khong phai opioid.


Thuc te, [cac loai thuoc opioid hien nay chua] cac thu the thuoc phien bieu hien tren toan bo he thong than kinh. Chung co the bieu hien trong nao, bieu hien o tuy song, bieu hien tren cac soi than kinh cam giac dau. Va do do, thuoc phien co rat nhieu tac dung phu len he than kinh dan den nhung tinh trang nhu suy ho hap, tao bon, anh huong den cac khu vuc nhan thuc.


Ban co the giam dau nho [thuoc nhom opioid] nhung kem theo do cung co the bi nghien.


Cho nen, muc tieu ban dau cua nghien cuu chung toi da thuc hien, cung nhu cach tiep can ma chung toi va nhung dong nghiep khac trong linh vuc nay huong den, la tap trung vao cac soi than kinh ngoai vi, chang han nhu tren da va nhung noi khac, co nhiem vu cam nhan cac phan ung dau.


Y tuong la neu chung toi co the xac dinh cac phan tu chi bieu hien mot cach co chon loc hon tai dung cac vi tri [con dau xuat hien], chung toi se co duoc mot loai thuoc it tac dung phu hon.


Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi - Anh 6.

Neu co the xac dinh cac phan tu chi nham vao vi tri con dau xuat hien, chung ta se co duoc mot loai thuoc it tac dung phu hon.


Ben canh noi dau, ong cung da nghien cuu cac cam giac khac nua cua con nguoi dung khong?


Dung. Chung toi thuong quan tam den cac he thong giac quan – va muon tim hieu he thong giac quan dong vai tro gi trong toan bo co the - chu khong chi la su dau don noi rieng.


Cac he thong giac quan cho phep bo nao cua ban tao ra mot anh xa cua the gioi ben ngoai vao ben trong ban.


Nhung dieu toi thuc su thay hap dan ve cac he thong giac quan la cac loai dong vat khac nhau nhin the gioi theo nhung cach khac nhau. Chung toi da nghien cuu [cam giac hong ngoai trong] ran chuong, boi vi chung toi nghi, nhu nhung he thong khac, no co lien quan den cam giac nhiet va vi no na na voi nhung gi chung toi dang theo duoi trong viec hieu co che cam nhan con dau.


Gan day, phong thi nghiem toi co mot vai nguoi da nghien cuu them ve cac co che cam nhan dien [linh vuc cam giac dien truong]. Do la giac quan ma ban co the tim thay o dong vat thuy sinh nhu ca duoi va ca map.


Trong nhieu nam, nhieu nha khoa hoc da nghien cuu nhung con vat nay va xac dinh thuc te rang chung su dung cac he thong cam giac hong ngoai va cam nhan dien truong. Ho da co duoc nhung thanh tuu tuyet voi ve no duoi goc nhin sinh ly hoc.


Nhung co mot cach tiep can khong duoc quan tam lam, do la hieu nhung he thong giac quan nay duoi goc nhin phan tu hoc.


Bay gio thi chung ta da co the lam dieu do, voi rat nhieu cong cu ma chung ta co the su dung, chang han nhu giai trinh tu DNA va giai trinh tu RNA, noi ban thuc su co the thu va tao moi lien he giua cac phan tu va sinh ly hoc.


Vi vay, do la noi ma chung toi buoc den. Chung toi da lay nhung cong cu phan tu nay va quay lai, xem xet lai nhung nghien cuu rat dep truoc day, thu va dua goc nhin phan tu hoc chieu xuong cac he thong hanh vi va sinh ly nay.


Giao su My nhan giai thuong 3 trieu USD nho nghien cuu ot va noi dau cua con nguoi - Anh 7.

Giao su Julius vua nhan giai thuong Breakthrough Prize tri gia 3 trieu USD


Ong du dinh se lam gi voi so tien thuong?


Toi nghi rang toi se tiep tuc lam nhung gi toi dang lam. Toi thich dung tien phuc vu cho cong dong - toi thuc su muon ho tro cac giao duc nghe thuat, am nhac va khoa hoc, vi vay toi se tiep tuc lam cong viec do.


Toi du dinh se trien khai hoat dong nay o East Bay [phia bac California] va nhieu khu vuc khac, co le toi co the lam dieu do voi quy mo lon hon mot chut.


Toi nghi rang ca nghe thuat, am nhac va khoa hoc deu thuc su can thiet cho viec nhan ban hoa tat ca chung ta va ca khoa hoc. Toi nghi rang no se giup moi nguoi suy nghi rong hon, coi mo va tuong tac voi nhau nhieu hon.


Tham khao Scientificamerican


Hay lam ra nhung qua ca chua cay nhu ot, cac nha khoa hoc noi


Giáo sư Mỹ nhận giải thưởng 3 triệu USD nhờ nghiên cứu ớt và nỗi đau của con người

Tại sao những quả ớt lại có thể dạy con người về nỗi đau?
Giới thiệu cho bạn bè
  • gplus
  • pinterest

Bình luận

Đăng bình luận

Đánh giá: