Tiết lộ Danh tính khó nắm bắt của sâu răng – đó là tế bào răng. Nhà cung cấp hình ảnh: Nicholas Spinelli
Đối với những người bị sâu răng, uống đồ uống lạnh có thể gây đau đớn.
David Clapham, phó chủ tịch kiêm giám đốc khoa học của Viện Y khoa Howard Hughes (HHMI) cho biết: “Đó là một loại đau độc nhất. “Thật là kinh khủng.”
Giờ đây, ông và một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã tìm ra cách răng cảm nhận được cái lạnh và xác định chính xác các yếu tố liên quan đến phân tử và tế bào. Ở cả chuột và người, các tế bào răng được gọi là tế bào răng chứa các protein nhạy cảm với lạnh có thể phát hiện sự giảm nhiệt độ, nhóm nghiên cứu báo cáo ngày 26 tháng 3 năm 2021 trên tạp chí SCIENCE Advances. Tín hiệu từ các tế bào này cuối cùng có thể kích hoạt một cơn đau đến não.
Công trình đưa ra lời giải thích về cách một phương pháp điều trị tại nhà lâu đời giúp giảm đau răng. Nhà điện sinh lý học Katharina Zimmermann, người đứng đầu công trình tại Đại học Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg ở Đức, cho biết thành phần chính trong dầu đinh hương, được sử dụng trong nhiều thế kỷ trong nha khoa, chứa một chất hóa học ngăn chặn protein “cảm biến lạnh”.
Phát triển các loại thuốc nhắm vào cảm biến này đặc biệt hơn có thể giúp loại bỏ răng nhạy cảm Zimmermann. “Một khi bạn có một phân tử để nhắm mục tiêu, sẽ có khả năng điều trị.”
Nguyên bào răng có chứa kênh ion TRPC5 (màu xanh lá cây) đóng gói chặt chẽ khu vực giữa tủy răng và ngà răng trong răng hàm của một con chuột. Phần mở rộng có lông dài của tế bào lấp đầy các ống tủy mỏng trong ngà răng kéo dài về phía men răng. Nhà cung cấp hình ảnh: L. Bernal et al./Science Advances 2021
Bí ẩn sâu răng
Khi màng vi khuẩn và axit ăn mòn men răng, lớp phủ cứng và trắng của răng. Khi men răng bị bào mòn, các hố được gọi là sâu răng hình thành. Khoảng 2,4 tỷ người – khoảng một phần ba dân số thế giới – bị sâu răng không được điều trị ở răng vĩnh viễn, có thể gây đau dữ dội, bao gồm cả nhạy cảm cực lạnh.
Không ai thực sự biết làm thế nào răng cảm nhận được cái lạnh, mặc dù các nhà khoa học đã đưa ra một giả thuyết chính. Các ống tủy nhỏ bên trong răng chứa chất lỏng di chuyển khi nhiệt độ thay đổi. Một số nhà nghiên cứu cho rằng bằng cách nào đó, các dây thần kinh có thể cảm nhận được hướng của chuyển động này, tín hiệu cho biết răng đang nóng hay lạnh.
Clapham, một nhà sinh học thần kinh tại Cơ sở Nghiên cứu Janelia của HHMI cho biết: “Chúng tôi không thể loại trừ lý thuyết này, nhưng không có bất kỳ bằng chứng trực tiếp nào cho nó. Sự chuyển động của chất lỏng trong răng – và sinh học răng nói chung – rất khó nghiên cứu. Các nhà khoa học phải cắt qua lớp men răng – chất cứng nhất trong cơ thể con người- và một lớp dai khác được gọi là ngà răng, tất cả đều không làm vỡ cùi mềm của răng cũng như các mạch máu và dây thần kinh bên trong nó. Zimmermann nói, đôi khi, toàn bộ chiếc răng sẽ rơi ra từng mảnh.
Zimmerman, Clapham và các đồng nghiệp không bắt đầu nghiên cứu về răng. Công việc của họ tập trung chủ yếu vào các kênh ion, lỗ chân lông trong màng tế bào hoạt động giống như các cổng phân tử. Sau khi phát hiện một tín hiệu – chẳng hạn như một thông điệp hóa học hoặc sự thay đổi nhiệt độ – các kênh sẽ đóng hoặc mở rộng và cho phép các ion tràn vào tế bào. Điều này tạo ra một xung điện kéo dài từ ô này sang ô khác. Đó là một cách nhanh chóng để gửi thông tin và rất quan trọng trong não, tim và các mô khác.
Khoảng mười lăm năm trước, khi Zimmermann là một postdoc trong phòng thí nghiệm của Clapham, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một kênh ion tên là TRPC5 rất nhạy cảm với cái lạnh. Nhưng nhóm nghiên cứu không biết khả năng cảm biến lạnh của TRPC5 phát huy tác dụng từ đâu. Họ tìm thấy đó không phải là da.con chuột thiếu kênh ion vẫn có thể cảm nhận được cái lạnh Nhóm nghiên cứu đã báo cáo vào năm 2011 trên tạp chí vào năm 2011, Proceedings of the National Academy of Sciences.
Sau đó, “chúng tôi đi vào ngõ cụt”, Zimmermann nói. Một ngày nọ, nhóm nghiên cứu đang ngồi thảo luận về vấn đề này thì ý tưởng cuối cùng cũng thành công. “David nói, ‘Chà, những mô nào khác trong cơ thể cảm nhận được cái lạnh?’ Zimmermann nhớ lại. Câu trả lời là răng.
Lớp tế bào răng được gắn giữa các mạch máu và liên kết với nhau bằng các sợi trục thần kinh và các tế bào khác của tủy răng. Tiếp xúc với nhiệt độ lạnh kích thích hoạt động điện trong tế bào răng và mạng lưới xung quanh của nó. Credited: Nicholas Spinelli
Toàn bộ răng
TRPC5 cư trú trong răng — và hơn thế nữa ở răng bị sâu, đồng tác giả nghiên cứu Jochen Lennerz, một nhà nghiên cứu bệnh học từ Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, đã phát hiện ra sau khi kiểm tra các mẫu vật từ người trưởng thành.
Một thí nghiệm mới được thiết lập trên chuột đã thuyết phục các nhà nghiên cứu rằng TRPC5 thực sự hoạt động như một cảm biến lạnh. Thay vì bẻ một chiếc răng ra và chỉ kiểm tra các tế bào của nó trong đĩa, nhóm của Zimmermann đã xem xét toàn bộ hệ thống: xương hàm, răng và dây thần kinh răng. Nhóm nghiên cứu đã ghi lại hoạt động thần kinh khi một dung dịch lạnh như băng chạm vào răng. Ở chuột bình thường, sự nhúng lạnh giá này kích thích hoạt động thần kinh, cho thấy răng đang cảm nhận cái lạnh. Không phải như vậy ở những con chuột thiếu TRPC5 hoặc răng được điều trị bằng hóa chất th tại bị chặn kênh ion. Zimmermann nói rằng đó là manh mối quan trọng cho thấy kênh ion có thể phát hiện ra cái lạnh. Một kênh ion khác mà nhóm nghiên cứu, TRPA1, dường như cũng đóng một vai trò nào đó.
Nhóm nghiên cứu đã truy tìm vị trí của TRPC5 đến một loại tế bào cụ thể, nguyên bào răng, nằm giữa tủy răng và ngà răng. Khi ai đó có lộ ngà răng Ví dụ,cắn xuống một miếng kem, các tế bào đóng gói TRPC5 đó sẽ nhận ra cảm giác lạnh và “ow!” tốc độ tín hiệu đến não.
Clapham nói rằng cảm giác nhạy bén đó không được nghiên cứu rộng rãi như các lĩnh vực khoa học khác. Đau răng có thể không được coi là một chủ đề thời thượng, ông nói, “nhưng nó quan trọng và nó ảnh hưởng đến rất nhiều người.”
Zimmermann chỉ ra rằng hành trình của nhóm đối với khám phá này đã kéo dài hơn một thập kỷ. Cô ấy nói rằng việc tìm ra chức năng của các phân tử và tế bào cụ thể là rất khó. “Và nghiên cứu tốt có thể mất nhiều thời gian.”
(Nguồn Medicalxpress.com)