Per decenni, la sensazione di freschezza data dalla menta, dal mentolo o anche da alcuni farmaci è rimasta un mistero. Ora, i ricercatori della Duke University hanno finalmente rivelato il meccanismo molecolare alla base del motivo per cui queste sostanze ingannano il cervello inducendolo a percepire le temperature fredde, anche quando non ne esistono. La chiave sta in un canale proteico chiamato TRPM8, il principale sensore del freddo del corpo. Questa svolta non solo spiega un’esperienza comune, ma apre anche le porte a potenziali trattamenti medici legati al dolore, all’emicrania e ad altre condizioni.
Decodifica del canale TRPM8
TRPM8 è incorporato nei neuroni sensoriali della pelle, della bocca e degli occhi. Quando le temperature scendono tra circa 46°F e 82°F, questo canale si apre, consentendo agli ioni di fluire nella cella. Questo movimento di ioni innesca un segnale nervoso che viene registrato come freddo nel cervello. Mentolo, eucalipto e composti simili aggirano questo requisito di temperatura attivando direttamente TRPM8, creando la stessa risposta neurologica dell’effettiva esposizione al freddo.
Come spiega il ricercatore post-dottorato Hyuk-Joon Lee, “Il mentolo è come un trucco. Si attacca a una parte specifica del canale e ne fa scattare l’apertura, proprio come farebbe la temperatura fredda.” Ciò significa che il tuo corpo percepisce freschezza anche se non si è verificato alcun cambiamento di temperatura fisica.
Come la microscopia crioelettronica ha decifrato il codice
Il team ha utilizzato la microscopia crioelettronica, una tecnica che congela rapidamente le proteine per l’imaging con fasci di elettroni, per osservare i cambiamenti strutturali di TRPM8 con un dettaglio senza precedenti. Le immagini hanno rivelato che il freddo e il mentolo attivano il canale attraverso percorsi leggermente diversi, ma correlati.
Il freddo altera principalmente la regione dei pori della proteina, aprendola fisicamente. Il mentolo, tuttavia, si lega in una posizione separata, inducendo cambiamenti di forma che alla fine si diffondono al poro e lo forzano ad aprirsi. La combinazione di freddo e mentolo produce un effetto sinergico potenziato, facilitando la cattura del canale nel suo stato attivo.
Implicazioni per la medicina e oltre
Comprendere TRPM8 non è solo accademico; ha applicazioni nel mondo reale. Il canale è stato collegato al dolore cronico, all’emicrania, alla secchezza oculare e persino ad alcuni tumori. Farmaci come acoltremon, un collirio approvato dalla FDA per l’occhio secco, sfruttano questo percorso utilizzando un analogo del mentolo per stimolare la produzione di lacrime.
Lo studio ha inoltre identificato un “punto freddo” all’interno della proteina che mantiene la reattività al freddo nel tempo. Questa visione strutturale è cruciale per lo sviluppo di terapie future. “In precedenza, non era chiaro come il freddo attivasse questo canale a livello strutturale,” osserva Lee. “Ora possiamo vedere che il freddo innesca cambiamenti strutturali specifici nella regione dei pori. Questo ci fornisce le basi per lo sviluppo di nuovi trattamenti mirati a questo percorso.”
Questa ricerca fornisce finalmente una spiegazione molecolare su come la temperatura e i segnali chimici si combinano per creare la sensazione di fresco, risolvendo una questione vecchia di decenni nella biologia sensoriale. Le implicazioni vanno oltre la semplice spiegazione del perché la menta dà una sensazione di freschezza; aprono la strada a nuovi interventi medici mirati al dolore, all’infiammazione e ad altre condizioni legate a questo percorso sensoriale critico.
