Vén bức màn bí ẩn về cảm giác ê răng vì lạnh

MASSACHUSETTS (NYTIMES) - There's nothing quite like the peculiar, bone-jarring reaction of a damaged tooth exposed to something cold: a bite of ice cream, or a cold drink, and suddenly, that sharp, searing feeling, like a needle piercing a nerve.

Không có cảm giác nào đặc biệt, khó chịu như cảm giác một chiếc răng của chúng ta bị tiếp xúc với một thứ gì đó lạnh buốt như kem hay đồ uống lạnh. Cảm giác đó đến đột ngột, đau buốt, nhức nhối, như một mũi kim đâm vào dây thần kinh.

Researchers have known for years that this phenomenon results from damage to the tooth's protective outer layer. But just how the message goes from the outside of your tooth to the nerves within it has been difficult to uncover. On Friday (March 26), biologists reported in the journal Science Advances that they have identified an unexpected player in this painful sensation: a protein embedded in the surface of cells inside the teeth. The discovery provides a glimpse of the connection between the outer world and the interior of a tooth, and could one day help guide the development of treatments for tooth pain.

Các nhà nghiên cứu trong nhiều năm qua đã biết rằng hiện tượng này là do lớp bảo vệ bên ngoài của răng bị phá huỷ. Nhưng cách thức mà truyền thông tin kích thích từ phía ngoài răng tới các tế boà thần kinh phía trong vẫn còn là ẩn số. Hôm thứ Sáu (26 tháng 3), các nhà sinh học đữa đưa ra một công bố trên tạp chí Science Advances rằng họ đã xác định được một tác nhân chưa được biết đến, gây ra cảm giác đau đớn này: một protein được gắn vào bề mặt màng trong của các tế bào bên trong răng. Khám phá này cho phép chúng ta có một hiểu biết cơ bản về cách liên hệ giữa môt trường bên ngoài và bên trong của một chiếc răng, và một ngày nào đó có thể giúp chúng ta có những định hướng phát triển cho các phương pháp điều trị đau răng.

More than a decade ago, Dr. Katharina Zimmerman, now a professor at Friedrich-Alexander University in Germany, discovered that cells producing a protein called TRPC5 were sensitive to cold. When things got chilly, TRPC5 popped open to form a channel, allowing ions to flow across the cell's membrane. Ion channels like TRPC5 are sprinkled throughout our bodies, Zimmerman said, and they are behind some surprisingly familiar sensations. For instance, if your eyes start to feel cold and dry in chilly air, it's a result of an ion channel being activated in the cornea. 

Hơn một thập kỷ trước, tiến sĩ Katharina Zimmerman, hiện tại đang là giáo sư tại Đại học Friedrich-Alexander ở Đức, đã phát hiện ra những tế bào có khả năng sản xuất ra một loại protein có tên là TRPC5 là những tế bào rất nhạy cảm với lạnh. Khi răng chúng ta gặp lạnh, TRPC5 nhanh chóng biến đổi thành một kênh vận chuyển ion qua màng tế bào. Các kênh ion kiểu RPC5 có mặt rải rác khắp cơ thể chúng ta, Zimmerman nói, và các tế bào này luôn có mặt ở những cơ quan thụ cảm quen thuộc. Ví dụ, nếu mắt chúng ta thấy lạnh và khô trong thời tiết se lạnh, đó là do hàng loạt kênh ion được kích thích hoạt động trong giác mạc.

She wondered which other parts of the body might make use of a cold receptor such as TRPC5. And it occurred to her that "the most sensitive tissue in the human body can be teeth" when it comes to cold sensations. Within the protective shell of their enamel, teeth are made of a hard substance called dentin that's threaded with tiny tunnels. At the heart of the dentin is the tooth's soft pulp, where nerve cells and cells called odontoblasts, which manufacture dentin, are intertwined. The prevailing theory for how teeth sense cold had been that temperature changes put pressure on the fluid in dentin's tunnels, somehow provoking a response in those concealed nerves.

Cô tự hỏi bộ phận nào khác của cơ thể có thể sử dụng thụ thể lạnh chẳng hạn như TRPC5. Và cô cho rằng "mô nhạy cảm nhất trên cơ thể con người có thể là răng" khi gặp phải cảm giác lạnh. Bên trong lớp bảo vệ của men răng, răng được làm từ một chất cứng gọi là dentin, dentin được liên kết với rất nhiều các vi kênh. Ở phần lõi của dentin là tủy răng, nơi các tế bào thần kinh và tế bào odontoblast - có khả năng sản xuất ngà răng, đan xen vào nhau.  Các lý thuyết hiện nay lý giải cho cảm giác ê buốt răng là do sự thay đổi nhiệt độ gây ra các ảnh hưởng lên dòng chất lỏng trong lòng các vi kênh, bằng cách nào đó kích thích phản ứng trong các dây thần kinh trong tuỷ răng.

But there was little detail about how exactly that could be happening and what could be bridging the gap between them. Zimmerman and her colleagues looked to see whether mice engineered to lack the TRPC5 channel still felt tooth pain as normal mice did. They were intrigued to find that these mice, when they had damage to their teeth, did not behave as if anything was amiss. They looked, in fact, about the same as if they had been given an anti-inflammatory painkiller, Zimmerman said. Her co-author Dr. Jochen Lennerz, a pathologist at Massachusetts General Hospital, checked human teeth for signs of the ion channel and found it in their nerves and other cells. That suggested that the channel might have a role in a person's perception of cold.

Nhưng có rất ít thông tin chi tiết mô tả quá trình đã xảy ra. Zimmerman và các đồng nghiệp của cô đã xem xét liệu những con chuột được thiết kế để thiếu kênh TRPC5 có còn cảm thấy đau răng như những con chuột bình thường hay không. Họ vô cùng bất ngờ khi thấy những con chuột mất kênh TRPC5 hoàn toàn  không có các phản ứng bất thường nào khi chúng bị gây tổn thương răng. Trên thực tế, những chú chuột  trông giống chúng đã được tiêm thuốc giảm đau chống viêm, Zimmerman nói. Đồng tác giả với cô, Tiến sĩ Jochen Lennerz, một nhà nghiên cứu bệnh học tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, đã kiểm tra răng người để tìm kiếm dấu hiệu của kênh ion và tìm thấy nó trong các tế bào thần kinh và các tế bào khác.  Điều đó cho thấy rằng kênh này có thể có vai trò trong nhận thức của một người về cảm giác lạnh.

Over many years, the researchers constructed a way to precisely measure the nerve signals traveling out of a mouse's damaged molar. They tested their ideas with molecules that could block the activity of various channels, including TRPC5. The picture they slowly assembled is that TRPC5 is active in the odontoblasts. That was a bit of a surprise, as these supporting cells are best known for making and maintaining dentin, not aiding in perception. Within the odontoblasts, Lennerz said, TRPC5 pops open when the signal for cold comes down the dentin tunnels, and this results in a message being sent to the nerves. As it happens, one substance that keeps TRPC5 from opening is eugenol, the main ingredient in oil of cloves, a traditional treatment for toothache. Although the Food and Drug Administration in the United States is equivocal about eugenol's effectiveness, if it does lessen the pain for some people, it may be because of its effect on TRPC5. Perhaps the knowledge that this channel is at the heart of cold-induced pain will lead to better treatments for dental pain down the road - better ways to keep that message from becoming overwhelming.

Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã xây dựng cách đo lường chính xác các tín hiệu dẫn truyền thần kinh truyền ra từ chiếc răng hàm bị tổn thương của một con chuột. Họ đã tiến hành thí nghiệm các chất có thể ngăn chặn hoạt động của nhiều loại kênh vận chuyển khác nhau, bao gồm cả TRPC5.  Các kết quả thu được được tập hợp lại và đưa ra nhận định rằng TRPC5 hoạt động trong các tế bào sinh dentin - odontoblast. Có một điểm thú vị là những tế bào odontoblast này được biết đến nhiều nhất để tạo và duy trì dentin, và không hỗ trợ cảm nhận. Lennerz cho biết bên trong tế bào odontoblast, TRPC5 mở ra khi tín hiệu lạnh đi tới các vi kênh trong ngà răng, và điều này dẫn truyền các tín hiệu kích thích tới các tế bào thần kinh tuỷ xương. Khi quá trình này diễn ra, một chất giữ cho TRPC5 không bị mở là eugenol, thành phần chính trong dầu đinh hương, một phương pháp điều trị đau răng truyền thống. Mặc dù Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) không chú trọng về hiệu quả của eugenol, nhưng tác dụng Eugenol giúp giảm đau răng có thể là do tác dụng của chất này đối với TRPC5. Có lẽ lý thuyết cho rằng kích thích tại các vi kênh là nguyên nhân cốt lõi của cơn đau răng do lạnh sẽ dẫn tới các phương pháp điều trị tốt hơn cho chứng đau răng.

Source: https://www.straitstimes.com/world/the-mysterious-molecular-culprit-behind-cold-tooth-pain 

Vocabulary:

Expose to sth: Tiếp xúc với

Identify a player: nhận ra vai trò 

Provide a glimspe of: đưa ra một cái nhìn nhanh chóng 

Be sprinkled throughout: nằm rải rác khắp nơi

The prevailing theory: lý thuyết phổ biến (được đông đảo chấp nhận)

Be intrigued to find: bị ngạc nhiên/bất ngờ khi phát hiện

Be equivocal about: có thái độ mập mờ