Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов

В представленном обзоре отражены современные представления о холодовых рецепторах, приведены данные о структурныx и функциональныx свойствах температурных TRP (Transient Receptor Potential) – каналов, которые являются первичными детекторами температуры окружающей среды. У представленому огляді відоб...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Проблемы криобиологии
Дата:2009
Автори: Вязовская, О.В., Мазалов, В.К., Компаниец, А.М.
Формат: Стаття
Мова:Російська
Опубліковано: Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України 2009
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/42575
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов / О.В. Вязовская, В.К. Мазалов, А.М. Компаниец // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 4. — С. 461-472. — Бібліогр.: 61 назв. — рос., англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859687999262949376
author Вязовская, О.В.
Мазалов, В.К.
Компаниец, А.М.
author_facet Вязовская, О.В.
Мазалов, В.К.
Компаниец, А.М.
citation_txt Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов / О.В. Вязовская, В.К. Мазалов, А.М. Компаниец // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 4. — С. 461-472. — Бібліогр.: 61 назв. — рос., англ.
collection DSpace DC
container_title Проблемы криобиологии
description В представленном обзоре отражены современные представления о холодовых рецепторах, приведены данные о структурныx и функциональныx свойствах температурных TRP (Transient Receptor Potential) – каналов, которые являются первичными детекторами температуры окружающей среды. У представленому огляді відображені сучасні уявлення про холодові рецептори, наведені дані про структурні і функціональні властивості температурних TRP (Transient Receptor Potential) – каналів, які є первинними детекторами температури навколишнього середовища. In this review there are featured the current notions about cold receptors and presented the data about structural and functional properties of temperature transient receptor potential (TRP) channels, being the primary detectors of environmental temperature.
first_indexed 2025-11-30T23:33:24Z
format Article
fulltext 461 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 * Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию: ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61015; тел.:+38 (057) 373-30-07, факс: +38 (057) 373-30-84, электронная почта: cryo@online.kharkov.ua * To whom correspondence should be addressed: 23, Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373 3007, fax: +380 57 373 3084, e-mail: cryo@online.kharkov.ua Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na- tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков УДК 612.014.43 О.В. ВЯЗОВСКАЯ*, В.К. МАЗАЛОВ, А.М. КОМПАНИЕЦ Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов UDC 612.014.43 O.V. VYAZOVSKA*, V.K. MAZALOV, A.M. KOMPANIETS Structural and Functional Peculiarities of Cold Receptors В представленном обзоре отражены современные представления о холодовых рецепторах, приведены данные о структурныx и функциональныx свойствах температурных TRP (Transient Receptor Potential) – каналов, которые являются первичными детекторами температуры окружающей среды. Ключевые слова: холодовая терморецепция, TRP-каналы. У представленому огляді відображені сучасні уявлення про холодові рецептори, наведені дані про структурні і функціо- нальні властивості температурних TRP (Transient Receptor Potential) – каналів, які є первинними детекторами температури навколишнього середовища. Ключові слова: холодова терморецепція, TRP-канали. In this review there are featured the current notions about cold receptors and presented the data about structural and functional properties of temperature transient receptor potential (TRP) channels, being the primary detectors of environmental temperature. Key-words: cold thermoreception, TRP channels. Одним из значимых вопросов изучения воздей- ствия низких температур на биологические сис- темы является исследование механизмов холодо- вого восприятия. Важность исследования данного вопроса обусловлена влиянием температурных факторов внешней среды на живые организмы. Информация о температуре окружающей среды передается через нейроны периферической нерв- ной системы, которые проецируются на кожу [17]. От терморецепторов по проводящим путям спин- ного мозга температурная информация поступает в головной мозг и достигает центров терморе- гуляции, расположенных в гипоталамусе. Распознавание температуры является одним из элементов сенсорного восприятия, который способ- ствует нормальному функционированию и приспо- соблению живых организмов к разнообразным и постоянно меняющимся температурным условиям внешней среды. Применение низких температур в медицине свидетельствует об актуальности этого вопроса. Несмотря на значительное количество ис- следований, тонкие механизмы, лежащие в основе холодовой чувствительности, изучены недоста- точно. Первым уровнем холодового восприятия является рецепторный, который образован, как показывают результаты работ [15, 17, 19, 31, 35, 48], каналами TRP семейства. Однако многие вопросы, касающиеся структурно-функциональных особенностей и механизмов функционирования холодовых каналов, до настоящего времени не изу- чены. One of significant questions in studying low tempe- rature effect on biological systems is the investigation of mechanisms of cold perception. The importance of this question research is stipulated by the effect of environmental temperature factors on living organisms. The information about an environmental temperature propagates through the neurons of peripheral nervous system, which are projected on skin [17]. Temperature information comes into brain from thermoreceptors via pathways of spinal cord and reaches the thermoregu- lative centers, located in hypothalamus. Temperature recognition is one of the elements of sensor perception, contributing to a normal functioning and adaptation of living organisms to varied and constantly changing environmental temperature conditions. Low temperature application in medicine confirms this question actuality. In spite of a huge number of researches, the fine mechanisms, being the base for cold perceptibility, have still remained poorly studied. The first level of cold perception is a receptor one, formed as the research results show [15, 17, 19, 31, 35, 48] by the channels of TRP family. However a lot of the questions on respect of structural and functional peculiarities and mechanisms of cold channel functioning have still remained unstudied. TRP channel general characteristics. TRP chan- nels are principally important element of sensor systems, representing an ancient apparatus of cells, not only of multicellular organisms [15]. They were firstly found out in fruit fly photoreceptors [38]. 462 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 Общая характеристика TRP-каналов. TRP- каналы – принципиально важный элемент сенсор- ных систем, представляющий собой древний аппарат клеток, притом не только многоклеточ- ных организмов [15]. Впервые они были обнаруже- ны в фоторецепторах дрозофилы [38]. В течение последних лет получены данные о роли TRP-каналов в различных тканях. Эти катион- ные каналы активируются множеством химичес- ких и физических сигналов [45, 46]. Они отвечают на температуру, тактильные и болевые воздейст- вия, осмолярность, феромоны и другие стимулы [15]; вовлечены в механическую и вкусовую чувствительность, зрительное восприятие, апоптоз, пролиферацию, Ca2+ трансмембранный перенос, вызванный действием гормонов, эпителиальную Ca2+- и Mg2+-реабсорбцию, сосудистый тонус, выс- тупают как Ca2+-транспортеры в кишечнике и почках [6, 10, 32, 42, 57]. Таким образом, TRP-кана- лы задействованы во многих процессах и демонст- рируют разнообразные механизмы активации. Большинство этих каналов пропускают через клеточную мембрану ионы кальция, а также неко- торые другие катионы, главным образом магния [46]. В ответ на временное открытие рецепторного канала, которое назвали “транзиентным” (преходя- щим), генерируется импульс-потенциал, получив- ший название TRP. Семейство TRP, объединяющее 30 каналов, разделяют на семь подсемейств: TRPC (канони- ческое), TRPV (ваниллоидное), TRPM (меластати- новое), TRPP (полицистиновое), TRPML (муколи- пиновое), TRPA (анкириновое) и TRPN (NOMPC, no mechanoreceptor potential C) [46, 57]. Термочувствительные TRP-рецепторы. Пер- вичные температурные детекторы у млекопитаю- щих образованы TRP-рецепторами [35]. Выявлено шесть термочувствительных TRP-каналов: TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPM8 и TRPA1 [25]. Эти каналы имеют определенные пороги активации (таблица). Они обнаружены в мембране сенсорных нервных окончаний, в мембране нейро- нов ганглиев дорзальных корешков спинного мозга, клеток кожи, эмбриональных клеток почек, эпите- Пороги активации термочувствительных TRP-каналов. Activation thresholds of thermosensitive TRP channels Within recent years there were obtained the data about the role of TRP channels in different tissues. These cation channels are activated by many chemical and physical signals [45, 46]. They are responsible for the temperature, tactile and pain effects, osmolarity, pheromones and other stimuli [15]; they are involved into mechanical and taste sensitivity, visual perception, apoptosis, proliferation, Ca2+ transmembrane transfer, caused by hormone effect, Ca2+ epithelial and Mg2+ reabsorption, vascular tonus, act as the Ca2+ transpor- ters in intestinal tract and kidneys [6, 10, 32, 42, 57]. Thus, TRP channels are involved in many processes and show different mechanisms of activation. Most of these channels allow calcium ion passing through a cell membrane, as well as some other cations, especially magnesium ones [46]. In response to a temporary opening of a receptor channel, called as “transient”, there is generated the pulse-potential, named as TRP. The TRP family, of 30 channels, is divided in 7 subfamilies: TRPC (canonical), TRPV (vanilloid), TRPM (melastatin), TRPP (polycistin), TRPML (mucolipin), TRPA (ankyrin) and TRPN (NOMPC- no mechanoreceptor potential C) [46, 57]. Thermosensitive TRP receptors. The primary tem- perature detectors in mammals are formed by TRP receptors [35]. There were revealed 6 thermosensitive TRP channels: TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPM8 and TRPA1 [25]. These channels have the certain activation thresholds (Table). They were found out in a membrane of sensor nerve endings, membrane of ganglia neurons of spinal cord dorsal roots, skin cells, kidney embryonic cells, epithelial cells of lung, prostate and other cells [8, 52, 55]. Cold TRP receptors. Mechanisms of cold sensiti- vity in mammalian have still remained unstudied, al- though a recent significant progress is associated to studying two cold-activated ion channels: TRPM8 and TRPA1 [4, 35]. Cooling is accepted by peripheral thermoreceptors, at the same time the cold- and men- thol-sensitive ion channel TRPM8 is activated [6]. Lower temperatures activate other TRP channel – TRPA1, which is suggested to be the base for cold ыланаK slennahC 1VPRT 2VPRT 3VPRT 4VPRT 8MPRT 1APRT арутарепмеТ ,иицавитка oC noitavitcA ,erutarepmet oC 34>25>93-23>82-52>53-72< 71< лиальных клеток легких, простаты и других клеток [8, 52, 55]. Холодовые TRP-рецепторы. Механизмы холодовой чувствитель- ности у млекопитающих до конца не изучены, хотя значительный прогресс в последнее время связан с исследо- ванием двух активируемых холодом ионных каналов – TRPM8 и TRPA1 [4, 35]. Охлаждение воспринимается 463 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 периферическими терморецепторами, при этом активируется холодо- и ментолочувствительный ионный канал – TRPM8 [6]. Более низкие темпера- туры активируют другой TRP-канал – TRPA1, который, как предполагают, лежит в основе холо- довой ноцицепции [48]. Во время охлаждения каналы TRPM8 отвечают быстрее и с большим увеличением внутриклеточной концентрации кальция, чем TRPA1 [4]. В результате открытия TRPM8-каналов, нахо- дящихся в составе клеточной мембраны, происхо- дит приток ионов кальция, что приводит к депо- ляризации и генерации потенциала действия [26]. Холодовые рецепторы могут адаптироваться in vivo в условиях продолжительной холодовой стимуляции [28]. Клетки, мембраны которых со- держат TRPM8, адаптируются к длительным воз- действиям холода и ментола [36]. При этом порог активации TRPM8-каналов может изменяться [48]. В работе [40] авторы оценивали психофи- зический эффект активации TRPA1- и TRPM8-ка- налов у человека, апплицируя испытуемым на предплечье циннамальдегид (агонист TRPA1) и ментол (агонист TRPM8). Циннамальдегид вызы- вал боль, тепловую и механическую гиперальгезию и холодовую гипоальгезию, тогда как следствием активации TRPM8 ментолом была холодовая ги- перальгезия. Авторы сделали вывод, что агонисты TRPA1- и TRPM8-каналов приводят к разным психофизическим результатам. TRPM8-каналы культивированных ганглиев дорзальных корешков спинного мозга функцио- нально связаны с холодовой чувствительностью [18]. У мышей снижение температуры до 5–18°C и воздействие аллилового изотиоционата (агониста TRPA1) повышали уровень внутриклеточного Ca2+ этих нейронов [53]. Культивированные сенсорные нейроны и ин- тактные сенсорные нервные волокна TRPM8- нокаутированных мышей на снижение темпера- туры от 32 до 2°C реагировали слабее и нормаль- но – на повышение от 30 до 45°C [6]. В то же время мыши с недостатком капсаициновых ванилоидных рецепторов (TRPV1) демонстрировали нормаль- ную чувствительность к умеренно низким темпе- ратурам, при этом у них, как и ожидалось, сущест- венно уменьшалось количество клеток, отвечаю- щих на воздействие высокой температуры. Способность различать холодную и теплую по- верхности в экспериментальной клетке у TRPM8- нокаутированных мышей значительно слабее, чем у животных дикого типа [6]. Животные дикого типа осторожно приближались к участку клетки с хо- лодной поверхностью и производили только быст- рые касания ее, тогда как TRPM8-нокаутирован- ные мыши переходили на холодную сторону и nociception [48]. During cooling the TRPM8 channels respond more rapidly and with higher augmentation of intracellular calcium concentration, if compared to TRPA1 [4]. As a result of opening of TRPM8 channels, as a part of cell membrane, there is occurred the inflow of calcium ions, resulting in depolarization and action potential generation [26]. Cold receptors may adapt in vivo under long-term cold stimulation [28]. The cells, the membranes of which comprise TRPM8 adapt to cold and menthol long-term effects [36]. At the same time the activation threshold for TRPM8 channels my vary [48]. As reported [40] the authors estimated a psycho- physical effect of TRPA1 and TRPM8 channel’s activation in human being, by applying cinnamaldehyde (TRPA1 agonist) and menthol (TRPM8 agonist) onto test persons’ forearm. Cinnamaldehyde caused pain, heat and mechanical hyperalgesia and cold hypoalgesia, meanwhile the TRPM8 activation by menthol resulted in cold hyperalgesia. The authors concluded TRPA1 and TRPM8 agonists as resulted in different psycho- physical effects. The TRPM8 channels of cultured ganglia of spinal cord dorsal roots are functionally related to cold sensitivity [18]. In mice a temperature decrease down to 5-18°C and an allylic isothiocyanate (TRPA1) effect increased the level of intracellular Ca2+ of these neu- rons [53]. The response of cultured sensor neurons and the intact sensor nerve fibers of TRPM8-knockout mice to temperature decrease from 32 down to 2°C and its increase from 30 to 45°C was weaker and within the norm, correspondingly [6]. At the same time mice with lack of capsaicine vaniloid receptors (TRPV1) demon- strated a normal sensitivity to moderately low tempe- ratures, at the same time, as expected, there was a significant decrease in cell number, responding on high temperature effect. The capability to distinguish cold and heat surfaces in an experimental cell in TRPM8-knokout mice is considerably weaker, than in wild type animals [6]. Animals of wild type approximated carefully to the site of cell with cold surface and made only fast touchings, meanwhile the TRPM-8-nockout mice passed to cold side and demonstrated a normal research behaviour, manifesting in a greater number of passages between cold and heat areas. At the same time the animal body temperatures in studied groups were equal. The data presented in this research demonstrate the loss in TRPM8 expression as resulting in a selective deficiency in a cold sensitivity, without touching on other aspects of electric and mechanical excitability [6]. In the paper [19] the authors have also demon- strated the behavior of TRPM8 channel-free mice to cold stimuli as significantly different from wild type 464 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 демонстрировали нормальное исследовательское поведение, что выражалось большим числом пере- ходов между холодной и теплой областями. При этом температуры тел животных исследуемых групп были одинаковыми. Представленные в этой работе данные демонстрируют, что потеря экс- прессии TRPM8 приводит к селективному дефици- ту в холодовой чувствительности, не затрагивая другие аспекты электрической и механической возбудимости [6]. В работе [19] авторы также показали, что пове- дение мышей, у которых отсутствуют TRPM8-ка- налы, в ответ на холодовые стимулы значительно отличается от поведения животных дикого типа. TRPM8-нокаутированные мыши меньше реагиро- вали на холод, не отвечали на ицилин, который обычно вызывает холодовые ощущения, и слабо отвечали на ацетон, который применяли для про- верки реакции на холодовое воздействие. Авторы [6] установили, что такие мыши избегают контакта с поверхностями, имеющими температуру ниже 10°C, хотя в меньшей степени, чем мыши дикого типа. В работе [36] отмечено, что TRPM8-рецеп- торы активируются в диапазоне температур 8– 28°C. Вероятно, что в реакцию на температуру 10°C вовлечены как TRPA1, так и TRPM8- рецеп- торы. У мышей, клетки которых лишены TRPM8- каналов, выявлены чувствительные к холоду нейроны, которые нечувствительны к горчичному маслу (агонисту TRPA1). Это подтверждает тот факт, что TRPA1-рецепторы не вовлечены в этот ответ [6]. Также следует отметить, что ноцицеп- тивный ответ на температуру менее 0°С у TRPM8- нокаутированных мышей был нормальный. При нанесении на кожу или слизистую оболочку ментола активируются TRPM8-рецепторы, что ве- дет к холодовому ощущению. Ментол вызывает болевое и холодовое ощущения, тогда как резуль- таты механосенсорных тестов не изменяются [61]. В условиях блокады A-волокна поверхностной ветви лучевого нерва при воздействии низкой тем- пературы холодовое ощущение отсутствовало, в то время как боль, вызванная холодом, нарастала. По мнению авторов, это объясняется недостаточ- ным ингибированием C-волокон, которое обычно сопутствует активации А-волокон. Холодовое ощу- щение, обычно вызываемое ментолом, в условиях блокады исчезало, а также наблюдалось снижение чувствительности на механические стимулы. Индуцированная ментолом боль была сильнее, чем без блокады. Более того, гипералгезия к холодо- вым стимулам, которая уже наблюдалась во время блокирования A-волокон, достоверно усиливалась ментолом. Авторы предположили, что ментол действует на чувствительные к холоду перифе- animals. TRPM8-knockout mice responded weaker to cold, did not react to icilin, generally caused cold effect and slightly reacted to acetone, applied for che- cking the reaction to cold effect. The authors [6] established these mice as avoiding the contact with the surfaces, having temperature lower than 10°C, although in a less extent than the wild type mice. As reported [36], the TRPM8 receptors are activated within 8–28°C temperature range. Both TRPA1 and TRPM8 receptors are probably involved in response to 10°C temperature. In mice, which cells are free of TRPM8 channels, there were revealed the cold- sensitive neurons, being insensitive to mustard oil (TRPA1 agonist). This confirms the fact, that TRPA1 receptors are not involved into this response [6]. Of note is the fact, that a nociceptive response to tempe- rature under 0°C in TRPM8-knockout mice was nor- mal. When applying menthol onto skin or mucous membrane there is the TRPM8 receptor activation, resulting in cold sensation. Menthol causes painful and cold sensations, meanwhile the results of mechano- sensor tests remain unchanged [61]. Under conditions of A-fiber blockade of radial nerve surface branch under low temperature effect a cold feeling was absent, meanwhile the pain, caused by cold increased. The authors believe, that it may be explained by an insufficient inhibition of C-fibers, generally accompa- nying the A-fiber activation. Cold sensation, generally caused by menthol, under blockade conditions disappea- red, as well as a decrease in sensitivity to mechanical stimuli was observed. Menthol-induced pain was stronger, if compared to without blockade. Moreover, the hyperalgesia to cold stimuli, already observed during A-fiber blocking, was statistically and significantly strengthened by menthol. The authors suggested men- thol to act on cold-sensitive peripheral vasoactive noci- ceptive C-fibers and cold-specific Aδ-fibers [61]. A decrease in skin temperature causes a cold sensation at first, but under further temperature reduc- tion it does the pain. This effect is probably mediated by the activation of both thin myelin cold-specific Aδ- fibers and non-myelin pain-conductive C-fibers [61]. Low temperature activates the polymodal C-nocicep- tors, responding to mechanical stimuli and high tempe- rature as well [29]. The role of TRPM8 channels in nociception has not been studied yet. High doses of menthol may cause painful feelings, testifying to the relationship of TRPM8 with nociception. The question is still open whether menthol activates the only receptor in sensor afferents: TRPM8 or it participates in other nociception-asso- ciated mechanisms [21]. Meanwhile in the paper [6] the menthol cooling effect was shown as mediated only through TRPM8 channels. 465 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 рические вазоактивные ноцицептивные С-волокна и холодоспецифические Аδ-волокна [61]. Снижение температуры кожи вызывает вначале холодовое ощущение, а при дальнейшем снижении температуры – боль. Такой эффект, вероятно, опосредуется активацией как тонких миелиновых, специфических для холода Aδ-волокон, так и немиелиновых C-волокон, проводящих боль [61]. Низкая температура активирует полимодальные C-ноцицепторы, которые также отвечают на меха- нические стимулы и высокую температуру [29]. Роль TRPM8-каналов в ноцицепции еще не исследована. Высокие дозы ментола могут выз- вать болевые ощущения, что свидетельствует о связи TRPM8 с ноцицепцией. Остается открытым вопрос: активирует ли ментол единственный рецеп- тор в сенсорных афферентах – TRPM8 или он участвует также в других механизмах, связанных с ноцицепцией [21]. Тогда как в работе [6] показано, что охлаждающее действие ментола опосредуется только через TRPM8-каналы. Существует предположение, что TRPM8-рецеп- торы вовлекаются в холодовую ноцицепцию, однако более вероятными кандидатами на участие в этом процессе являются TRPA1-рецепторы, которые активируются более низкими температурами [48]. В работе [54] показано, что TRPA1 экспресси- руются в ноцицептивных нейронах. Нейроны, ко- торые экспрессируют TRPA1, очень медленно от- вечают на холод, поэтому авторы [48] предположи- ли, что холодовая ноцицепция у людей опосре- дуется не только TRPA1-рецепторами, но и воз- можно вовлечение других механизмов, которые предстоит исследовать. Холод может также активировать сенсорные нервные волокна косвенно, вызывая повреждение ткани или изменения в сосудистом тонусе, что приводит к стимуляции ноцицепторов и вызывает болевые ощущения [6]. Известно, что ментол и горчичное масло дли- тельное время использовали для снятия или умень- шения боли. Отмечено вовлечение TRP-каналов в воспалительную реакцию. Так, авторы [5, 60] показали, что брадикинин активировал токи TRPA1. TRP-каналы – относительно новая ми- шень в терапии [43]. Пока неизвестно, смогут ли служить TRPM8 или TRPA1 значимыми мишенями для болеутоляющих средств. В работе [9] оценивали реакцию клеток, содер- жащих TRPM8: эмбриональных почек человека, лимфатических узлов при раке предстательной железы и ганглиев дорзальных корешков спинного мозга на действие соединений различной химичес- кой структуры, представляющих собой прототипы соединений, которые вызывают охлаждение. Ис- следованы эффекты карбоновой кислоты, амидов The TRPM8 receptors are assumed to be involved in cold nociception, however more probable candidates to participate in this process are TRPA1 receptors, activating by lower temperatures [48]. As reported [54], TRPA1 are expressed in nociceptive neurons. The neurons, expressing TRPA1 respond very slowly to cold, therefore the authors [48] assumed a human cold nociception to be mediated not only by TRPA1 receptors, but a possible involving of other mechanisms to be investigated. Cold may also activate the sensor nerve fibers indirectly, by causing a tissue damage or changes in vascular tonus, resulting in nociceptor stimulation and causing pain sensation [6] Menthol and mustard oil are known to be used within many centuries for pain killing or reduction. The involvement of TRP channels in inflammatory response was noted. Thus, the authors [5, 60] demonstrated bradykinin to activate the TRPA1 flows. The TRP channels are a relatively new target in therapeutic usa- ge of preparations [43]. It is still unknown whether TRPM8 or TRPA1 may serve as priority targets for analgetics. In the paper [9] there was evaluated the response of TRPM8-containing cells: human embryonic kidneys, lymph nodes at prostate cancer and dorsal root ganglia of spinal cord to the effect of compounds of different chemical structure, representing the prototypes of cool- ing-caused compounds. The effects of carbon acid, its amides and phosphine oxide were investigated. The studied compounds demonstrated a dose-dependent and reversible TRPM8 activation. Carboxamide, as the most efficient in TRPM8 activation among the tested compounds, was especially emphasized [9]. The authors believe the TRPM8 as capable to be the target for prostate cancer diagnostics and treatment. According to the research results [36] the normal responses either to menthol or icilin application, activating TRPM8, were revealed in approximately 17% cultured neurons of trigeminal ganglia and dorsal roots of spinal cord in wild type animals. In spite of the fact, that the neurons of TRPM8-knockout mice did not respond to these compounds, they manifested a normal sensitivity to capsaicine: TRPV1 agonist and allylic isothiocyanate (mustard oil): TRPA1 agonist [5, 27]. In the paper [36] approximately 50% TRPM8- expressing neurons were shown as containing TRPV1 channels, therefore they were sensitive to low and high temperatures and activated by both menthol and cap- saicine. Of interest is the fact of TRP cold channel parti- cipation not only in cold perception, but other functional processes as well. TRPA1 channels in hair follicle cells of vertebrates are involved in mechanosensitivity, tes- tified by the presence of mTRPA1 transcripts and 466 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 карбоновых кислот и оксид фосфина. Изучаемые соединения показали дозозависимую и обратимую активацию TRPM8. Особенно выделен карбокса- мид, являющийся самым эффективным в актива- ции TRPM8 из испытанных соединений [9]. Авторы считают, что TRPM8 может быть мишенью в диагностике и лечении рака простаты. Согласно результатам исследования [36] при- близительно у 17% культивированных нейронов ганглиев тройничного нерва и дорзальных корешков спинного мозга животных дикого типа были выяв- лены нормальные ответы на аппликацию ментола или ицилина, активирующие TRPM8. Несмотря на то, что нейроны TRPM8-нокаутированных мышей не отвечали на эти соединения, они проявили нор- мальную чувствительность к капсаицину – аго- нисту TRPV1 и аллиловому изотиоционату (горчич- ному маслу) – агонисту TRPA1 [5, 27]. В работе [36] показано, что приблизительно 50% нейронов, экспрессирующих TRPM8, также содер- жат TRPV1-каналы, поэтому они чувствительны к низкой и высокой температуре, и активируются как ментолом, так и капсаицином. Интересным представляется факт участия холодовых TRP-каналов не только в холодовом восприятии, но и в других функциональных процес- сах. TRPA1-каналы в клетках волосяных фоллику- лов позвоночных вовлечены в механочувствитель- ность, о чем свидетельствует наличие мTRPA1- транскриптов и белков, а также снижение функции этих клеток после ингибирования экспрессии TRPA1-белка [16, 39]. Обнаружены определенные для холода ноцицепторы в роговице глаза кошки, которые возбуждались небольшим снижением температуры в диапазоне 8–30°C [24]. Структурно-функциональная характерис- тика холодовых TRP-рецепторов. TRP-каналы формируют тетрамеры, каждая субъединица кото- рых включает 6 трансмембранных доменов, а также N и C терминальные области, находящиеся внутри клетки (рисунок) [15, 56]. В исследовании [56] идентифицирована область “закрученной спирали” (“coiled coil”), участвующая в сборке холод- и ментол- активируемого TRPM8- канала. Показано, что она содержится на цитоплаз- матической области C-конца TRPM8 и необходима для формирования тетрамерного канала [22, 56]. Таким образом, область “закрученной спирали” необходима для созревания и функционирования канала. Сборка канала может быть нарушена един- ственной точечной мутацией в области “закручен- ной спирали” [22]. Эта мутация не позволяет функ- ционировать каналам и не дает возможность его субъединицам взаимодействовать или формиро- proteins, as well as a decrease in the function of these cells after inhibition of TRPA1 protein expression [16, 39]. The cold-special nociceptors in feline eye cornea, excited by slight temperature decrease within 8-30°C range were found out [24]. Structure-functional characteristics of cold TRP receptors. TRP channels form tetramers, where each subunit comprises 6 transmembrane domains, as well as N and C terminal areas, being inside a cell (Figure) [15, 56]. As reported [56], there was identified the area of “coiled coil”, participating in the assembly of cold- and menthol-activated TRPM8 channel. This was shown as located on cytoplasmic area of TRPM8 C-end and necessary for tetrameric channel formation [22, 56]. Thus, the “coiled coil” area is necessary for channel maturation and functioning. The channel assembly may be disordered by the single point mutation in “coiled coil” area [22]. This mutation does not allow functioning for channels and provides no possibility for its subunits to interact or form protein complexes, i.e. to create multimers, nevertheless it is not a hindrance for transporting to plasmatic membrane. The authors [12] have revealed a specific area within the limits of intracellular C-terminal area, enabling the temperature perception for TRPV1 and TRPM8. In the paper [31] there was proposed a biophysical model, based on the temperature property to change the potential-sensitivity of channels, contributed to TRPV1 and TRPM8 opening under high and mode-rately low temperatures, correspondingly. The role of N-glycosilation was investigated in order to analyse the mechanisms, being the base for channel assembly and transport [22]. The authors consider the Asn-934 as the single acceptor site for N-bound gly- cans; such a supposition is based on studying the mutation effects of this site. In this research was also analysed the area inside TRPM8, involved on channel assembly, the role of N-glycosilation for subunit transport was determined. In contrast to C-end the “coiled coil” area on N- end is not the feature for TRPM channels [22]. The N-end “coiled coil” area contains a great number of alanines (9.5%), meanwhile in C-terminal area their number is significantly lower (2.6%) [41]. The N-ter- minal site probably plays a stabilising role in vivo [22]. In TRPM8 channel the N-glycosilation site was revealed between transmembrane domains (TM): TM5 and TM6, where the pore area and a selective filter are hypothetically located [44]. Potential sties of N- glycosilation were also found out inside TM5-TM6 domains in TRPM2 (the nearest relative of TRPM8), TRPM4 and TRPM5. In each case the assumed glycosilation sites have a selective filter, moreover in 467 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 вать протеиновые комплексы, то есть создавать мультимеры, тем не менее, она не является препят- ствием для транспортировки к плазматической мембране. Авторами [12] обнаружена специфическая об- ласть в пределах внутриклеточной C-терми- нальной области, которая позволяет TRPV1 и TRPM8 воспринимать температуру. В работе [31] была предложена биофизическая модель, которая основана на свойстве температуры изменять по- тенциал-чувствительность каналов, что способ- ствует открытию TRPV1 при высоких температу- рах и TRPM8 – при умеренно низких. Для анализа механизмов, лежащих в основе сборки и транспорта канала, исследована роль N- гликозилирования [22]. Авторы считают, что Asn-934 – это единственный акцепторный участок для N-связанных гликанов; такое предположение основано на исследовании эффектов мутирования этого участка. Также в этой работе проанализи- рованы области внутри TRPM8, которые вовлече- ны в сборку каналов, определена роль N-гликозили- рования для субъединичного транспорта. В отличие от C-конца область “закрученной спирали” на N-конце не является характерной осо- бенностью TRPM-каналов [22]. Область “закру- ченной спирали” N-конца содержит большое коли- чество аланинов (9,5%), тогда как в C-терминаль- ной области их значительно меньше (2,6%) [41]. Вероятно, N-терминальный участок играет стаби- лизирующую роль in vivo [22]. В TRPM8-канале участок N-гликозилирования выявлен между трансмембранными доменами (ТМ) – ТМ5 и ТМ6, где предположительно содер- жатся область поры и селективный фильтр [44]. Потенциальные участки N-гликозилирования также обнаружены внутри TM5- и TM6-доменов у TRPM2 (самого близкого родственника TRPM8), TRPM4 и TRPM5. В каждом случае предполагае- мые участки гликозилирования имеют селективный фильтр, при этом у TRPM2 и TRPM8 в состав фильтра входят два цистеина. Правильное сворачи- вание области поры важно для ее функциониро- вания. Авторы [20] также показали, что участок гликозилирования, который “обрамляется” в поре двумя остатками цистеина, важен для функциони- рования канала. Маловероятно, что существует общий меха- низм сборки ионных каналов TRP-семейства. Хотя TRPM-каналы обычно имеют длинные N- и C- области, им не хватает анкирин-повторяющих об- ластей, которые вовлечены в сборку TRPV4-, TRPV5- и TRPV6-каналов [2, 23]. Авторы [7, 13, 36] исследовали in vitro охлаж- дающие соединения, которые активировали TRPM8: ицилин, эвкалиптол, амид карбоновой кис- лоты и др. В работе [7] идентифицированы 10 но- Схематическое изображение субъединиц TRPA1 и TRPM8 каналов: 1– трансмембранный домен; 2 – об- ласть поры; 3 – анкирин-повторяющая область; 4 – лока- лизация “закрученной спирали”. Scheme of subunits of TRPA1and TRPM8 channels: 1 is a transmembrane domain; 2 is pore area; 3 is ankyrin-repeated area; 4 is “coiled coil” localisation. TRPM2 and TRPM8 the filter comprises two cys- teines. A correct pore site folding is important for its functioning. The authors [20] have also demonstrated the glycosilation site, “edged” in a pore by two cysteine residues, as important for channel functioning. It is unlikely, that there is a common assembly mechanism for the TRP family ion channels. Although the TRPM channels generally have the long N- and C-area, they miss the ankyrin-repeating area, involved in TRPV4, TRPV5 and TRPV6 channels assembling [2, 23] . The authors [7, 13, 36] studied in vitro the cooling compounds, activating TRPM8: icilin, eucalyptol, carbon acid amide etc. In the paper [7] there were identified 10 new agonists and 3 TRPM8 receptor ones. A critical aminoacid residue: glutamine in third transmembrane channel area, necessary for TRPM8 activation by icilin, was revealed [13]. At the same time the site of icilin action on TRPM8 channels coincides with a side of TRPV1 receptor, binding capsaicine, that testifies to the identity of molecular activation mechanisms of these thermoreceptors [13]. The intensity of responses of TRPM8 channels to menthol and icilin effects reduces both under increasing pH from 7.5 to 8 and decreasing pH from 7.5 down to 6.8, the response was completely inhibited at pH 6.3. Meanwhile the TRPV1 channel activation augmented under pH decrease from 7.5 down to 6.3 [7]. At the same time in the paper [1] the pH decrease down to 6 was shown to inhibit the flows though TRPM8 in response to cold or icilin effects, but the response to menthol action remained unchanged under this dec- rease. The authors suggested the icilin and cold activation to involve different mechanisms, than menthol one. Cooling component icilin, the known TRPM8 agonist, also activates TRPA1 flows, although with lower efficiency, if compared to TRPM8 [54]. A temperature sensitivity may be modulated either by phosphorylation of intracellular residues of TRP channels by protein kinases or insertion of new channels into cell membrane [25]. 468 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 вых агонистов и 3 антагониста TRPM8- рецеп- торов. Выявлен критический аминокислотный остаток – глутамин в третьей трансмембранной области ка-нала, который необходим для активации TRPM8 ицилином [13]. При этом место действия ицилина на TRPM8-каналы совпадает со стороной TRPV1-рецептора, связывающей капсаицин, что свиде-тельствует об идентичности молекулярных меха-низмов активации этих терморецепторов [13]. Интенсивность ответов TRPM8-каналов на действие ментола и ицилина уменьшалась как при повышении pH с 7,5 до 8, так и при снижении pH с 7,5 до 6,8, ответ полностью ингибировался при pH 6,3, тогда как активация TRPV1-каналов увеличи- валась при снижении pH c 7,5 до 6,3 [7]. В то же время в работе [1] показано, что снижение pH до 6 тормозит токи через TRPM8 в ответ на действие холода или ицилина, а ответ на действие ментола при таком снижении pH не меняется. Авторы пред- положили, что активация ицилином и холодом вов- лекает иные механизмы, чем активация ментолом. Охлаждающий компонент ицилин, известный агонист TRPM8, также активирует токи TRPA1, хотя с меньшей эффективностью, чем TRPM8 [54]. Температурная чувствительность может моду- лироваться фосфорилированием внутриклеточных остатков TRP-каналов протеинкиназами или встав- кой новых каналов в клеточную мембрану [25]. Механизмы регуляции TRP-каналов довольно сложны [50]. Недавние исследования показали модуляцию различных TRP каналов фосфоино- зитидами, в частности фосфотидилинозитол-4,5- бифосфатом (PIP2). В большинстве случаев PIP2 облегчает активацию TRP каналов [59]. Модуля- ция фосфатидилинозитол-4,5-бифосфатом подроб- но описана для ванилоидных (TRPV1, TRPV5), меластатиновых (TRPM4, TRPM5, TRPM7, TRPM8), полицистинового (TRP2) и TRP-подоб- ных каналов (TRPL) дрозофилы [50]. PIP2 стиму- лирует TRPM5-, TRPM7-, TRPM8- и TRPV5-каналы [30, 49, 51], но ингибирует TRPV1-каналы [14]. PIP2 играет центральную роль в активации нескольких TRP-каналов [11]. Авторы выявили домен TRP-канала, который вовлечен в активацию фосфатидилинозитол-4,5-бифосфатом TRPM8- ка- нала. Для установления областей активации кана- лов фосфатидилинозитол-4,5-бифосфатом и темпе- ратурой исследовали химеру TRP-канала, у кото- рого проксимальная часть C-конца TRPV1-канала заменена эквивалентным участком C-конца TRPM8-канала. Такой канал активировался PIP2 и высокой температурой [11]. Полученные в этой работе данные свидетельствуют о существовании различных областей активации для температуры и PIP2. При этом авторы [49] предположили, что каналы TRP-семейства обладают общим PIP2- Regulation mechanisms for TRP channels are quite complicated [50]. The recent studies showed the modulation of different TRP channels by phospho- inositides, particularly, phosphatidyl inositol 4,5 biphosphate (PIP2). In most cases PIP2 facilitates the TRP channel activation [59]. The phosphatidyl inositol modulation by 4,5 biphosphate is specified for vaniloid (TRPV1, TRPV5), melastatin (TRPM4, TRPM5, TRPM7, TRPM8), polycistin (TRP2) and TRP-like fruit fly channels (TRPL) [50]. PIP2 stimulates the TRPM7, TRPM8 and TRPV5 [30, 49, 51], but inhibits TRPV1 channels. PIP2 plays a central role in activating some TRP channels [11]. The authors revealed the TRP channel domain, involved into the TRPM8 channel activation with phosphatidyl inositol 4,5-biphosphate. In order to establish the area of channel activation by phosphatidyl inositol 4,5-biphosphate and temperature there was investigated the TRP channel chimaera, which proximal part of C-end of TRPV1 channel was changed for an equivalent site of C-end of TRPM8 channel. This channel was activated by PIP2 and a high temperature [11]. This research findings testify to the existence of different activation areas for temperature and PIP2. At the same time the authors [49] assumed the TRP family channels as possessing of a total PIP2-binding site, located on a proximal site of C-end. PIP2 is a secondary mediator and source of three more lipid –derivative messengers: diacylglycerol (DAG), inositol triphosphate (IP3) and phosphatidyl inositol-3,4,5 triphosphate (PIP3) [37]. PIP2 exhausting inhibits flows through TRPM7, TRPM5, TRPM8, TRPV5 and TRPM4 channels [34, 49, 51]. The data [34] enable considering the TRPM8, like many TRPM channels [33, 51], to require the PIP2 presence for activation. The PIP2 hydrolysis is important for Ca2+-dependent TRPM8 desensibilization [34, 49]. In spite of many proves of TRP channel involvement into cold perception, some authors consider epithelial sodium channels, background potassium ones or ion pumps as making an important contribution into a cold- caused depolarisation and neuron excitation [3, 47, 54, 58]. Conclusions The data presented in the paper reflect the novel notions about the channel family, quite recently found out, involved into the numerous processes and, possibly, included into the integration mechanisms of different functions. Current data about the cold TRP receptors extend the knowledge, that may be used in selecting the regimens for cold effect on organism in therapeutic purposes; enable a deeper understanding of occurring 469 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 связывающим участком, расположенным на прок- симальном участке С-конца. PIP2 является вторичным посредником и источ- ником еще трех липид-производных мессенджеров: диацилглицерола (DAG), инозитолтрифосфата (IP3) и фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфата (PIP3) [37]. Истощение PIP2 ингибирует токи через TRPM7-, TRPM5-, TRPM8-, TRPV5- и TRPM4- каналы [34, 49, 51]. Данные [34] позволяют считать, что TRPM8, подобно многим TRPM-каналам [33, 51], требует для активации присутствия PIP2. Гидролиз PIP2 важен для Ca2+-зависимой десенсибилизации TRPM8 [34, 49]. Несмотря на множество доказательств вовле- чения TRP-каналов в холодовое восприятие, неко- торые авторы считают, что существенный вклад в вызванную холодом деполяризацию и возбуж- дение нейронов вносят эпителиальные натриевые каналы, фоновые калиевые каналы или ионные насосы [3, 47, 54, 58]. Выводы Изложенные в работе данные отражают новей- шие представления об относительно недавно открытом семействе каналов, которые вовлечены во множество процессов и, возможно, включены в механизмы интегрирования различных функций. Современные данные о холодовых TRP-рецеп- торах расширяют знания, которые могут быть использованы для выбора режимов холодового воздействия на организм в терапевтических целях; позволяют более глубоко понять происходящие изменения при поэтапном охлаждении заморажи- вающих объектов, которые включают как физичес- кие процессы охлаждения-замораживания, так и физиологическую реакцию, вовлекающую различ- ные механизмы в каждом диапазоне температур, при снижении температуры от физиологической до 0°С. Дальнейшее изучение холодовой рецепции, в частности фундаментальное исследование TRP- каналов, является современным актуальным нап- равлением, позволяющим более глубоко понять механизмы сенсорного и, в частности, температур- ного восприятия. Литература Andersson D.A., Chase H.W., Bevan S. TRPM8 activation by menthol, icilin, and cold is differentially modulated by intracellular pH // J. Neurosci.– 2004.– Vol. 24, N23 – P. 5364– 5369. Arniges M., Fernández-Fernández J.M., Albrecht N. et al. Human TRPV4 channel splice variants revealed a key role of ankyrin domains in multimerization and trafficking // J. Biol. Chem.– 2006.– Vol. 281, Issue 3.– P. 1580–1586. Askwith C.C., Benson C.J., Welsh M.J., Snyder P.M. DEG/ ENaC ion channels involved in sensory transduction are changes under a staged cooling down of frozen objects, including both physical processes of cooling-freezing and physiological response, involving different mecha- nisms in each temperature range, at temperature decrease from physiological one down to 0°C. Further studying of cold reception, particularly, fundamental investigation of TRP channels, is an actual direction, enabling deeper understanding of mechanisms of sensor and temperature perception, in particular. References Andersson D.A., Chase H.W., Bevan S. TRPM8 activation by menthol, icilin, and cold is differentially modulated by intracellular pH // J. Neurosci.– 2004.– Vol. 24, N23 – P. 5364– 5369. Arniges M., Fernández-Fernández J.M., Albrecht N. et al. Human TRPV4 channel splice variants revealed a key role of ankyrin domains in multimerization and trafficking // J. Biol. Chem.– 2006.– Vol. 281, Issue 3.– P. 1580–1586. Askwith C.C., Benson C.J., Welsh M.J., Snyder P.M. DEG/ ENaC ion channels involved in sensory transduction are modulated by cold temperature // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2001.– Vol. 98, Issue 11.– P. 6459–6463. Babes A., Zorzon D., Reid G. Two populations of cold- sensitive neurons in rat dorsal root ganglia and their modulation by nerve growth factor // Eur. J. Neurosci.– 2004.– Vol. 20, N9.– P. 2276–2282. Bandell M., Story G.M., Hwang S.W. Noxious cold ion channel TRPA1 is activated by pungent compounds and bradykinin // Neuron.– 2004.– Vol. 41, N6.– P. 849–857. Bautista D.M., Siemens J., Glazer J.M. et al. The menthol receptor TRPM8 is the principal detector of environmental cold // Nature. – 2007.– Vol. 448, N7150.– P. 204–208. Behrendt H.J., Germann T., Gillen C. et al. Characterization of the mouse cold-menthol receptor TRPM8 and vanilloid receptor type-1 VR1 using a fluorometric imaging plate reader (FLIPR) assay // Br. J. Pharmacol.– 2004.– Vol. 141, N4.– P. 737–745. Bidaux G., Roudbaraki M., Merle C. et al. Evidence for specific TRPM8 expression in human prostate secretory epithelial cells: functional androgen receptor requirement // Endocr. Relat. Cancer. – 2005.– Vol.12, N2.– P. 367–382. Bödding M., Wissenbach U., Flockerzi V. Characterisation of TRPM8 as a pharmacophore receptor // Cell Calcium.– 2007.– Vol. 42, Issue 6.– P. 618–628. Brayden J.E., Earley S., Nelson M.T., Reading S. Transient receptor potential (TRP) channels, vascular tone and autoregulation of cerebral blood flow // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol.– 2008.– Vol. 35, N9.– P. 1116–1120. Brauchi S., Orta G., Mascayano C. et al. Dissection of the components for PIP2 activation and thermosensation in TRP channels // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2007.– Vol. 104, N24.– P. 10246–10251. Brauchi S., Orta G., Salazar M. et al. A Hot-Sensing Cold Receptor: C-Terminal Domain Determines Thermosensation in Transient Receptor Potential Channels // J. Neurosci.– 2006.– Vol. 26, N18.– P. 4835–4840. Chuang H.H., Neuhausser W.M., Julius D. The super-cooling agent icilin reveals a mechanism of coincidence detection by a temperature-sensitive TRP channel // Neuron.– 2004.– Vol. 43, N6.– P. 859–869. Chuang H.H., Prescott E.D., Kong H. et al. Bradykinin and nerve growth factor release the capsaicin receptor from PtdIns(4,5)P2-mediated inhibition // Nature.– 2001.– Vol. 411, N6840.– P. 957–962. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 470 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 modulated by cold temperature // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2001.– Vol. 98, Issue 11.– P. 6459–6463. Babes A., Zorzon D., Reid G. Two populations of cold- sensitive neurons in rat dorsal root ganglia and their modulation by nerve growth factor // Eur. J. Neurosci.– 2004.– Vol. 20, N9.– P. 2276–2282. Bandell M., Story G.M., Hwang S.W. Noxious cold ion channel TRPA1 is activated by pungent compounds and bradykinin // Neuron.– 2004.– Vol. 41, N6.– P. 849–857. Bautista D.M., Siemens J., Glazer J.M. et al. The menthol receptor TRPM8 is the principal detector of environmental cold // Nature. – 2007.– Vol. 448, N7150.– P. 204–208. Behrendt H.J., Germann T., Gillen C. et al. Characterization of the mouse cold-menthol receptor TRPM8 and vanilloid receptor type-1 VR1 using a fluorometric imaging plate reader (FLIPR) assay // Br. J. Pharmacol.– 2004.– Vol. 141, N4.– P. 737–745. Bidaux G., Roudbaraki M., Merle C. et al. Evidence for specific TRPM8 expression in human prostate secretory epithelial cells: functional androgen receptor requirement // Endocr. Relat. Cancer. – 2005.– Vol.12, N2.– P. 367–382. Bödding M., Wissenbach U., Flockerzi V. Characterisation of TRPM8 as a pharmacophore receptor // Cell Calcium.– 2007.– Vol. 42, Issue 6.– P. 618–628. Brayden J.E., Earley S., Nelson M.T., Reading S. Transient receptor potential (TRP) channels, vascular tone and autoregulation of cerebral blood flow // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol.– 2008.– Vol. 35, N9.– P. 1116–1120. Brauchi S., Orta G., Mascayano C. et al. Dissection of the components for PIP2 activation and thermosensation in TRP channels // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2007.– Vol. 104, N24.– P. 10246–10251. Brauchi S., Orta G., Salazar M. et al. A Hot-Sensing Cold Receptor: C-Terminal Domain Determines Thermosensation in Transient Receptor Potential Channels // J. Neurosci.– 2006.– Vol. 26, N18.– P. 4835–4840. Chuang H.H., Neuhausser W.M., Julius D. The super-cooling agent icilin reveals a mechanism of coincidence detection by a temperature-sensitive TRP channel // Neuron.– 2004.– Vol. 43, N6.– P. 859–869. Chuang H.H., Prescott E.D., Kong H. et al. Bradykinin and nerve growth factor release the capsaicin receptor from PtdIns(4,5)P2-mediated inhibition // Nature.– 2001.– Vol. 411, N6840.– P. 957–962. Clapham D.E. TRP channels as cellular sensors // Nature.– 2003.– Vol. 426, N6966.– P. 517–524. Corey D.P., Garcia-Anoveros J., Holt J.R. TRPA1 is a candidate for the mechanosensitive transduction channel of vertebrate hair cells // Nature.– 2004.– Vol. 432, N7018.– P. 723–730. Dhaka A., Viswanath V., Patapoutian A. TRP ion channels and temperature sensation // Annu. Rev. Neurosci.– 2006.– Vol. 29.– P. 135–161. Dhaka A., Earley T.J., Watson J., Patapoutian A. Visualizing cold spots: TRPM8-expressing sensory neurons and their projections // J. Neurosci.– 2008.– Vol. 28, N3.– P. 566–575. Dhaka A., Murray A.N., Mathur J. et al. TRPM8 is required for cold sensation in mice // Neuron. – 2007.– Vol. 54, N3.– P. 371–378. Dragoni I., Guida E., McIntyre P. The Cold and Menthol Receptor TRPM8 Contains a Functionally Important Double Cysteine Motif // J. Biol. Chem.– 2006.– Vol. 281, Issue 49.– P. 37353–37360. Eccles R. Menthol and related cooling compounds // J. Pharm. Pharmacol.– 1994.– Vol. 46, N8.– P. 618–630. Erler I., Al-Ansary D.M., Wissenbach U. et al. Trafficking and assembly of the cold-sensitive TRPM8 channel // J. Biol. Chem.– 2006.– Vol. 281, Issue 50.– P. 38396–38404. Erler I., Hirnet D., Wissenbach U. et al. Ca2+-selective transient receptor potential V channel architecture and func- Clapham D.E. TRP channels as cellular sensors // Nature.– 2003.– Vol. 426, N6966.– P. 517–524. Corey D.P., Garcia-Anoveros J., Holt J.R. TRPA1 is a candidate for the mechanosensitive transduction channel of vertebrate hair cells // Nature.– 2004.– Vol. 432, N7018.– P. 723–730. Dhaka A., Viswanath V., Patapoutian A. TRP ion channels and temperature sensation // Annu. Rev. Neurosci.– 2006.– Vol. 29.– P. 135–161. Dhaka A., Earley T.J., Watson J., Patapoutian A. Visualizing cold spots: TRPM8-expressing sensory neurons and their projections // J. Neurosci.– 2008.– Vol. 28, N3.– P. 566–575. Dhaka A., Murray A.N., Mathur J. et al. TRPM8 is required for cold sensation in mice // Neuron. – 2007.– Vol. 54, N3.– P. 371–378. Dragoni I., Guida E., McIntyre P. The Cold and Menthol Receptor TRPM8 Contains a Functionally Important Double Cysteine Motif // J. Biol. Chem.– 2006.– Vol. 281, Issue 49.– P. 37353–37360. Eccles R. Menthol and related cooling compounds // J. Pharm. Pharmacol.– 1994.– Vol. 46, N8.– P. 618–630. Erler I., Al-Ansary D.M., Wissenbach U. et al. Trafficking and assembly of the cold-sensitive TRPM8 channel // J. Biol. Chem.– 2006.– Vol. 281, Issue 50.– P. 38396–38404. Erler I., Hirnet D., Wissenbach U. et al. Ca2+-selective transient receptor potential V channel architecture and func- tion require a specific ankyrin repeat // J. Biol. Chem.– 2004.– Vol. 279, N33.– P. 34456–34463. Gallar J., Pozo M.A., Tuckett R.P., Belmonte C. Response of sensory units with unmyelinated fibres to mechanical, thermal and chemical stimulation of the cat’s cornea // J. Physiol.– 1993.– Vol. 468, N1.– P. 609–622. Huang J., Zhang X., McNaughton P.A. Modulation of temperature-sensitive TRP channels // Semin. Cell Dev. Biol.– 2006.– Vol. 17, N6.– P. 638–645. Jones R. Sensory transduction: out in the cold // Nat. Rev. Neurosci.– 2002.– Vol. 3, Issue 3.– P. 169–170. Jordt S.E., Bautista D.M., Chuang H.H. et al. Mustard oils and cannabinoids excite sensory nerve fibres through the TRP channel ANKTM1 // Nature.– 2004.– Vol. 427, N6971.– P. 260–265. Kenshalo D.R., Duclaux R. Response characteristics of cutaneous cold receptors in the monkey // J. Neurophysiol.– 1977.– Vol. 40, N2.– P. 319–332. LaMotte R.H., Thalhammer J.G. Response properties of high- threshold cutaneous cold receptors in the primate // Brain Res.– 1982.– Vol. 244, N2.– P. 279–287. Lee J., Cha S.K., Sun T.J., Huang C.L. PIP2 Activates TRPV5 and Releases Its Inhibition by Intracellular Mg2+ // J. Gen. Physiol.– 2005.– Vol. 126, N5.– P. 439–451. Liman E.R. Thermal gating of TRP ion channels: food for thought? // Sci. STKE.– 2006.– Vol. 2006, Issue 326.– P. 12. Lin S.Y., Corey D.P. TRP channels in mechanosensation // Curr. Opin. Neurobiol.– 2005.– Vol. 15, N3.– P. 350–357. Liu D., Liman E.R. Intracellular Ca2+ and the phospholipid PIP2 regulate the taste transduction ion channel TRPM5 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2003.– Vol. 100, N25.– P. 15160– 15165. Liu B., Qin F. Functional control of cold- and menthol-sensitive TRPM8 ion channels by phosphatidylinositol 4,5-bisphos- phate // J. Neurosci.– 2005.– Vol. 25, N7.– P. 1674–1681. McKemy D.D. How cold is it? TRPM8 and TRPА1 in the molecular logic of cold sensation // Molecular Pain.– 2005.– Vol. 1, N1.– P. 16–22. McKemy D.D., Neuhausser W.M., Julius D. Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation // Nature.– 2002.– Vol. 416, N6876.– P. 52–58. McLaughlin S., Murray D. Plasma membrane phosphoinositide organization by protein electrostatics // Nature.– 2005.– Vol. 438, N7068.– P. 605–611. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 471 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 tion require a specific ankyrin repeat // J. Biol. Chem.– 2004.– Vol. 279, N33.– P. 34456–34463. Gallar J., Pozo M.A., Tuckett R.P., Belmonte C. Response of sensory units with unmyelinated fibres to mechanical, thermal and chemical stimulation of the cat’s cornea // J. Physiol.– 1993.– Vol. 468, N1.– P. 609–622. Huang J., Zhang X., McNaughton P.A. Modulation of temperature-sensitive TRP channels // Semin. Cell Dev. Biol.– 2006.– Vol. 17, N6.– P. 638–645. Jones R. Sensory transduction: out in the cold // Nat. Rev. Neurosci.– 2002.– Vol. 3, Issue 3.– P. 169–170. Jordt S.E., Bautista D.M., Chuang H.H. et al. Mustard oils and cannabinoids excite sensory nerve fibres through the TRP channel ANKTM1 // Nature.– 2004.– Vol. 427, N6971.– P. 260–265. Kenshalo D.R., Duclaux R. Response characteristics of cutaneous cold receptors in the monkey // J. Neurophysiol.– 1977.– Vol. 40, N2.– P. 319–332. LaMotte R.H., Thalhammer J.G. Response properties of high- threshold cutaneous cold receptors in the primate // Brain Res.– 1982.– Vol. 244, N2.– P. 279–287. Lee J., Cha S.K., Sun T.J., Huang C.L. PIP2 Activates TRPV5 and Releases Its Inhibition by Intracellular Mg2+ // J. Gen. Physiol.– 2005.– Vol. 126, N5.– P. 439–451. Liman E.R. Thermal gating of TRP ion channels: food for thought? // Sci. STKE.– 2006.– Vol. 2006, Issue 326.– P. 12. Lin S.Y., Corey D.P. TRP channels in mechanosensation // Curr. Opin. Neurobiol.– 2005.– Vol. 15, N3.– P. 350–357. Liu D., Liman E.R. Intracellular Ca2+ and the phospholipid PIP2 regulate the taste transduction ion channel TRPM5 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2003.– Vol. 100, N25.– P. 15160– 15165. Liu B., Qin F. Functional control of cold- and menthol-sensitive TRPM8 ion channels by phosphatidylinositol 4,5-bisphos- phate // J. Neurosci.– 2005.– Vol. 25, N7.– P. 1674–1681. McKemy D.D. How cold is it? TRPM8 and TRPА1 in the molecular logic of cold sensation // Molecular Pain.– 2005.– Vol. 1, N1.– P. 16–22. McKemy D.D., Neuhausser W.M., Julius D. Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation // Nature.– 2002.– Vol. 416, N6876.– P. 52– 58. McLaughlin S., Murray D. Plasma membrane phosphoinositide organization by protein electrostatics // Nature.– 2005.– Vol. 438, N7068.– P. 605–611. Montell C., Rubin G.M. Molecular characterization of the Drosophila trp locus: a putative integral membrane protein required for phototransduction // Neuron.– 1989.– Vol. 2, N4.– P. 1313–1323. Nagata K., Duggan A., Kumar G., García-Aсoveros J. Nociceptor and hair cell transducer properties of TRPA1, a channel for pain and hearing // J. Neurosci.– 2005.– Vol. 25, N16.– P. 4052–4061. Namer B., Seifert F., Handwerker H.O., Maihöfner C. TRPA1 and TRPM8 activation in humans: effects of cinnamaldehyde and menthol // Neuroreport.– 2005.– Vol. 16, N9.– P. 955–959. O’Neil K.T., DeGrado W.F. A thermodynamic scale for the helix-forming tendencies of the commonly occurring amino acids // Science.– 1990.– Vol. 250, N4981.– P. 646–651. Nilius B. Transient receptor potential (TRP) cation channels: rewarding unique proteins // Bull. Mem. Acad. R. Med. Belg.– 2007.– Vol. 162, N3-4.– P. 244–253. Okuhara D.Y., Hsia A.Y., Xie M. Transient receptor potential channels as drug targets // Expert. Opin. Ther. Targets.– 2007.– Vol. 11, N3.– P. 391–401. Owsianik G., Talavera K., Voets T., Nilius B. Permeation and selectivity of TRP channels // Annu. Rev. Physiol.– 2006.– Vol. 68.– P. 685–717. Patapoutian A., Peier A.M., Story G.M., Viswanath V. ThermoTRP channels and beyond: mechanisms of tempera- Montell C., Rubin G.M. Molecular characterization of the Drosophila trp locus: a putative integral membrane protein required for phototransduction // Neuron.– 1989.– Vol. 2, N4.– P. 1313–1323. Nagata K., Duggan A., Kumar G., García-Aсoveros J. Nociceptor and hair cell transducer properties of TRPA1, a channel for pain and hearing // J. Neurosci.– 2005.– Vol. 25, N16.– P. 4052–4061. Namer B., Seifert F., Handwerker H.O., Maihöfner C. TRPA1 and TRPM8 activation in humans: effects of cinnamaldehyde and menthol // Neuroreport.– 2005.– Vol. 16, N9.– P. 955–959. O’Neil K.T., DeGrado W.F. A thermodynamic scale for the helix-forming tendencies of the commonly occurring amino acids // Science.– 1990.– Vol. 250, N4981.– P. 646–651. Nilius B. Transient receptor potential (TRP) cation channels: rewarding unique proteins // Bull. Mem. Acad. R. Med. Belg.– 2007.– Vol. 162, N3-4.– P. 244–253. Okuhara D.Y., Hsia A.Y., Xie M. Transient receptor potential channels as drug targets // Expert. Opin. Ther. Targets.– 2007.– Vol. 11, N3.– P. 391–401. Owsianik G., Talavera K., Voets T., Nilius B. Permeation and selectivity of TRP channels // Annu. Rev. Physiol.– 2006.– Vol. 68.– P. 685–717. Patapoutian A., Peier A.M., Story G.M., Viswanath V. ThermoTRP channels and beyond: mechanisms of tempera- ture sensation // Nat. Rev. Neurosci.– 2003.– Vol. 4, N7.– P. 529–539. Pedersen S.F., Owsianik G., Nilius B. TRP channels: an overview // Cell Calcium.– 2005.– Vol. 38, N3-4.– P. 233–252. Pierau F.K., Torrey P., Carpenter D.O. Mammalian cold recep- tor afferents: role of an electrogenic sodium pump in sensory transduction // Brain Res.– 1974.– Vol. 73, N1.– P. 156–160. Reid G. ThermoTRP channels and cold sensing: what are they really up to? // Pflugers Arch.– 2005.– Vol. 451, N1.– P. 250–263. Rohacs T., Lopes C.M., Michailidis I., Logothetis D.E. PI(4,5)P2 regulates the activation and desensitization of TRPM8 channels through the TRP domain // Nat. Neurosci.– 2005.– Vol. 8, N5.– P. 626–634. Rohacs T., Nilius B. Regulation of transient receptor potential (TRP) channels by phosphoinositides // Pflugers Arch.– 2007.– Vol. 455, N1.– P. 157–168. Runnels L.W., Yue L., Clapham D.E. The TRPM7 channel is inactivated by PIP(2) hydrolysis // Nat. Cell Biol.– 2002.– Vol. 4, N5.– P. 329–336. Sabnis A.S., Shadid M., Yost G.S., Reilly C.A. Human lung epithelial cells express a functional cold-sensing TRPM8 variant // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.– 2008.– Vol. 39, N4.– P. 466–474. Sawada Y., Hosokawa H., Hori A. et al. Cold sensitivity of recombinant TRPA1 channels // Brain Res.– 2007.– Vol. 1160.– P. 39–46. Story G.M., Peier A.M., Reeve A.J. et al. ANKTM1, a TRP-like channel expressed in nociceptive neurons, is activated by cold temperatures // Cell.– 2003.– Vol. 112, N6.– P. 819–829. Tominaga M. Molecular mechanisms of thermosensation // Nip. Yak. Zas.– 2004.– Vol. 124, N4.– P. 219–227. Tsuruda P.R. Coiled coils direct assembly of a cold-activated TRP channel // Neuron.– 2006.– Vol. 51, N2.– P. 201–212. Venkatachalam K., Montell C. TRP Channels // Annu. Rev. Biochem.– 2007.– Vol. 76.– P. 387–417. Viana F., de la Pena E., Belmonte C. Specificity of cold thermotransduction is determined by differential ionic channel expression // Nat. Neurosci.– 2002.– Vol. 5, N3.– P. 254–260. Voets T., Nilius B. Modulation of TRPs by PIPs // J. Physiol.– 2007.– Vol. 582, N3.– P. 939–944. Wang S., Dai Y., Fukuoka T. et al. Phospholipase C and protein kinase A mediate bradykinin sensitization of TRPA1: a molecular mechanism of inflammatory pain // Brain.– 2008.– Vol. 131, N5.– P. 1241–1251. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 472 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 19, 2009, №4 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 19, 2009, №4 ture sensation // Nat. Rev. Neurosci.– 2003.– Vol. 4, N7.– P. 529–539. Pedersen S.F., Owsianik G., Nilius B. TRP channels: an overview // Cell Calcium.– 2005.– Vol. 38, N3-4.– P. 233–252. Pierau F.K., Torrey P., Carpenter D.O. Mammalian cold recep- tor afferents: role of an electrogenic sodium pump in sensory transduction // Brain Res.– 1974.– Vol. 73, N1.– P. 156–160. Reid G. ThermoTRP channels and cold sensing: what are they really up to? // Pflugers Arch.– 2005.– Vol. 451, N1.– P. 250–263. Rohacs T., Lopes C.M., Michailidis I., Logothetis D.E. PI(4,5)P2 regulates the activation and desensitization of TRPM8 channels through the TRP domain // Nat. Neurosci.– 2005.– Vol. 8, N5.– P. 626–634. Rohacs T., Nilius B. Regulation of transient receptor potential (TRP) channels by phosphoinositides // Pflugers Arch.– 2007.– Vol. 455, N1.– P. 157–168. Runnels L.W., Yue L., Clapham D.E. The TRPM7 channel is inactivated by PIP(2) hydrolysis // Nat. Cell Biol.– 2002.– Vol. 4, N5.– P. 329–336. Sabnis A.S., Shadid M., Yost G.S., Reilly C.A. Human lung epithelial cells express a functional cold-sensing TRPM8 variant // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.– 2008.– Vol. 39, N4.– P. 466–474. Sawada Y., Hosokawa H., Hori A. et al. Cold sensitivity of recombinant TRPA1 channels // Brain Res.– 2007.– Vol. 1160.– P. 39–46. Story G.M., Peier A.M., Reeve A.J. et al. ANKTM1, a TRP-like channel expressed in nociceptive neurons, is activated by cold temperatures // Cell.– 2003.– Vol. 112, N6.– P. 819–829. Tominaga M. Molecular mechanisms of thermosensation // Nip. Yak. Zas.– 2004.– Vol. 124, N4.– P. 219–227. Tsuruda P.R. Coiled coils direct assembly of a cold-activated TRP channel // Neuron.– 2006.– Vol. 51, N2.– P. 201–212. Venkatachalam K., Montell C. TRP Channels // Annu. Rev. Biochem.– 2007.– Vol. 76.– P. 387–417. Viana F., de la Pena E., Belmonte C. Specificity of cold thermotransduction is determined by differential ionic channel expression // Nat. Neurosci.– 2002.– Vol. 5, N3.– P. 254–260. Voets T., Nilius B. Modulation of TRPs by PIPs // J. Physiol.– 2007.– Vol. 582, N3.– P. 939–944. Wang S., Dai Y., Fukuoka T. et al. Phospholipase C and protein kinase A mediate bradykinin sensitization of TRPA1: a molecular mechanism of inflammatory pain // Brain.– 2008.– Vol. 131, N5.– P. 1241–1251. Wasner G., Schattschneider J., Binder A., Baron R. Topical menthol – a human model for cold pain by activation and sensitization of C nociceptors // Brain.– 2004.– Vol. 127, N5.– P. 1159–1171. Поступила 31.03.2009 Рецензент А.В. Шило Wasner G., Schattschneider J., Binder A., Baron R. Topical menthol – a human model for cold pain by activation and sensitization of C nociceptors // Brain.– 2004.– Vol. 127, N5.– P. 1159–1171. Accepted in 31.03.2009 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 61.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-42575
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0233-7673
language Russian
last_indexed 2025-11-30T23:33:24Z
publishDate 2009
publisher Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
record_format dspace
spelling Вязовская, О.В.
Мазалов, В.К.
Компаниец, А.М.
2013-03-29T09:49:01Z
2013-03-29T09:49:01Z
2009
Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов / О.В. Вязовская, В.К. Мазалов, А.М. Компаниец // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 4. — С. 461-472. — Бібліогр.: 61 назв. — рос., англ.
0233-7673
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/42575
612.014.43
В представленном обзоре отражены современные представления о холодовых рецепторах, приведены данные о структурныx и функциональныx свойствах температурных TRP (Transient Receptor Potential) – каналов, которые являются первичными детекторами температуры окружающей среды.
У представленому огляді відображені сучасні уявлення про холодові рецептори, наведені дані про структурні і функціональні властивості температурних TRP (Transient Receptor Potential) – каналів, які є первинними детекторами температури навколишнього середовища.
In this review there are featured the current notions about cold receptors and presented the data about structural and functional properties of temperature transient receptor potential (TRP) channels, being the primary detectors of environmental temperature.
ru
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
Проблемы криобиологии
Теоретическая и экспериментальная криобиология
Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
Structural and Functional Peculiarities of Cold Receptors
Article
published earlier
spellingShingle Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
Вязовская, О.В.
Мазалов, В.К.
Компаниец, А.М.
Теоретическая и экспериментальная криобиология
title Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
title_alt Structural and Functional Peculiarities of Cold Receptors
title_full Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
title_fullStr Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
title_full_unstemmed Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
title_short Структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
title_sort структурно-функциональные особенности холодовых рецепторов
topic Теоретическая и экспериментальная криобиология
topic_facet Теоретическая и экспериментальная криобиология
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/42575
work_keys_str_mv AT vâzovskaâov strukturnofunkcionalʹnyeosobennostiholodovyhreceptorov
AT mazalovvk strukturnofunkcionalʹnyeosobennostiholodovyhreceptorov
AT kompaniecam strukturnofunkcionalʹnyeosobennostiholodovyhreceptorov
AT vâzovskaâov structuralandfunctionalpeculiaritiesofcoldreceptors
AT mazalovvk structuralandfunctionalpeculiaritiesofcoldreceptors
AT kompaniecam structuralandfunctionalpeculiaritiesofcoldreceptors