La sensation de fraîcheur, presque glaciale, que l’on perçoit lorsque l’on mâche un chewing-gum ou mange un bonbon à la menthe est due à un mécanisme moléculaire déclenché par le menthol et que viennent d’éclaircir les chercheurs.
Même si à température ambiante, les chewing-gums à la menthe et aux menthes, mais aussi les dentifrices et autres produits mentholés, nous font immédiatement ressentir une sensation de fraîcheur, presque glaciale. Mais comment font-ils un tel effet sans être réellement plus froids ? Le secret réside dans un mécanisme moléculaire qui, jusqu’à présent, n’avait pas été entièrement élucidé par les chercheurs, mais qu’une équipe de recherche de la Duke University School of Medicine de Durham, aux États-Unis, vient de détailler dans une nouvelle étude publiée dans la revue. La science.
Parce que la menthe qui nous donne froid
En utilisant la cryo-microscopie électronique – une technique développée à l’origine dans les années 1970 mais qui connaît aujourd’hui une sorte de renaissance grâce aux avancées technologiques récentes – les chercheurs ont révélé comment certains composés particuliers, comme le menthol présent dans la menthe poivrée (menthe poivrée), sont capables d’induire une sensation de fraîcheur similaire à celle donnée par un stimulus physique, comme manger un glaçon : à la base de cette sensation, expliquent les chercheurs, il y a un changement conformationnel qui se produit dans des canaux ioniques spécifiques de détection du froid .
Le résultat de ce mécanisme moléculaire – en biochimie appelé activation du canal ionique TRPM8 (récepteur transitoire de la mélastatine 8) dépendant de l’agoniste de refroidissement et du PIP2 (phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate) – est précisément cet étrange souffle de fraîcheur que l’on apprécie lorsque nous mettons une menthe dans notre bouche. « Ces chaînes – précisent les chercheurs – ils sont exprimés dans les neurones sensoriels et fonctionnent comme le transducteur principal de la sensation de fraîcheur chez l’homme« .
Activation du canal ionique TRPM8 dépendante des agonistes de refroidissement et PIP2. (A) Le canal ionique TRPM8 dans la bicouche de la membrane cellulaire. (B) Réarrangements conformationnels / Science.
Pour le canal ionique TRPM8, le menthol est un facteur qui déclenche un réarrangement conformationnel. Avec l’aide de la protéine PIP2, le menthol se lie parfaitement à TRPM8, comme s’il s’agissait d’une petite clé dans une serrure cellulaire, qui est le canal ionique – une protéine spéciale, qui traverse la membrane cellulaire, dont le travail est de laisser entrer les ions et dehors. La liaison permet l’entrée d’ions sodium et calcium chargés positivement dans la cellule, ce qui conduit à la dépolarisation et à la génération d’un signal, appelé potentiel d’action.
Ce mécanisme, qui dans des études antérieures n’avait été vérifié que dans des expériences menées sur des canaux ioniques d’oiseaux, dans lesquels la protéine TRPM8 est légèrement différente de celle des mammifères, a été entièrement élucidé par des chercheurs de la Duke University School of Medicine de Durham à l’aide d’ion souris, qui a permis de révéler, pour la première fois, les états exacts fermé, intermédiaire et ouvert du canal ionique lui-même, donc le mécanisme moléculaire complet qui déclenche la réponse « glaciaire » que nous connaissons tous.