Első pillantásra a teáskanna és a jégkocka forró fémében nincs semmi közös. De ez a két tárgy fájdalmas lehet. Az erős meleg és az erős hideg rendkívül kellemetlen hatást gyakorol az emberi bőrre - ezt gyermekkorunk óta tudjuk. De amit újabban megtanultunk, az az, hogy az agy ezeket a hőmérsékleti szélsőségeket szinte ugyanúgy érzékeli. Gyakran azt gondoljuk, hogy a bőr - és az idegek, amelyeket tartalmaz - közvetlenül felelősek az érintés érzetéért, de amit a biológusok "szomatoszenzoros rendszernek" neveznek, valójában az érzékek szélesebb körét foglalja magában.
Köztük természetesen van maga az érintés, vagyis a bőr mechanikai ingereinek felismerése, de a propriocepció, vagyis a test tájolásának és helyzetének érzékelésének képessége, valamint a nocicepció, amely felelős azért, hogy a szervezet képes legyen azonosítani a káros ingereket. A fájdalom érzése a test válasza a nocicepcióra.
Függetlenül attól, hogy a fájdalom inger mechanikus, kémiai vagy termikus, a nociception arra ösztönöz minket, hogy megszabaduljunk tőle. Dugja a kezét a tűzbe, és égő érzést fog érezni, amelynek hatására a teste a lehető leggyorsabban kihúzza a kezét a tűzből. Ez nem a legkellemesebb érzés - fájdalom -, de azt bizonyítja, hogy a tested megpróbálja biztonságban tartani. Ha elveszíti a fájdalomérzet képességét, az nagyon rossz lesz.
"Az alapelv" - mondja York Grundle, a Duke Egyetem idegtudósa -, hogy az egész testében található érzékszervi idegsejtek egy sor csatornával rendelkeznek, amelyeket hideg vagy meleg hőmérséklet közvetlenül aktivál. " Az elmúlt tizenöt év genetikailag módosított egerek tanulmányozásával a tudósok bizonyítani tudták, hogy ezek a csatornák - az idegsejtek falába ágyazott fehérjék - közvetlenül részt vesznek a hőmérséklet érzékelésében.
A legjobban tanulmányozott TRPV1 csatorna intenzív hő hatására reagál. A TRPV1 általában addig nem aktiválódik, amíg az inger el nem éri a 42 fokot, amelyet az emberek és az egerek általában gyötrelmesen melegnek tartanak. Amint a bőre eléri ezt a küszöböt, a csatorna aktiválódik, aktiválja az egész ideget, és egyszerű jelet továbbít az agy: ó!
"A megfázás esetén elvileg ugyanazok a mechanizmusok érvényesek" - magyarázza Grundle, azzal a különbséggel, hogy létezik egy TRPM8 nevű fehérje, amely akkor aktiválódik, amikor éppen megfázik, nem feltétlenül nagyon fázik.
Maradt a TRPA1, amely ezen fehérjék talán legkevésbé vizsgált osztálya. Míg a kutatók azt találták, hogy rendkívül hideg ingerekre reagálva aktiválódik, nem világos, hogy részt vesz-e ezen ingerek kimutatásának folyamatában.
Promóciós videó:
Ez a három fehérje - TRPV1, TRPM8 és TRPA1 - együttesen lehetővé teszi a bőr számára, hogy érzékelje a hőmérsékleteket egy tartományban, és a test ennek megfelelően reagáljon. Mivel ezek nociceptorok, ezeknek a fehérjéknek az a feladata, hogy segítsenek elkerülni bizonyos hőmérsékleteket, és ne keressék őket. Például a TRPM8 receptor hibás változatával rendelkező egerek már nem kerülik el a hideg hőmérsékletet. Ez azt jelenti, hogy az egerek - és talán mi is - nem aktívan keresik a kellemes hőmérsékletet. Ehelyett aktívan kerülik az extrém meleget és hideget, inkább a meleg, nyugodt környezetet kedvelik.
Bár a tudósok azonosították azokat a termikus határokat, amelyeknél ezek a TRP receptorok aktivizálódnak, ez nem jelenti azt, hogy nem lehet modulálni. Végül is a meleg zuhany elviselhetetlenül forró lehet, ha nem ég le a nap. "Kimutatták, hogy ez a TRPV1 csatornát érzékenyítő bőrgyulladásnak köszönhető" - mondja Grandl. "Csökkenti azt a küszöböt, amelynél ezek az idegek fájdalmat továbbítanak az agyba."
De nem csak a hőmérséklet aktiválja ezeket a receptorokat; növények is. Nem biztos, hogy meglep, hogy az extrém hő által aktivált TRPV1-et a kapszaicin is aktiválja, ami a csípős paprikának adja a fűszerét. A TRPM8 pedig reagál a mentol hűtőerejére, amely a menta levelekben található. A TRPA1-et "wasabi-receptornak" is nevezik, mivel a mustárnövények csípős komponensei aktiválják.
Hogyan fejlesztettek ki a növények olyan vegyi anyagokat, amelyek aktiválják a receptorokat, amelyeket általában a hőmérséklet aktivál? Ajay Dhaka, a Washingtoni Egyetem molekuláris biológusa kifejti, hogy a kapszaicin nem tesz semmit a TRPV1-gyel halakban, madarakban vagy nyulakban, de ugyanazt a receptort aktiválja emberekben és rágcsálókban. "Lehet, hogy a növények kifejlesztették a kapszaicint, hogy egyes állatok ne egyék meg őket, egyedül maradva", de a növények ehetőek voltak más lények számára. Lehetséges, hogy hasonló mechanizmusok vezettek a mentol és a mustár fejlődéséhez.
Más szavakkal, ez a furcsa kapcsolat a növények és a hőmérséklet között inkább a növények, mint az állatok mély evolúciós történetét tükrözheti. A növények megtalálhatták a módját a testünk hőmérséklet-észlelési képességeinek feltörésére, majd a fájdalomreceptorokat aktiváló komponensekkel manipuláltak.
Ezért az a tény, hogy izzadtságot csöpögtetünk, adjikát tormával fogyasztunk, nem kapcsolódik a paprikában rejlő tulajdonságokhoz, hanem csak azzal a ténnyel, hogy a kapszaicin és a hő ugyanúgy aktiválja a bőr idegeit.
A káros ingerekre hangolt receptort használva ezek a növények egy alattomos módszert találtak arra, hogy elkerüljék a felfalást … amíg nem találtunk módot arra, hogy élvezzük a fájdalmasan forrázó fűszeres ételeket, és mindenre mustárt öntsünk. Tehát legközelebb, amikor észreveszi, hogy szó szerint széttépi egy erős chili, szánjon egy pillanatot, és vegye fontolóra, hogy ami történik, a növények és állatok egymillió éves evolúciós harcának eredménye. Csaták, amelyekben úgy tűnik, hogy mi nyerünk (de ez nem biztos).
KHEL ILYA