Hvorfor vi vondt av varm og kald?

Ved første øyekast, hot metal av kjelen og ice cube har ingenting til felles. Men disse to objekter kan føre til smerter. Sterk varme og ekstrem kulde har på den menneskelige huden er svært ubehagelige virkninger er som vi kjenner fra barndommen. Men hva har vi lært i det siste er at hjernen oppfatter disse nesten den samme ekstreme temperaturer. Vi tenker ofte at hud og nerver som det inneholder, er direkte ansvarlig for følelse av berøring, men hva biologer kaller "somatosensory system" faktisk omfatter et bredere spekter av følelser.

Blant dem, selvfølgelig, er rørende i seg selv, det er, godkjenning av mekaniske stimuli av huden, men også propriosepsjon, dvs. evnen til å føle orientering og posisjon av kroppen, og nociception, som er ansvarlig for kroppens evne til å oppdage skadelige stimuli. Følelsen av smerte er kroppens reaksjon på nociception.

Uansett hva stimulans av smerte — mekanisk, kjemisk eller termisk — nociception motiverer oss til å bli kvitt det. Legger hånden på brann-og du vil oppleve en brennende følelse som vil tvinge kroppen til å trekke hånden ut av brannen så raskt som mulig. Det er ikke den mest behagelige følelse — smerte — men det viser seg at kroppen prøver å holde deg trygg. Mister evnen til å føle smerte, og vil være svært dårlig.

"det Viktigste prinsippet," sier en hjerneforsker ved Duke University York Grundle, "er at sensoriske nevroner som finnes overalt i kroppen, har et sett av kanaler som er direkte aktivert av kulde eller varme temperaturer." Å studere genmodifiserte mus for de siste femten årene har forskere vært i stand til å bevise at disse kanalene er proteiner som er innebygd i veggene av nevroner, er direkte involvert i den oppfatning av temperatur.

Den beste studert kanal TRPV1 reagerer på sterk varme. TRPV1 er normalt ikke aktivert før stimulans når en temperatur på 42 grader, noe som er av mus og menn er generelt sett på som fryktelig varmt. Når huden din når denne grensen, kanal aktiviziruyutsya, aktiverer alle nerve og inn i hjernen overført et enkelt signal: Oh!

"Med kaldt, i prinsippet underlagt de samme mekanismene, sier Grundle, bortsett fra at det ser ut til protein TRPM8, som aktiveres bare når det blir kaldt, definitivt ikke er for kaldt.

Fortsatt TRPA1, som er kanskje den minst studerte klasse av disse proteinene. Mens forskere funnet ut at det er aktivert i respons til ekstremt kalde stimuli, det er uklart om det tar del i prosessen med påvisning av disse stimuli.

Sammen, disse tre protein — TRPV1, TRPM8 og TRPA1 — la huden til å bestemme temperaturen og kroppen til å reagere i henhold til dette. Og siden det er nociceptors, et verk av disse proteinene er å hjelpe deg til å unngå visse temperaturer, og ikke for å se etter dem. Mus med defekt versjoner av reseptoren TRPM8, for eksempel, aldri unngått den kalde temperaturer. Dette betyr at musen — og kanskje vi er ikke aktivt søker behagelige temperaturer. I stedet, de aktivt unngå ekstraordinære varme og kalde, som foretrekker varme, rolige omgivelser.

Selv om forskere har fastslått termisk grense på hvor disse TRP-reseptorer bli aktiv, betyr det ikke at de ikke kan forandre. I slutten, en varm dusj kan være uutholdelig varmt hvis du brent av solen. "Det har vist seg at dette er fordi betennelse i huden gjør den følsomme kanal TRPV1," sa Grundle, "å senke terskelen for når disse nervene sender smerte sanseinntrykk til hjernen."

Men temperaturen er ikke den eneste som aktiverer disse reseptorene; planter også. Kan du ikke bli overrasket over at TRPV1, som er aktivert beredskap varme, er også aktivert av capsaicin som gir chili pepper for sine pungency. Mens TRPM8 svarer til kjøling styrke av mentol i mint blader. TRPA1 er også kalt "wasabi reseptor" fordi det er aktivert av stikkende komponenter av sennep planter.

I planter kjemiske stoffer som aktiverer reseptorer er vanligvis aktivert av temperatur? En molekylær biolog ved Universitetet i Washington Ajay duck forklarer at capsaicin gjør ingenting med TRPV1 i fisk, fugler eller kaniner, men aktiverer den samme reseptoren i mennesker og gnagere. "Kanskje planter utviklet capsaicin til alle dyr som de ikke spise, være alene", men plantene var spiselig til andre skapninger. Ganske muligens, lignende mekanismer som førte til utviklingen av mentol og sennep.

Med Andre ord, disse nysgjerrig forholdet mellom planter og temperaturer kan reflektere dypt evolusjonær historie av planter snarere enn dyr. Kanskje planter har funnet en måte å knekke muligheten for å oppdage temperaturen i kroppen vår, og så smidde komponenter, aktivere smerte reseptorer.

Så det faktum at vi er svette det ut, spise adjika med pepperrot, ikke forbundet med noen eiendom som ligger i pepper, men bare med det faktum at capsaicin og varme aktivere huden nerver samme måte.

Ved Hjelp av en reseptor som er konfigurert på skadelige stimuli, disse plantene har funnet en slu måte å unngå den skjebnen av å være pornname... til vi fant en måte å nyte den smertefulle brennende krydret mat og hell alt sennep. Så neste gang når du oppdager at du bare dratt en kraftig chili pepper, ta et øyeblikk og tenke at det som skjer er et resultat av millioner av år med evolusjonkampen mellom planter og dyr. En kamp hvor vi, som vinner (men er ikke sikker).