Dlaczego nas boli od gorącego i zimnego?

Na pierwszy rzut oka, gorącego metalu czajnika i kostki lodu nie ma nic wspólnego. Ale te dwa obiekty mogą powodować ból. Silne ciepło i bardzo zimno wpływają na skórę człowieka bardzo nieprzyjemne skutki — to znamy z dzieciństwa. Ale co dowiedzieliśmy się niedawno, więc to że mózg prawie tak samo postrzega te temperatury skrajności. Często myślimy, że to skóra i nerwy, które się w niej znajdują, — bezpośrednio odpowiada za uczucie dotyku, jednak to, co biolodzy nazywają "somatosensoryczna systemem", w rzeczywistości obejmuje szerszy wachlarz uczuć.

Wśród nich, oczywiście, jest dotyk sam w sobie, czyli rozpoznawanie bodźców mechanicznych skóry, ale również проприоцепция, czyli zdolność odczuwania orientację i położenie ciała, i ноцицепция, który jest odpowiedzialny za zdolność organizmu do identyfikacji szkodliwe bodźce. Uczucie bólu — to odpowiedź organizmu na ноцицепцию.

Niezależnie od tego, Jaki był bolesny bodziec — mechaniczne, chemiczne lub termiczne — ноцицепция zachęca nas pozbyć. Włóż rękę w ogień — i poczujesz pieczenie, która sprawi, że twoje ciało wyjąć rękę z ognia jak najszybciej. To nie jest przyjemne uczucie — ból, — ale to dowodzi, że organizm stara się utrzymać bezpieczny. Stracisz zdolność do odczuwania bólu — i będzie bardzo źle.

"Podstawowa zasada", mówi neurolog Diuka Uniwersyteta Jork Грандл, "jest taki, że neurony czuciowe, które są wszędzie w twoim ciele, mają zestaw kanałów, które są aktywowane bezpośrednio zimnymi lub gorącymi temperaturami". Badając genetycznie zmodyfikowanych myszy w ciągu ostatnich piętnastu lat, naukowcy byli w stanie udowodnić, że te kanały — białka wbudowane w ściany neuronów, — bezpośrednio zaangażowane w postrzeganiu temperatury.

Najlepiej zbadanych kanał TRPV1 odpowiada na silne ciepło. TRPV1 zazwyczaj nie aktywuje się, gdy bodziec nie osiągnie temperatury 42 stopni, którą ludzie i myszy zazwyczaj traktują jak piekielnie gorące. Jak tylko twoja skóra osiąga tego progu, kanał aktywny, aktywuje cały nerw i w mózgu jest przekazywany sygnał: ała!

"Z zimnem, w zasadzie, stosuje się takie same mechanizmy", wyjaśnia Грандл, za wyjątkiem tego, że opisywany białko TRPM8, który jest aktywowany, gdy tylko robi się zimno, nie koniecznie bardzo zimno.

Pozostaje jeszcze TRPA1, który jest chyba najmniej poznanymi w klasie tych białek. Podczas gdy naukowcy odkryli, że jest on aktywowany w odpowiedzi na bardzo zimne bodźce, nie jest jasne, wiemy, czy bierze udział w procesie wykrywania tych bodźców.

Wszyscy razem te trzy białka — TRPV1, TRPM8 i TRPA1 — pozwalają skórze określić temperatury w zakresie i ciała — reagować odpowiednio. I ponieważ to ноцицепторы, praca tych białek w tym, aby pomóc uniknąć pewnych temperatur, a nie szukać ich. Myszy z дефективными wersjami receptora TRPM8, na przykład, nie unikał zimnych temperatur. To znaczy, że myszy — i, być może, nie jesteśmy zajmują się aktywnym poszukiwaniem przyjemnych temperatur. Zamiast tego aktywnie unikać nadmiernego ciepła i zimna, preferując ciepłą, spokojną środę.

Chociaż naukowcy ustalili ciepła granice, w których te TRP-receptory stają się aktywne, to nie oznacza, że nie można ich смодулировать. W końcu, ciepły prysznic może być nieznośnie gorąco, jeśli spalone nie słoneczku. "Wykazano, że jest to spowodowane tym, że stan zapalny skóry sprawia, że wrażliwe kanał TRPV1", mówi Грандл, "obniżanie progu, przy którym te nerwy przekazują ból w mózgu".

Ale temperatura nie jest jedynym, co aktywuje receptory te; rośliny też. Może i nie dziwi to, że TRPV1, który jest aktywowany nadzwyczajnym ciepłem, również jest капсаицином, który daje chilli jego wymogom. A TRPM8 odpowiada na tę siłę mentol, który znajduje się w liściach mięty. TRPA1 jest również nazywany "receptorem wasabi", dzięki temu, że jest on aktywowany ostry składnikami горчичных roślin.

Jak u roślin pojawiły się substancje chemiczne, które aktywują receptory, zwykle aktywowane temperaturą? Biolog molekularny z Uniwersytetu Waszyngtona Ajay Дака wyjaśnia, że kapsaicyna nic nie robi z TRPV1 u ryb, ptaków i królików, ale aktywuje ten sam receptor u ludzi i gryzoni. "Być może, rośliny wypracowali kapsaicyna, aby jakieś zwierzęta ich nie jedli, zostawili w spokoju", ale przy tym rośliny były jadalne dla innych istot. Całkiem możliwe, że podobne mechanizmy doprowadziły do ewolucji oregano i musztardy.

Innymi słowy, te niezwykłe relacje między roślinami i temperatury mogą odzwierciedlać głęboką ewolucyjną historię raczej roślin, niż zwierząt. Możliwe, rośliny znaleźli sposób, aby otwierać możliwości wykrywania temperatury w naszych ciałach, a następnie zakładacie elementy, które aktywują receptory bólowe.

Więc fakt, że истекаем potem, jedząc аджику z chrzanem, nie jest związana z żadnym z właściwością, jaką tyłki, a jedynie z tym, że kapsaicyna i ciepło aktywują nerwy skóry tak samo.

Korzystając z receptorem ustawiony na szkodliwe bodźce, rośliny te zakładają podły sposób, aby uniknąć losu jest пожранными... dopóki nie znaleźliśmy sposób, aby cieszyć się boli palącego pikantne jedzenie i podlewać wszystkie горчичкой. Więc następnym razem, kiedy zauważysz, że dosłownie rozerwał potężny papryczki chili, skorzystaj chwilę i pomyślcie, że to co się dzieje jest wynikiem milionów lat ewolucjiwalki między roślinami i zwierzętami. Walki, w którym jesteśmy, jak, wygrywamy (ale to nie jest pewne).