Na prvi pogled vrući metal čajnika i kocke leda nemaju ništa zajedničko. Ali ova dva predmeta mogu biti bolna. Jaka vrućina i jaka hladnoća izuzetno neugodno djeluju na ljudsku kožu - to znamo od djetinjstva. No ono što smo nedavno naučili jest da mozak ove temperaturne ekstreme opaža na gotovo isti način. Često mislimo da je koža - i živci koje ona sadrži - izravno odgovorni za osjet dodira, no ono što biolozi nazivaju "somatosenzornim sustavom" zapravo uključuje širi raspon osjetila.
Među njima, naravno, postoji i sam dodir, odnosno prepoznavanje mehaničkih podražaja kože, ali i propriocepcija, odnosno sposobnost osjećanja orijentacije i položaja tijela te nocicepcija koja je odgovorna za sposobnost tijela da prepozna štetne podražaje. Osjećaj boli odgovor je tijela na nocicepciju.
Bez obzira je li podražaj boli mehanički, kemijski ili termički, nocicepcija nas navodi da se riješimo. Zabodite ruku u vatru i osjetit ćete peckanje zbog kojeg će vaše tijelo što prije izvaditi ruku iz vatre. Ovo nije najugodniji osjećaj - bol - ali dokazuje da vas tijelo pokušava zaštititi. Ako izgubite sposobnost da osjećate bol, to će biti jako loše.
"Osnovni princip", kaže neuroznanstvenik Sveučilišta Duke York Grundle, "jest da osjetni neuroni koji se nalaze u cijelom tijelu imaju skup kanala koji se izravno aktiviraju hladnim ili vrućim temperaturama." Proučavajući genetski modificirane miševe u posljednjih petnaest godina, znanstvenici su uspjeli dokazati da su ti kanali - proteini ugrađeni u stijenke neurona - izravno uključeni u percepciju temperature.
Najbolje proučeni kanal TRPV1 reagira na jaku vrućinu. TRPV1 se obično ne aktivira dok podražaj ne dosegne 42 stupnja, što ljudi i miševi obično smatraju neizmjerno vrućim. Čim vaša koža dosegne taj prag, kanal se aktivira, aktivira cijeli živac i mozak se prenosi jednostavnim signalom: oh!
"Kod hladnoće se u načelu primjenjuju isti mehanizmi", objašnjava Grundle, osim što postoji protein zvan TRPM8, koji se aktivira kad samo zahladi, a ne nužno i vrlo hladno.
Ostaje TRPA1, koji je možda najmanje proučavana klasa ovih proteina. Iako su istraživači otkrili da se aktivira kao odgovor na izuzetno hladne podražaje, nejasno je je li uključen u sam proces otkrivanja tih podražaja.
Promotivni video:
Zajedno, ova tri proteina - TRPV1, TRPM8 i TRPA1 - omogućuju koži da prepozna temperaturu u rasponu, a tijelo da reagira u skladu s tim. A budući da su nociceptori, posao ovih proteina je pomoći vam da izbjegnete određene temperature, a ne da ih tražite. Na primjer, miševi s neispravnom verzijom receptora TRPM8 više se nisu klonili hladnih temperatura. To znači da miševi - a možda i mi - ne tražimo aktivno ugodne temperature. Umjesto toga, aktivno izbjegavaju ekstremne vrućine i hladnoće, preferirajući toplo i mirno okruženje.
Iako su znanstvenici prepoznali toplinske granice na kojima ovi TRP receptori postaju aktivni, to ne znači da se oni ne mogu modulirati. Napokon, topli tuš može biti nepodnošljivo vruć ako niste opečeni. "Dokazano je da je to posljedica upale kože koja senzibilizira TRPV1 kanal", kaže Grandl, "snižavajući prag na kojem ti živci prenose bol u mozak."
Ali temperatura nije jedina stvar koja aktivira ove receptore; biljke također. Možda vas neće iznenaditi da TRPV1, koji se aktivira ekstremnom vrućinom, aktivira i kapsaicin, koji ljutoj paprici daje začin. A TRPM8 reagira na snagu hlađenja mentola koji se nalazi u listovima mente. TRPA1 se također naziva i "wasabi receptor" zbog činjenice da ga aktiviraju oštre komponente gorušica.
Kako su biljke razvile kemikalije koje aktiviraju receptore, obično aktivirane temperaturom? Molekularni biolog sa Sveučilišta u Washingtonu Ajay Dhaka objašnjava da kapsaicin ne radi ništa s TRPV1 kod riba, ptica ili kunića, ali aktivira isti receptor kod ljudi i glodavaca. "Biljke su možda razvile kapsaicin kako ih neke životinje ne bi pojele, ostavile su ih same", ali biljke su bile jestive za druga bića. Moguće je da su slični mehanizmi doveli do evolucije mentola i senfa.
Drugim riječima, ovaj znatiželjni odnos između biljaka i temperatura može odražavati duboku evolucijsku povijest biljaka, a ne životinja. Biljke su možda pronašle način za hakiranje mogućnosti otkrivanja temperature naših tijela, a zatim su se petljale u komponente koje aktiviraju receptor za bol.
Stoga činjenica da kapamo znoj, jedući adjiku s hrenom, nije povezana ni s jednim svojstvom svojstvenim papriki, već samo s činjenicom da kapsaicin i toplina na isti način aktiviraju živce kože.
Koristeći receptor podešen na štetne podražaje, ove su biljke pronašle podli način da izbjegnu proždiranje … sve dok nismo pronašli način da uživamo u bolno oparenoj začinjenoj hrani i sve prelijemo senfom. Stoga sljedeći put kad primijetite kako vas doslovno rastrga snažni čili, uzmite trenutak i razmislite da je ovo što se događa rezultat milijuna godina evolucijske bitke između biljaka i životinja. Bitke u kojima se čini da pobjeđujemo (ali to nije sigurno).
ILYA KHEL
