Na první pohled nemá horký kov konvice a kostky ledu nic společného. Ale tyto dva objekty mohou být bolestivé. Silné teplo a silná zima mají mimořádně nepříjemný účinek na lidskou pokožku - víme to od dětství. Nedávno jsme se ale dozvěděli, že mozek vnímá tyto teplotní extrémy téměř stejným způsobem. Často si myslíme, že je to kůže - a nervy, které obsahuje -, které jsou přímo zodpovědné za smysl pro dotek, ale to, co biologové nazývají „somatosenzorický systém“, ve skutečnosti zahrnuje širší škálu smyslů.
Mezi nimi je samozřejmě samotný dotek, tj. Rozpoznání mechanických podnětů kůže, ale také propriocepce, to znamená schopnost vnímat orientaci a polohu těla, a nocicepce, která je zodpovědná za schopnost těla identifikovat škodlivé podněty. Pocit bolesti je reakcí těla na nocicepci.
Ať už je stimul bolesti mechanický, chemický nebo tepelný, nocicepce nás vede k tomu, abychom se ho zbavili. Strčte ruku do ohně a pocítíte pocit pálení, díky kterému vaše tělo vytáhne ruku z ohně co nejrychleji. To není nejpříjemnější pocit - bolest - ale dokazuje, že se vaše tělo snaží udržet vás v bezpečí. Pokud ztratíte schopnost cítit bolest, bude to velmi špatné.
„Základním principem,“říká neurolog z Duke University York Grundle, „je to, že senzorické neurony, které se nacházejí ve vašem těle, mají řadu kanálů, které jsou přímo aktivovány chladnými nebo horkými teplotami.“Studiem geneticky modifikovaných myší za posledních patnáct let se vědcům podařilo dokázat, že tyto kanály - proteiny vložené do stěn neuronů - jsou přímo zapojeny do vnímání teploty.
Nejlépe prostudovaný kanál TRPV1 reaguje na intenzivní teplo. TRPV1 se obvykle neaktivuje, dokud stimul nedosáhne 42 stupňů, což lidé a myši obecně považují za nesnesitelně horké. Jakmile vaše pokožka dosáhne této prahové hodnoty, aktivuje se kanál, aktivuje se celý nerv a do mozku se přenáší jednoduchý signál: ach!
„U chladu platí v zásadě stejné mechanismy,“vysvětluje Grundle, až na to, že existuje protein zvaný TRPM8, který se aktivuje, když právě vychladne, a nemusí být nutně příliš studený.
Zůstává TRPA1, což je možná nejméně studovaná třída těchto proteinů. Zatímco vědci zjistili, že je aktivován v reakci na extrémně chladné podněty, není jasné, zda se jedná o samotný proces detekce těchto podnětů.
Propagační video:
Společně tyto tři proteiny - TRPV1, TRPM8 a TRPA1 - umožňují pokožce detekovat teploty v určitém rozsahu a tělo podle toho reagovat. A protože jsou to nociceptory, úkolem těchto proteinů je pomoci vám vyhnout se určitým teplotám, ne je hledat. Například myši s vadnými verzemi receptoru TRPM8 se již nevyhýbaly nízkým teplotám. To znamená, že myši - a možná i my - aktivně nehledají příjemné teploty. Místo toho se aktivně vyhýbají extrémnímu teplu a chladu, preferují teplé a klidné prostředí.
Ačkoli vědci identifikovali tepelné hranice, na kterých se tyto receptory TRP aktivují, neznamená to, že je nelze modulovat. Koneckonců, teplá sprcha může být nesnesitelně horká, pokud nejste spálení sluncem. „Ukázalo se, že je to způsobeno zánětem kůže senzibilizujícím kanál TRPV1,“říká Grandl, „snížením prahu, při kterém tyto nervy přenášejí bolest do mozku.“
Ale teplota není jediná věc, která aktivuje tyto receptory; rostliny taky. Možná vás nepřekvapí, že TRPV1, který je aktivován extrémním teplem, je také aktivován kapsaicinem, který dodává feferonce jeho koření. A TRPM8 reaguje na chladicí sílu mentolu, který se nachází v mátových listech. TRPA1 se také nazývá „receptor wasabi“, protože je aktivován štiplavými složkami rostlin hořčice.
Jak rostliny vyvinuly chemikálie, které aktivují receptory, obvykle aktivované teplotou? Molekulární biolog z Washingtonské univerzity Ajay Dhaka vysvětluje, že kapsaicin nedělá nic s TRPV1 u ryb, ptáků nebo králíků, ale aktivuje stejný receptor u lidí i hlodavců. „V rostlinách se mohl vyvinout kapsaicin, aby je některá zvířata nesnědla, zůstala sama,“ale rostliny byly jedlé pro jiné tvory. Je možné, že podobné mechanismy vedly k vývoji mentolu a hořčice.
Jinými slovy, tento zvědavý vztah mezi rostlinami a teplotami může odrážet spíše hlubokou evoluční historii rostlin než zvířat. Rostliny možná našly způsob, jak zaseknout schopnosti našich těl detekovat teplotu, a poté manipulovat s komponentami aktivujícími receptory bolesti.
Skutečnost, že se potíme a jíme adjiku s křenem, tedy není spojena s žádnou vlastností, která je vlastní pepři, ale pouze se skutečností, že kapsaicin a teplo aktivují nervy pokožky stejným způsobem.
Pomocí receptoru naladěného na škodlivé podněty našly tyto rostliny záludný způsob, jak se vyhnout osudu pohlcení … dokud jsme nenašli způsob, jak si vychutnat bolestivě spalující kořeněné jídlo a na všechno nalít hořčici. Až si tedy příště všimnete, že vás silné chilli doslova roztrhlo, udělejte si chvilku a zvažte, že to, co se děje, je výsledkem milionů let evolučního boje mezi rostlinami a zvířaty. Bitvy, ve kterých se zdá, že vyhráváme (ale to není jisté).
ILYA KHEL