Na prvý pohľad rozpálený kov čajníka a kocky ľadu nemajú nič spoločné. Ale tieto dva objekty môžu byť bolestivé. Silné teplo a silný chlad pôsobia na ľudskú pokožku mimoriadne nepríjemne - vieme to už od detstva. Čo sme sa ale nedávno dozvedeli, je to, že mozog vníma tieto teplotné extrémy takmer rovnako. Často si myslíme, že pokožka - a nervy, ktoré obsahuje, je priamo zodpovedná za hmat, ale to, čo biológovia nazývajú „somatosenzorický systém“, v skutočnosti zahŕňa širšiu škálu zmyslov.
Medzi nimi samozrejme nechýba samotný dotyk, teda rozpoznávanie mechanických podnetov pokožky, ale aj propriocepcia, teda schopnosť vnímať orientáciu a polohu tela a nocicepcia, ktorá je zodpovedná za schopnosť tela identifikovať škodlivé podnety. Pocit bolesti je reakciou tela na nocicepciu.
Či už je stimul bolesti mechanický, chemický alebo tepelný, nocicepcia nás vedie k tomu, aby sme sa ho zbavili. Strčte ruku do ohňa a pocítite pocit pálenia, vďaka ktorému vaše telo čo najrýchlejšie vytiahne ruku z ohňa. Toto nie je najpríjemnejší pocit - bolesť - ale dokazuje, že sa vaše telo snaží udržať vás v bezpečí. Ak stratíte schopnosť cítiť bolesť, bude to veľmi zlé.
„Základným princípom," hovorí neurovedec z Duke University York Grundle, „je to, že senzorické neuróny, ktoré sa nachádzajú vo vašom tele, majú súbor kanálov, ktoré sú priamo aktivované chladnými alebo horúcimi teplotami." Štúdiom geneticky modifikovaných myší za posledných pätnásť rokov dokázali vedci dokázať, že tieto kanály - proteíny zabudované v stenách neurónov - sú priamo zapojené do vnímania teploty.
Najlepšie študovaný kanál TRPV1 reaguje na intenzívne teplo. TRPV1 sa zvyčajne neaktivuje, kým stimul nedosiahne 42 stupňov, čo ľudia a myši všeobecne považujú za neznesiteľne horúce. Len čo vaša pokožka dosiahne tento prah, aktivuje sa kanál, aktivuje sa celý nerv a do mozgu sa vysiela jednoduchý signál: ach!
„Pri chlade v zásade platia rovnaké mechanizmy,“vysvetľuje Grundle, až na to, že existuje bielkovina s názvom TRPM8, ktorá sa aktivuje, keď práve prechladne, a nemusí byť nevyhnutne veľmi studená.
Zostáva TRPA1, čo je možno najmenej študovaná trieda týchto proteínov. Zatiaľ čo vedci zistili, že sa aktivuje v reakcii na extrémne chladné podnety, nie je jasné, či sa jedná o samotný proces detekcie týchto podnetov.
Propagačné video:
Tieto tri proteíny - TRPV1, TRPM8 a TRPA1 - umožňujú pokožke detegovať teploty v určitom rozmedzí a telu odpovedať. A keďže sú to nociceptory, úlohou týchto proteínov je pomôcť vám vyhnúť sa určitým teplotám, a nie ich hľadať. Napríklad myši s chybnou verziou receptora TRPM8 sa už nevyhýbali chladným teplotám. To znamená, že myši - a možno aj my - aktívne nevyhľadávajú príjemné teploty. Namiesto toho sa aktívne vyhýbajú extrémnym horúčavám a chladom, uprednostňujú teplé a pokojné prostredie.
Aj keď vedci identifikovali tepelné hranice, pri ktorých sú tieto receptory TRP aktívne, neznamená to, že ich nemožno modulovať. Teplá sprcha môže byť koniec koncov neznesiteľne horúca, ak nie ste spálení od slnka. „Ukázalo sa, že je to spôsobené zápalom kože senzibilizujúcim kanál TRPV1,“hovorí Grandl, „znížením prahu, pri ktorom tieto nervy prenášajú bolesť do mozgu.“
Ale teplota nie je jediná vec, ktorá aktivuje tieto receptory; aj rastliny. Možno vás neprekvapí, že TRPV1, ktorý sa aktivuje extrémnym teplom, sa tiež aktivuje kapsaicínom, ktorý dodáva feferónke korenie. A TRPM8 reaguje na chladiacu silu mentolu, ktorý sa nachádza v listoch mäty. TRPA1 sa tiež nazýva „receptor wasabi“, pretože je aktivovaný štipľavými zložkami rastlín horčice.
Ako rastliny vyvinuli chemikálie, ktoré aktivujú receptory, zvyčajne aktivované teplotou? Molekulárny biológ z Washingtonskej univerzity Ajay Dhaka vysvetľuje, že kapsaicín nerobí nič s TRPV1 u rýb, vtákov alebo králikov, ale aktivuje rovnaký receptor u ľudí a hlodavcov. "Z rastlín sa mohol vyvinúť kapsaicín, aby ich niektoré zvieratá nejedli, nechali ich samých," ale tieto rastliny boli jedlé pre iné tvory. Je možné, že podobné mechanizmy viedli k vývoju mentolu a horčice.
Inými slovami, tento zvedavý vzťah medzi rastlinami a teplotami môže odrážať skôr hlbokú evolučnú históriu rastlín ako zvierat. Rastliny možno našli spôsob, ako preniknúť na schopnosť detekcie teploty nášho tela, a potom s nimi manipulovať komponenty, ktoré aktivujú receptory bolesti.
To, že sa potíme a jeme adzhiku s chrenom, preto nesúvisí so žiadnou vlastnosťou papriky, ale iba s tým, že kapsaicín a teplo aktivujú kožné nervy rovnakým spôsobom.
Pomocou receptora naladeného na škodlivé podnety našli tieto rastliny záludný spôsob, ako sa vyhnúť osudu pohltenia … až kým sme nenašli spôsob, ako si vychutnať bolestivo popálené korenené jedlo a na všetko vyliať horčicu. Až si teda nabudúce všimnete, že vás silné chilli doslova roztrhlo, urobte si chvíľu a zvážte, že to, čo sa deje, je výsledkom miliónov rokov evolučného boja medzi rastlinami a zvieratami. Bitky, v ktorých sa zdá, že vyhrávame (ale to nie je isté).
ILYA KHEL