Na prvi pogled vroča kovina čajnika in ledene kocke nimata nič skupnega. Toda ta dva predmeta sta lahko boleča. Močna vročina in močan mraz izjemno neprijetno vplivata na človeško kožo - to vemo že od otroštva. Toda nedavno smo se naučili, da možgani te temperaturne ekstreme zaznavajo skoraj enako. Pogosto mislimo, da je koža - in živci, ki jih vsebuje - neposredno odgovorna za občutek dotika, toda tisto, kar biologi imenujejo "somatosenzorični sistem", dejansko vključuje širši spekter čutil.
Med njimi je seveda tudi sam dotik, torej prepoznavanje mehanskih dražljajev kože, pa tudi propriocepcija, torej sposobnost zaznavanja orientacije in položaja telesa ter nocicepcija, ki je odgovorna za sposobnost telesa, da prepozna škodljive dražljaje. Občutek bolečine je odziv telesa na nocicepcijo.
Ne glede na to, ali je dražljaj bolečine mehanski, kemični ali toplotni, nas nocicepcija prosi, da se ga znebimo. Zabodite roko v ogenj in začutili boste pekoč občutek, zaradi katerega bo vaše telo čim hitreje umaknilo roko iz ognja. To ni najbolj prijeten občutek - bolečina - vendar dokazuje, da vas telo skuša varovati. Če izgubite sposobnost čutiti bolečino, bo zelo slabo.
"Osnovno načelo," pravi nevroznanstvenik Univerze Duke York Grundle, "je, da imajo senzorični nevroni, ki jih najdemo po vsem telesu, vrsto kanalov, ki jih neposredno aktivirajo hladne ali vroče temperature." S preučevanjem gensko spremenjenih miši v zadnjih petnajstih letih so znanstveniki lahko dokazali, da so ti kanali - proteini, vdelani v stene nevronov - neposredno vključeni v zaznavanje temperature.
Najbolje preučeni kanal TRPV1 se odziva na močno toploto. TRPV1 se običajno ne aktivira, dokler dražljaj ne doseže 42 stopinj, za kar ljudje in miši na splošno menijo, da so mučno vroče. Takoj, ko vaša koža doseže ta prag, se kanal aktivira, aktivira celoten živec in v možgane se prenese preprost signal: oh!
"Pri mrazu načeloma veljajo enaki mehanizmi," pojasnjuje Grundle, le da obstaja beljakovina, imenovana TRPM8, ki se aktivira, ko se le ohladi, ni nujno, da je zelo hladna.
Ostaja TRPA1, ki je morda najmanj preučen razred teh beljakovin. Medtem ko so raziskovalci ugotovili, da se aktivira kot odziv na izjemno hladne dražljaje, ni jasno, ali je vključen v sam postopek odkrivanja teh dražljajev.
Promocijski video:
Ti trije proteini - TRPV1, TRPM8 in TRPA1 - skupaj omogočajo koži, da zazna temperature v območju in telesu, da se ustrezno odzove. In ker so nociceptorji, je naloga teh beljakovin pomagati, da se izognete določenim temperaturam in jih ne iščete. Na primer, miši z okvarjenimi različicami receptorja TRPM8 se niso več izogibale hladnim temperaturam. To pomeni, da miši - in morda tudi mi - ne iščejo aktivno prijetnih temperatur. Namesto tega se aktivno izogibajo ekstremni vročini in mrazu, raje imajo toplo in mirno okolje.
Čeprav so znanstveniki prepoznali toplotne meje, na katerih ti receptorji TRP postanejo aktivni, to ne pomeni, da jih ni mogoče modulirati. Konec koncev je topla prha lahko neznosno vroča, če niste opečeni. "Dokazano je, da je to posledica vnetja kože, ki senzibilizira kanal TRPV1," pravi Grandl, "znižanje praga, pri katerem ti živci prenašajo bolečino v možgane."
Toda temperatura ni edina stvar, ki aktivira te receptorje; rastline tudi. Morda vas ne bo presenetilo, da TRPV1, ki ga aktivira močna vročina, aktivira tudi kapsaicin, ki pekoči papriki daje začimbo. TRPM8 se odziva na hladilno moč mentola, ki ga najdemo v listih mete. TRPA1 imenujejo tudi "wasabi receptor", ker ga aktivirajo ostre sestavine gorčičnih rastlin.
Kako so rastline razvile kemikalije, ki aktivirajo receptorje, ki jih običajno aktivira temperatura? Molekularni biolog z univerze v Washingtonu Ajay Dhaka pojasnjuje, da kapsaicin pri TRPV1 pri ribah, pticah ali zajcih ne naredi ničesar, ampak aktivira isti receptor pri ljudeh in glodalcih. »Rastline so morda razvile kapsaicin, da jih nekatere živali ne bi pojedle, pustile so jih same,« a rastline so bile užitne za druga bitja. Možno je, da so podobni mehanizmi privedli do razvoja mentola in gorčice.
Z drugimi besedami, to nenavadno razmerje med rastlinami in temperaturami lahko odraža globoko evolucijsko zgodovino rastlin in ne živali. Rastline so morda našle način, kako vdreti v zmožnosti zaznavanja temperature našega telesa in nato poseči po komponentah, ki aktivirajo receptorje bolečine.
Zato dejstvo, da se potimo in jemo adžiko s hrenom, ni povezano z nobeno lastnostjo popra, temveč le z dejstvom, da kapsaicin in toplota na enak način aktivirata kožne živce.
Z uporabo receptorja, uglašenega s škodljivimi dražljaji, so te rastline našle prikriven način, da se izognejo usodi, da bi bile požrte … dokler nismo našli načina, kako uživati v boleče oparjajoči začinjeni hrani in vse skupaj preliti z gorčico. Torej, ko naslednjič opazite, da vas močan čili dobesedno raztrga, si vzemite trenutek in pomislite, da je to, kar se dogaja, rezultat milijona let evolucijske bitke med rastlinami in živalmi. Bitke, v katerih se zdi, da zmagujemo (vendar to ni gotovo).
ILYA KHEL