Вчені з Іспанії з’ясували, що людський організм відчуває холод не так просто, як здавалося раніше. Насправді у нас є два різні «механізми» сприйняття холоду — один працює в шкірі, а інший відповідає за відчуття холоду у внутрішніх органах. Саме тому холодне повітря, крижана вода чи дотик до холодної поверхні викликають зовсім різні відчуття.
Дослідження провела група науковців під керівництвом Фелікса Віани, співдиректора лабораторії сенсорної трансдукції та ноцицепції Інституту нейронаук (IN), який є спільним науковим центром Вищої ради з наукових досліджень Іспанії (CSIC) та Університету Мігеля Ернандеса в Ельче. Результати роботи опубліковані в науковому журналі Acta Physiologica.
Чому холод «відчувається» по-різному
Дослідники встановили, що шкіра та внутрішні органи використовують різні молекулярні сенсори для реєстрації зниження температури.
У шкірі за сприйняття холоду переважно відповідає іонний канал TRPM8. Саме він активується, коли ми виходимо на холодне повітря або торкаємося прохолодних предметів. Цей механізм добре пристосований до взаємодії з навколишнім середовищем і допомагає організму швидко реагувати — наприклад, змусити нас одягнутися тепліше або відійти від джерела холоду.
Натомість внутрішні органи, зокрема легені та шлунок, покладаються на інший сенсор — TRPA1. Він реагує на охолодження всередині тіла і виконує більш глибоку фізіологічну функцію, пов’язану з регуляцією внутрішніх процесів.
Саме ця різниця пояснює, чому ковток дуже холодного напою або вдих морозного повітря відчувається зовсім не так, як холод на шкірі.
Як вчені це з’ясували
Під час експериментів на тваринних моделях науковці порівнювали роботу різних нервових клітин. Вони досліджували нейрони трійчастого нерва, який передає сигнали від шкіри та обличчя, і блукаючого нерва, що є головним каналом зв’язку між мозком і внутрішніми органами.
За допомогою сучасних методів — кальцієвої візуалізації та електрофізіологічних записів — дослідники спостерігали за реакціями нервових клітин на зміну температури в реальному часі. Додатково використовувалися препарати, які блокують конкретні сенсори, щоб точно визначити, який молекулярний механізм за що відповідає.
Генетичне підтвердження
Для остаточного підтвердження результатів команда працювала з генетично модифікованими мишами, у яких були відсутні або TRPM8, або TRPA1. Аналіз експресії генів показав, що ці сенсори виконують чітко розділені ролі.
Як зазначає перша авторка дослідження Катаріна Герс-Барлаг, результати демонструють, що система сприйняття температури набагато складніша, ніж вважалося раніше. Це відкриває нові можливості для вивчення захворювань, пов’язаних із підвищеною або порушеною чутливістю до холоду, зокрема деяких форм нейропатій.
Чому це важливо для медицини
Розуміння того, як саме організм відчуває холод у різних тканинах, має практичне значення. Воно може допомогти у розробці нових методів лікування станів, за яких холод викликає біль, дискомфорт або неправильні фізіологічні реакції.
Дослідження також є частиною ширшого міжнародного проєкту, що вивчає молекулярні основи сприйняття холоду у видів, які живуть в екстремальних температурних умовах. У перспективі ці знання можуть стати ключем до кращого розуміння того, як живі організми адаптуються до холоду — і як допомогти людині, коли ці механізми дають збій.