Esmapilgul pole teekannu ja jääkuubiku kuumal metallil midagi ühist. Kuid need kaks objekti võivad olla valusad. Tugev kuumus ja tugev külm mõjuvad inimese nahale äärmiselt ebameeldivalt - me teame seda juba lapsepõlvest peale. Kuid mida me hiljuti õppisime, on see, et aju tajub neid temperatuuriäärmusi peaaegu samamoodi. Me arvame sageli, et nahk - ja selles sisalduvad närvid - on otseselt vastutav puutetunde eest, kuid see, mida bioloogid nimetavad "somatosensoorseks süsteemiks", hõlmab tegelikult laiemat meeli.
Nende hulgas on muidugi puudutus ise, see tähendab naha mehaaniliste stiimulite äratundmine, aga ka propriotseptsioon ehk võime tajuda keha orientatsiooni ja asendit ning notsitseptsioon, mis vastutab keha võime eest tuvastada kahjulikke stiimuleid. Valu tunne on keha reaktsioon notsitseptsioonile.
Sõltumata sellest, kas valu stiimul on mehaaniline, keemiline või termiline, sunnib notsitseptsioon sellest lahti saada. Pista käsi tule sisse ja tunned põletustunnet, mis paneb su keha võimalikult kiiresti tulest välja tõmbama. See pole küll kõige meeldivam tunne - valu -, kuid see tõestab, et teie keha üritab teid turvaliselt hoida. Kui kaotate võime tunda valu, on see väga halb.
"Põhiprintsiip," ütleb Duke'i ülikooli York Grundle'i neuroteadlane, "on see, et kogu teie kehas leiduvatel sensoorsetel neuronitel on hulk kanaleid, mida külm või kuum temperatuur otseselt aktiveerib." Uurides geneetiliselt muundatud hiiri viimase viieteistkümne aasta jooksul, on teadlased suutnud tõestada, et need kanalid - neuronite seintesse kinnitatud valgud - on otseselt seotud temperatuuri tajumisega.
Kõige paremini uuritud kanal TRPV1 reageerib tugevale kuumusele. TRPV1 ei aktiveerita tavaliselt enne, kui stiimul on jõudnud 42 kraadini, mida inimesed ja hiired peavad üldiselt piinavalt kuumaks. Niipea kui teie nahk jõuab selle künniseni, aktiveeritakse kanal, aktiveeritakse kogu närv ja ajule edastatakse lihtne signaal: oh!
"Külma korral kehtivad põhimõtteliselt samad mehhanismid," selgitab Grundle, välja arvatud see, et on olemas TRPM8-nimeline valk, mis aktiveerub siis, kui ta lihtsalt külmaks muutub, mitte tingimata väga külmaks.
Jääb TRPA1, mis on nende valkude ehk kõige vähem uuritud klass. Kuigi teadlased on leidnud, et see aktiveerub vastusena äärmiselt külmadele stiimulitele, on ebaselge, kas see on seotud nende stiimulite avastamise protsessiga.
Reklaamvideo:
Need kolm valku - TRPV1, TRPM8 ja TRPA1 - võimaldavad nahal tuvastada temperatuure vahemikus ja keha vastavalt reageerida. Ja kuna nad on notsitseptorid, on nende valkude ülesanne aidata teil teatud temperatuure vältida, mitte neid otsida. Näiteks TRPM8 retseptori defektse versiooniga hiired ei hoidunud enam külmast temperatuurist. See tähendab, et hiired - ja võib-olla ka meie - ei otsi aktiivselt meeldivaid temperatuure. Selle asemel väldivad nad aktiivselt suurt kuumust ja külma, eelistades sooja ja rahulikku keskkonda.
Kuigi teadlased on tuvastanud termilised piirid, mille juures need TRP retseptorid aktiveeruvad, ei tähenda see, et neid ei saaks moduleerida. Lõppude lõpuks võib soe dušš olla talumatult kuum, kui te pole päikesepõletust saanud. "On näidatud, et see on tingitud TRPV1 kanali sensibiliseerivast nahapõletikust," ütleb Grandl, "langetades künnist, mille juures need närvid edastavad valu ajju."
Kuid temperatuur ei ole ainus asi, mis neid retseptoreid aktiveerib; taimed ka. See ei pruugi teid üllatada, et TRPV1, mis aktiveeritakse äärmise kuumuse mõjul, aktiveerib ka kapsaitsiin, mis annab kuumale piparile vürtsi. Ja TRPM8 reageerib mentooli jahutusjõule, mida leidub piparmündilehtedes. TRPA1 nimetatakse ka "wasabiretseptoriks" tänu sellele, et selle aktiveerivad sinepitaimede teravad komponendid.
Kuidas töötasid taimed välja kemikaalid, mis aktiveerivad tavaliselt temperatuuri mõjul retseptoreid? Washingtoni ülikooli molekulaarbioloog Ajay Dhaka selgitab, et kapsaitsiin ei tee TRPV1-ga midagi kaladel, lindudel ega küülikutel, vaid aktiveerib inimestel ja närilistel sama retseptori. "Taimedel võib olla välja kujunenud kapsaitsiin, nii et mõned loomad ei sööks neid üksi jäetuna," kuid taimed olid söödavad teistele olenditele. Võimalik, et sarnased mehhanismid viisid mentooli ja sinepi arenguni.
Teisisõnu võib see uudishimulik suhe taimede ja temperatuuride vahel peegeldada pigem taimede kui loomade sügavat evolutsioonilugu. Taimed võisid leida viisi meie keha temperatuuri tuvastamise võimaluste häkkimiseks ja seejärel manipuleerida valuretseptoreid aktiveerivate komponentidega.
Seetõttu ei seostata asjaolu, et tilgutame higi, mädarõikaga adžikat süües, mitte ühegi piparile omase omadusega, vaid ainult sellega, et kapsaitsiin ja kuumus aktiveerivad nahanärve samal viisil.
Kasutades kahjulike stiimulite jaoks häälestatud retseptorit, leidsid need taimed kelmika viisi, kuidas vältida õgimise saatust … kuni leidsime viisi, kuidas nautida valusalt kõrvetavat vürtsikat toitu ja valada kõige peale sinepit. Nii et järgmine kord, kui märkate, et võimas tšilli on sõna otseses mõttes lahti rebinud, võtke hetk ja mõelge, et toimuv on miljonite aastate pikkuse taimede ja loomade vahelise lahingu tulemus. Lahingud, milles me justkui võidame (kuid see pole kindel).
ILYA KHEL
