Nowe wyniki badań podkreślają odmienne postrzeganie zimna w całej tkance ciała

Nowe wyniki badań podkreślają odmienne postrzeganie zimna w całej tkance ciała

Universidad Miguel Hernández de Elche Zespół badawczy kierowany przez Félixa Vianę, współdyrektora Laboratorium Transdukcji Sensorycznej i Nocycepcji w Instytucie Neuronauk (IN), wspólnym ośrodku badawczym Hiszpańskiej Krajowej Rady ds. Badań Naukowych (CSIC) i Uniwersytetu Miguela Hernándeza Elche (UMH), wykazał, że organizm wykorzystuje różne mechanizmy molekularne do wykrywania zimna w skórze i narządach wewnętrznych. Odkrycia te stanowią znaczący postęp w zrozumieniu homeostazy termicznej i niektórych patologii związanych z wrażliwością na zimno.

Wyniki badania opublikowano niedawno w czasopiśmieActa Physiologicapokazuje, że percepcja zimna nie jest procesem jednorodnym w całym organizmie. W skórze zimno jest wykrywane głównie za pośrednictwem kanału jonowego TRPM8, który specjalizuje się w wykrywaniu niskich temperatur i wrażeń chłodu z otoczenia. Natomiast narządy wewnętrzne, takie jak płuca czy żołądek, wykorzystują przede wszystkim inny czujnik, zwany TRPA1, do wykrywania spadków temperatury.

Ta różnica w mechanizmach molekularnych wyjaśnia, dlaczego uczucie zimna na powierzchni ciała może bardzo różnić się od tego odczuwanego podczas wdychania zimnego powietrza lub spożywania bardzo zimnego jedzenia lub napojów, ponieważ każdy rodzaj tkanki aktywuje się i wykorzystuje różne ścieżki do wykrywania zmian termicznych. „Skóra jest wyposażona w specjalne czujniki, które pozwalają nam wykryć zimno otoczenia i dostosować się do zachowań obronnych” – wyjaśnia Félix Viana, główny badacz badania. Dodaje: „Dla kontrastu, wykrywanie zimna w organizmie wydaje się zależeć od różnych obwodów czuciowych i receptorów molekularnych, co odzwierciedla jego głębszą fizjologiczną rolę w regulacji wewnętrznej i reakcji na bodźce środowiskowe”.

Badania przeprowadzono na modelach zwierzęcych, co umożliwiło bezpośrednią analizę aktywności neuronów czuciowych zaangażowanych w wykrywanie zimna. W szczególności zespół porównał neurony nerwu trójdzielnego, który przekazuje informacje ze skóry i powierzchni głowy, z neuronami nerwu błędnego, głównego szlaku czuciowego łączącego mózg z narządami wewnętrznymi, takimi jak płuca i przewód pokarmowy.

Aby zbadać, jak neurony reagują na zmiany temperatury, badacze wykorzystali techniki obrazowania wapnia i zapisy elektrofizjologiczne, co umożliwiło monitorowanie aktywacji neuronów w czasie rzeczywistym. Podejścia te połączono z zastosowaniem specyficznych środków farmakologicznych, które mogą blokować określone czujniki molekularne, aby określić, które kanały jonowe biorą udział w wyczuwaniu zimna w każdym typie neuronu.

Ponadto zespół wykorzystał genetycznie zmodyfikowane myszy pozbawione czujników TRPM8 lub TRPA1, a także przeprowadził analizę ekspresji genów, aby potwierdzić odrębną rolę tych kanałów w percepcji zimna. To wielodyscyplinarne podejście wykazało, że odczuwanie zimna jest precyzyjnie dostosowane do funkcji fizjologicznych każdej tkanki i że narządy wewnętrzne korzystają z mechanizmów molekularnych innych niż skóra.

Nasze wyniki ujawniają bardziej złożony i zróżnicowany obraz tego, jak systemy sensoryczne w różnych tkankach kodują informacje termiczne. Otwiera to nowe możliwości badania, w jaki sposób sygnały te są integrowane i jak mogą się zmieniać w stanach patologicznych, takich jak niektóre neuropatie, w których upośledzona jest wrażliwość na zimno”.

Katharina Gers-Barlag, Universidad Miguel Hernández de Elche

Źródła: