Pada pandangan pertama, logam panas cerek dan ais batu tidak mempunyai persamaan. Tetapi kedua-dua objek ini boleh menyakitkan. Panas dan sejuk yang kuat mempunyai kesan yang sangat tidak menyenangkan pada kulit manusia - kita telah mengetahui ini sejak kecil. Tetapi apa yang telah kita pelajari baru-baru ini ialah otak melihat suhu ini melampau dengan cara yang hampir sama. Kita sering berfikir bahawa kulit - dan saraf yang ada - bertanggungjawab secara langsung untuk rasa sentuhan, tetapi apa yang disebut oleh ahli biologi sebagai "sistem somatosensori" sebenarnya merangkumi deria yang lebih luas.
Di antara mereka, tentu saja, ada sentuhan itu sendiri, iaitu, pengiktirafan rangsangan mekanikal pada kulit, tetapi juga proprioception, iaitu kemampuan untuk merasakan orientasi dan kedudukan tubuh, dan nociception, yang bertanggung jawab atas kemampuan tubuh untuk mengenal pasti rangsangan berbahaya. Merasa sakit adalah tindak balas badan terhadap nociception.
Sama ada rangsangan kesakitan adalah mekanikal, kimia, atau termal, nociception mendorong kita untuk menyingkirkannya. Letakkan tangan anda ke dalam api dan anda akan merasakan sensasi terbakar yang akan membuat badan anda menarik tangan anda dari api secepat mungkin. Ini bukan perasaan yang paling menyenangkan - sakit - tetapi ia membuktikan bahawa badan anda berusaha memastikan anda selamat. Sekiranya anda kehilangan keupayaan untuk merasakan kesakitan, ia akan menjadi sangat teruk.
"Prinsip asas," kata ahli sains saraf di Duke University York Grundle, "adalah bahawa neuron deria yang terdapat di seluruh badan anda mempunyai sekumpulan saluran yang secara langsung diaktifkan oleh suhu sejuk atau panas." Dengan mengkaji tikus yang diubah secara genetik selama lima belas tahun yang lalu, para saintis dapat membuktikan bahawa saluran ini - protein yang tertanam di dinding neuron - terlibat secara langsung dalam persepsi suhu.
Saluran TRPV1 yang paling banyak dikaji bertindak balas terhadap panas yang kuat. TRPV1 biasanya tidak diaktifkan sehingga rangsangan mencapai 42 darjah, yang pada umumnya manusia dan tikus menganggapnya sangat panas. Sebaik sahaja kulit anda mencapai ambang ini, saluran diaktifkan, mengaktifkan seluruh saraf dan isyarat sederhana dihantar ke otak: oh!
"Dengan sejuk, pada prinsipnya, mekanisme yang sama berlaku," jelas Grundle, kecuali bahawa ada protein yang disebut TRPM8, yang diaktifkan ketika baru masuk angin, tidak semestinya sangat dingin.
Masih ada TRPA1, yang mungkin merupakan kelas protein yang paling tidak dikaji. Walaupun penyelidik mendapati bahawa ia diaktifkan sebagai tindak balas terhadap rangsangan yang sangat sejuk, tidak jelas apakah ia terlibat dalam proses mengesan rangsangan ini.
Video promosi:
Bersama-sama, ketiga protein ini - TRPV1, TRPM8 dan TRPA1 - membolehkan kulit mengesan suhu dalam jarak dan badan bertindak balas dengan sewajarnya. Dan kerana mereka adalah nociceptors, tugas protein ini adalah untuk membantu anda mengelakkan suhu tertentu, dan tidak mencarinya. Tikus dengan versi reseptor TRPM8 yang cacat, misalnya, tidak lagi menjauhkan suhu sejuk. Ini bermaksud bahawa tikus - dan mungkin kita - tidak secara aktif mencari suhu yang menyenangkan. Sebaliknya, mereka secara aktif mengelakkan panas dan sejuk yang melampau, lebih memilih persekitaran yang hangat dan tenang.
Walaupun para saintis telah mengenal pasti had termal di mana reseptor TRP ini menjadi aktif, ini tidak bermaksud bahawa mereka tidak dapat dimodulasi. Lagipun, mandi air panas boleh menjadi sangat panas jika anda tidak terbakar matahari. "Ini terbukti disebabkan oleh keradangan kulit yang memperhitungkan saluran TRPV1," kata Grandl, "menurunkan ambang saraf yang memancarkan rasa sakit ke otak."
Tetapi suhu bukanlah satu-satunya perkara yang mengaktifkan reseptor ini; tumbuh-tumbuhan juga. Mungkin tidak mengejutkan anda bahawa TRPV1, yang diaktifkan oleh panas yang melampau, juga diaktifkan oleh capsaicin, yang memberikan lada panas itu rempah-rempahnya. Dan TRPM8 bertindak balas terhadap kekuatan penyejukan mentol, yang terdapat pada daun pudina. TRPA1 juga disebut "reseptor wasabi" kerana fakta bahawa ia diaktifkan oleh komponen tanaman sawi yang tajam.
Bagaimana tumbuhan mengembangkan bahan kimia yang mengaktifkan reseptor, biasanya diaktifkan mengikut suhu? Ahli biologi molekul University of Washington, Ajay Dhaka menjelaskan bahawa capsaicin tidak melakukan apa-apa dengan TRPV1 pada ikan, burung, atau arnab, tetapi mengaktifkan reseptor yang sama pada manusia dan tikus. "Tumbuhan mungkin telah mengembangkan capsaicin sehingga beberapa binatang tidak memakannya, dibiarkan saja," tetapi tanaman itu dapat dimakan oleh makhluk lain. Ada kemungkinan bahawa mekanisme serupa menyebabkan evolusi mentol dan mustard.
Dengan kata lain, hubungan pelik antara tanaman dan suhu ini dapat mencerminkan sejarah evolusi yang mendalam dari tumbuhan dan bukannya haiwan. Tumbuhan mungkin telah menemui cara untuk meretas keupayaan pengesanan suhu badan kita, dan kemudian merusak komponen yang mengaktifkan reseptor kesakitan.
Oleh itu, hakikat bahawa kita berkeringat, makan adjika dengan lobak, tidak dikaitkan dengan harta benda yang terdapat pada lada, tetapi hanya dengan fakta bahawa capsaicin dan panas mengaktifkan saraf kulit dengan cara yang sama.
Dengan menggunakan reseptor yang disesuaikan dengan rangsangan berbahaya, tumbuhan ini menemui cara licik untuk menghindari nasib yang dimakan … sehingga kami menemui cara untuk menikmati makanan pedas yang menyakitkan dan menuangkan mustard pada segalanya. Oleh itu, pada masa berikutnya anda melihat diri anda benar-benar dihancurkan oleh cabai yang kuat, luangkan masa sejenak dan pertimbangkan bahawa apa yang berlaku adalah hasil pertempuran evolusi berjuta-juta tahun antara tumbuhan dan haiwan. Pertempuran di mana kita nampaknya menang (tetapi ini tidak pasti).
ILYA KHEL
