Wyjście na zewnątrz w chłodny zimowy poranek lub włożenie mięty do ust szybko wywołuje uczucie chłodu. Jak donosi Biophysical Society na łamach Science Daily, to uczucie bierze się z obecności mikroskopijnego „czujnika” wewnątrz ciała, który wysyła do mózgu sygnał, że coś jest zimne.
Dlaczego odczuwamy zimno?
Badania koncentrowały się na kanale kationowym znanym jako TRPM8. Jest on osadzony w błonach neuronów czuciowych, które obsługują skórę, jamę ustną i oczy. Gdy temperatura mieści się w zakresie od około 7 do 28 stopni Celsjusza, kanał otwiera się i umożliwia jonom przedostanie się do komórki.
Ten ruch wyzwala sygnał nerwowy, który dociera do mózgu i wywołuje uczucie zimna. Ten sam mechanizm wyjaśnia, dlaczego mentol, eukaliptus i inne pokrewne związki wywołują uczucie chłodu, nawet gdy temperatura w rzeczywistości nie spadła.
Aby szczegółowo zbadać ten proces, zespół wykorzystał kriomikroskopię elektronową (metodę obrazowania szybko zamrożonych białek za pomocą wiązki elektronów). Pozwoliło to na uchwycenie kilku zmian w strukturze TRPM8 podczas przechodzenia ze stanu zamkniętego do otwartego.
Zdjęcia pokazały, że niskie temperatury i mentol aktywują kanał białkowy poprzez powiązane, ale odrębne ścieżki w białku. Zimno powoduje głównie zmiany strukturalne w obszarze jego porów (części, która otwiera się, aby umożliwić przepływ jonów). Mentol wiąże się z oddzielnym obszarem białka i wywołuje zmiany w jego kształcie.
Jak powiedział Hyuk-Joon Lee, główny autor badania – mentol działa jak sztuczka.
Chociaż mentol w rzeczywistości niczego nie zamraża, nasze ciało otrzymuje ten sam sygnał jakby dotykało lodu
Medycyna może pójść naprzód
Zrozumienie działania TRPM8 może również pomóc naukowcom w opracowaniu nowych metod leczenia. „Teraz widzimy, że zimno wywołuje specyficzne zmiany strukturalne w obszarze porów. Daje nam to podstawę do opracowania nowych metod leczenia ukierunkowanych na ten szlak” – mówi Hyuk-Joon Lee.
Problemy z tym szlakiem wiążą się z takimi schorzeniami, jak przewlekły ból, migreny, zespół suchego oka i niektóre nowotwory. Jednym z leków działających na ten szlak jest akoltremon, krople do oczu stosowane w leczeniu zespołu suchego oka. Działa jak mentol, aktywuje efekt chłodzenia, który stymuluje produkcję łez i łagodzi podrażnienia.
Naukowcy odkryli również coś, co opisali jako „zimny punkt”, czyli konkretną część białka. Odgrywa ona kluczową rolę w wykrywaniu temperatury i pomaga utrzymać kanał w odpowiedniej reakcji podczas długotrwałego narażenia na zimno.
Jak jest zima to musi być zimno. Quiz o mrozie
