حسگرهای سرما در بدن؛ از پوست تا اندام داخلی

همه ما این را تجربه کردیم سرمایی که روی پوست حس می‌کنیم با احساسی که هنگام تنفس هوای یخ‌زده یا نوشیدن یک مایع سرد داریم، کاملاً متفاوت است. هر نوع بافت مسیرهای زیستی خاص خود را برای تشخیص تغییرات دمایی فعال می‌کند. این سؤال پیش می‌آید که چرا سرما روی پوست و درون بدن متفاوت احساس می‌شود
فلیکس ویانا توضیح می‌دهد: «پوست به حسگرهای ویژه‌ای مجهز است که به ما اجازه می‌دهد سرمای محیط را تشخیص دهیم و رفتارهای دفاعی مناسب را فعال کنیم.» او می‌افزاید: «در مقابل، تشخیص سرما در درون بدن ظاهراً به مدارهای حسی و گیرنده‌های مولکولی متفاوتی وابسته است که بازتاب‌دهنده نقش عمیق‌تر فیزیولوژیک آن در تنظیمات داخلی و پاسخ به محرک‌های محیطی است.» ‌
به گزارش پایگاه علمی خبری دانه، پژوهشگرانی به سرپرستی فلیکس ویانا، یکی از مدیران آزمایشگاه «انتقال حسی و درد» در مؤسسه علوم اعصاب (IN)، نشان داده‌اند که بدن انسان سرما را به یک شکل یکنواخت درک نمی‌کند. در عوض، پوست و اندام‌های داخلی از سامانه‌های مولکولی متفاوتی برای تشخیص کاهش دما استفاده می‌کنند. این پژوهش بینش تازه‌ای درباره نحوه حفظ تعادل دمایی بدن ارائه می‌دهد و می‌تواند به توضیح برخی اختلالات مرتبط با حساسیت غیرطبیعی به سرما کمک کند.

نتایج این مطالعه که در مجله علمی Acta Physiologica منتشر شده، نشان می‌دهد ادراک سرما بسته به محل وقوع آن در بدن متفاوت است. در پوست، دماهای پایین عمدتاً توسط یک کانال یونی به نام (TRPM8) تشخیص داده می‌شوند؛ کانالی که به طور ویژه برای حس‌کردن سرمای محیطی تخصص‌یافته است. اما در درون بدن، اندام‌هایی مانند ریه‌ها و معده بیشتر به حسگر مولکولی دیگری به نام (TRPA1) متکی هستند تا تغییرات دما را ثبت کنند.

بررسی عصب‌های حس‌کننده سرما

برای کشف این تفاوت‌ها، پژوهشگران از مدل‌های جانوری استفاده کردند که امکان مطالعه مستقیم نورون‌های حسی (سلول‌های گیرنده حسی) مسئول تشخیص سرما را فراهم می‌کرد. آن‌ها بر دو مسیر عصبی اصلی تمرکز داشتند:
یکی عصب سه‌قلو که اطلاعات حسی پوست و سطح سر را منتقل می‌کند، و دیگری عصب واگ که مسیر ارتباطی اصلی میان‌مغز و اندام‌های داخلی مانند ریه‌ها و دستگاه گوارش است.
این گروه بررسی کرد که نورون‌های این اعصاب چگونه به تغییرات دما پاسخ می‌دهند؛ آن هم با استفاده از تصویربرداری کلسیمی و ثبت‌های الکتروفیزیولوژیک. این روش‌ها به دانشمندان اجازه داد فعالیت عصبی را به‌صورت لحظه‌ای مشاهده کنند. آن‌ها همچنین داروهایی به کار بردند که به طور انتخابی برخی حسگرهای مولکولی را مسدود می‌کرد تا مشخص شود کدام کانال‌های یونی در هر نوع نورون فعال هستند.

شواهد ژنتیکی و نقش‌های متمایز

پژوهشگران برای تقویت نتایج خود، موش‌های اصلاح‌شده ژنتیکی را بررسی کردند که فاقد حسگرهای (TRPM8) یا (TRPA1) بودند. با ترکیب این آزمایش‌ها و تحلیل بیان ژن‌ها، آن‌ها تأیید کردند که هر یک از این حسگرها بسته به نوع بافت، نقشی متمایز در ادراک سرما ایفا می‌کند. نتایج نشان می‌دهد تشخیص دما به‌دقت با نقش فیزیولوژیک هر بخش از بدن هماهنگ شده و اندام‌های داخلی از سازوکارهای مولکولی متفاوتی نسبت به پوست استفاده می‌کنند.
کاتارینا گِرس – بارلاگ، نویسنده اول مقاله، بر اهمیت گسترده این یافته‌ها تأکید می‌کند:
«یافته‌های ما تصویری پیچیده‌تر و ظریف‌تر از چگونگی رمزگذاری اطلاعات حرارتی توسط سامانه‌های حسی در بافت‌های مختلف ارائه می‌دهد. این موضوع مسیرهای تازه‌ای را برای بررسی نحوه ادغام این سیگنال‌ها و تغییرات احتمالی آن‌ها در شرایط پاتولوژیک (نابهنجار)، مانند برخی اختلال عملکرد اعصاب محیطی که در آن‌ها حساسیت به سرما مختل می‌شود، می‌گشاید.»
این کشف توضیح می‌دهد که چرا لرز سطحی پوست با احساسی که از سرمای عمیق درون بدن تجربه می‌کنیم، کاملاً فرق دارد.