Διαφορετικοί μηχανισμοί ανίχνευσης ψύχους σε δέρμα και εσωτερικά όργανα

Μια ερευνητική ομάδα υπό την καθοδήγηση του Φελίξ Βιάννα, συνδιευθυντή του εργαστηρίου Αισθητικής Μετάδοσης και Νοσηρότητας στο Ινστιτούτο Νευροεπιστημών, αποκάλυψε ότι το σώμα χρησιμοποιεί διαφορετικούς μοριακούς μηχανισμούς για να ανιχνεύσει το κρύο στο δέρμα και στα εσωτερικά όργανα. Αυτή η ανακάλυψη συνιστά σημαντική πρόοδο στην κατανόηση της θερμικής ομοιόστασης και ορισμένων παθολογιών που σχετίζονται με την ευαισθησία στο κρύο.

Διαφορετικοί αισθητήρες για διαφορετικά όργανα

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Acta Physiologica, δείχνει ότι η αντίληψη του κρύου δεν είναι μια ομοιογενής διαδικασία σε όλο το οργανισμό. Στο δέρμα, η ανίχνευση του κρύου γίνεται κυρίως μέσω του ιοντικού καναλιού TRPM8, το οποίο είναι εξειδικευμένο στην ανίχνευση χαμηλών θερμοκρασιών και ψυχρών αισθήσεων από το περιβάλλον. Αντίθετα, τα εσωτερικά όργανα, όπως οι πνεύμονες ή το στομάχι, βασίζονται κυρίως σε έναν διαφορετικό αισθητήρα, γνωστό ως TRPA1, για να αντιληφθούν τις πτώσεις της θερμοκρασίας.

Η σημασία των ευρημάτων

Αυτή η διαφορά στους μοριακούς μηχανισμούς εξηγεί γιατί η αίσθηση του κρύου στην επιφάνεια του σώματος μπορεί να είναι πολύ διαφορετική από αυτή που βιώνουμε όταν αναπνέουμε κρύο αέρα ή καταναλώνουμε πολύ κρύα τρόφιμα και ποτά. Κάθε τύπος ιστού ενεργοποιεί και χρησιμοποιεί διαφορετικές διαδρομές για να ανιχνεύσει τις θερμικές αλλαγές. Ο Φελίξ Βιάννα, κύριος ερευνητής της μελέτης, εξηγεί: “Το δέρμα είναι εξοπλισμένο με συγκεκριμένους αισθητήρες που μας επιτρέπουν να ανιχνεύουμε το περιβαλλοντικό κρύο και να προσαρμόζουμε τις αμυντικές μας συμπεριφορές”. Προσθέτει: “Αντίθετα, η ανίχνευση του κρύου στο εσωτερικό του σώματος φαίνεται να εξαρτάται από διαφορετικούς αισθητηριακούς κυκλώματα και μοριακούς υποδοχείς, αντανακλώντας τον πιο βαθύ φυσιολογικό του ρόλο στην εσωτερική ρύθμιση και τις αντιδράσεις σε περιβαλλοντικά ερεθίσματα”.

Η μελέτη διεξήχθη χρησιμοποιώντας ζωικά μοντέλα που επέτρεψαν την άμεση ανάλυση της δραστηριότητας των αισθητηριακών νευρώνων που εμπλέκονται στην ανίχνευση του κρύου. Συγκεκριμένα, η ομάδα σύγκρινε τους νευρώνες από το τριδυμικό νεύρο, το οποίο μεταδίδει πληροφορίες από το δέρμα και την επιφάνεια του κεφαλιού, με τους νευρώνες από το πνευμονογαστρικό νεύρο, τη βασική αισθητηριακή οδό που συνδέει τον εγκέφαλο με εσωτερικά όργανα όπως οι πνεύμονες και το πεπτικό σύστημα.

Για να εξετάσουν πώς αυτοί οι νευρώνες αντιδρούν σε αλλαγές θερμοκρασίας, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνικές απεικόνισης ασβεστίου και ηλεκτροφυσιολογικές καταγραφές, επιτρέποντας την παρακολούθηση της νευρωνικής ενεργοποίησης σε πραγματικό χρόνο. Αυτές οι προσεγγίσεις συνδυάστηκαν με τη χρήση συγκεκριμένων φαρμακολογικών παραγόντων που είναι ικανοί να αποκλείσουν συγκεκριμένους μοριακούς αισθητήρες, βοηθώντας στην αναγνώριση των ιοντικών καναλιών που εμπλέκονται στην ανίχνευση του κρύου σε κάθε τύπο νευρώνα.

Επιπλέον, η ομάδα χρησιμοποίησε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια που δεν διαθέτουν τους αισθητήρες TRPM8 ή TRPA1, μαζί με αναλύσεις γονιδιακής έκφρασης, για να επιβεβαιώσει τον διαφορικό ρόλο αυτών των καναλιών στην αντίληψη του κρύου. Αυτή η πολυδιάστατη προσέγγιση απέδειξε ότι η ανίχνευση του κρύου είναι προσαρμοσμένη στις φυσιολογικές λειτουργίες κάθε ιστού και ότι τα εσωτερικά όργανα χρησιμοποιούν μοριακούς μηχανισμούς διαφορετικούς από αυτούς που χρησιμοποιεί το δέρμα.

Τα ευρήματα αυτής της μελέτης αποκαλύπτουν μια πιο σύνθετη και λεπτομερή εικόνα του πώς τα αισθητηριακά συστήματα σε διαφορετικούς ιστούς κωδικοποιούν τις θερμικές πληροφορίες. Αυτό ανοίγει νέες προοπτικές για τη μελέτη του πώς αυτές οι σήματα ενσωματώνονται και πώς μπορεί να τροποποιηθούν σε παθολογικές καταστάσεις, όπως ορισμένες νευροπάθειες στις οποίες διαταράσσεται η ευαισθησία στο κρύο.

Η μελέτη αυτή πραγματοποιήθηκε χάρη στη χρηματοδότηση από το Ισπανικό Εθνικό Σχέδιο για την Επιστημονική και Τεχνική Έρευνα και Καινοτομία, την Ισπανική Υπηρεσία Έρευνας του Κράτους μέσω του Προγράμματος Σεβέρο Ότσο για Κέντρα Αριστείας και την Κυβέρνηση της Βαλένθια (Γενική Διοίκηση της Βαλένθια). Το έργο αποτελεί μέρος ενός διεθνούς προγράμματος που χρηματοδοτείται από το Πρόγραμμα Ανθρώπινης Συνοριακής Επιστήμης και συντονίζεται από τον Βιάννα στο Ινστιτούτο Νευροεπιστημών, με στόχο τη μελέτη των μοριακών βάσεων της αντίληψης του κρύου σε διάφορα είδη που έχουν προσαρμοστεί σε ακραία θερμικά περιβάλλοντα.