Холод играет двойную игру: кожа и органы чувствуют мороз по разным, опасным правилам

Ощущение холода оказывается куда сложнее, чем принято думать. Организм человека распознаёт понижение температуры не одним универсальным способом, а сразу несколькими. Именно поэтому холодный ветер, ледяная вода и прохладный напиток воспринимаются совершенно по-разному. Об этом сообщает журнал Acta Physiologica.

Два механизма вместо одного

Учёные из Института нейронаук в Испании пришли к выводу, что кожа и внутренние органы используют разные биологические "инструменты" для распознавания холода. Исследование провела группа под руководством Феликса Вианы, содиректора лаборатории сенсорной трансдукции и ноцицепции. Институт нейронаук является совместным проектом Испанского национального исследовательского совета и Университета Мигеля Эрнандеса в Эльче. Полученные данные уточняют представления о терморегуляции и дополняют более широкие исследования о том, как работает восприятие температуры телом в разных физиологических состояниях.

Результаты показали, что ключевую роль играет тип ткани. Кожа реагирует на понижение температуры в основном через ионный канал TRPM8. Этот рецептор особенно чувствителен к прохладной внешней среде и активируется, когда температура воздуха или поверхности снижается, запуская защитные поведенческие реакции.

Почему холод ощущается по-разному

Внутренние органы, включая лёгкие и желудок, используют иной молекулярный датчик — TRPA1. Он запускается при охлаждении тканей внутри тела и связан с регуляцией внутренних процессов. Такое разделение механизмов объясняет, почему вдох морозного воздуха или глоток ледяной воды вызывает иные ощущения, чем контакт кожи с холодным предметом. Разные рецепторы формируют разные сигналы, которые мозг интерпретирует по-своему.

"Кожа оснащена специальными датчиками, которые позволяют нам обнаруживать холод в окружающей среде и адаптировать защитное поведение", — объясняет содиректор лаборатории сенсорной трансдукции и ноцицепции Феликс Виана.

"В отличие от этого, обнаружение холода внутри тела, по-видимому, зависит от других сенсорных цепей и молекулярных рецепторов, что отражает его более глубокую физиологическую роль во внутренней регуляции и реакции на раздражители окружающей среды", — добавляет он.

Как изучали реакцию нервной системы

Чтобы выявить различия, исследователи провели эксперименты на животных моделях. Они сравнили работу нейронов тройничного нерва, передающего сигналы от кожи и поверхности головы, с нейронами блуждающего нерва, связывающего мозг с внутренними органами. Такой подход позволил напрямую сопоставить реакции внешних и внутренних сенсорных путей.

Учёные использовали кальциевую визуализацию и электрофизиологические записи, отслеживая активность нервных клеток в реальном времени. Дополнительно применялись вещества, блокирующие отдельные молекулярные сенсоры, что позволило точно определить роль конкретных ионных каналов. В этом контексте особенно важны и новые методы визуализации, которые помогают точнее рассматривать структуру тканей и связывать её с работой сенсорных цепей.

Генетические доказательства и значение открытия

Ключевым этапом стали эксперименты с генетически модифицированными мышами, у которых отсутствовали каналы TRPM8 или TRPA1. Совмещение этих моделей с анализом экспрессии генов подтвердило, что каждый рецептор выполняет строго определённую функцию. Восприятие температуры оказалось тесно связано с физиологической ролью ткани, в которой работает тот или иной молекулярный датчик.

"Наши результаты позволяют получить более полное представление о том, как сенсорные системы в различных тканях кодируют тепловую информацию", — отмечает первый автор исследования Катарина Герс-Барлаг.

"Это открывает новые возможности для изучения того, как интегрируются эти сигналы и как они могут изменяться при патологических состояниях, например при некоторых невропатиях, при которых нарушается чувствительность к холоду", — подчёркивает она.

Исследование финансировалось государственными научными программами Испании и международной программой Human Frontier Science Program. Работа стала частью крупного проекта, посвящённого молекулярным основам восприятия холода у организмов, приспособленных к экстремальным температурам. Эти данные расширяют понимание работы сенсорных систем и могут быть полезны при разработке подходов к лечению нарушений температурной чувствительности.