19.12 : الحسّ الحراري

التحسس الحراري المحيطي هو إدراك درجة الحرارة الخارجية. تم الكشف عن تغير في درجة الحرارة (على سطح الجلد والأنسجة الأخرى) من قبل عائلة من القنوات الأيونية الحساسة لدرجة الحرارة تسمى مستقبلات حسية عابرة ، أو مستقبلات TRP. توجد هذه المستقبلات على نهايات عصبية حرة. أولئك الذين يكتشفون درجات الحرارة الباردة أقرب إلى سطح الجلد من النهايات العصبية التي تكتشف الدفء. هذه القنوات الحرارية للمستقبلات الحسية العابرة ، لها نفاذية غير انتقائية للكاتيون نسبياً ، بينما لها انتقائية لدرجة الحرارة.

مستقبلات باردة

هناك ثلاثة أنواع على الأقل من المستقبلات التي يتم تنشيطها بالبرودة ، منها TRPM8 و TRPA1 حساسة بشكل خاص. TRPM8 له نطاق حساسية لدرجة الحرارة من حوالي ١٠-٢٦ درجة مئوية (٥٠-٧٩ فهرنهايت) ، ويرتبط إلى حد كبير بإدراك أن البرد غير مؤلم أو غير ضار. المنثول ، وهو مركب موجود في أوراق النعناع ، يمكنه أيضاً تنشيط هذا المستقبل ، مما يساعد في تفسير سبب اعتبار هذه النكهة باردة في كثير من الأحيان. عندما تكون درجات الحرارة منخفضة بما يكفي للشعور بالألم (أي البرد الضار) ، يتم تنشيط مستقبلات TRPA1. تستجيب مستقبلات TRPA1 لأي درجة حرارة أقل من ١٧ (~ ٦٣ فهرنهايت).

مستقبلات ساخنة

هناك ما لا يقل عن سبعة مستقبلات تستجيب للحرارة. خمسة منها تستجيب لدرجات الحرارة في نطاق الدفء غير الضار: TRPM2 (٢٣-٣٨ درجة مئوية ، أو ٧٣-١٠٠ فهرنهايت) ، TRPC5 (٢٦-٣٨ درجة مئوية ، أو ~٧٩-١٠٠ فهرنهايت) ، TRPV4 (٢٧-٣٤ درجة مئوية ، أو ~٨١-٩٣ فهرنهايت) ، TRPV3 (٣٣-٤٠ درجة مئوية ، أو ~٩١-١٠٤ فهرنهايت) ، TRPM3 (>٤٠ درجة مئوية ، أو ~١٠٤ فهرنهايت). يتم الكشف عن الحرارة المؤلمة (أي الضارة) بواسطة مستقبلات TRPV1 ، و التي تستجيب لدرجات حرارة أكبر من ٤٢ درجة مئوية (~١٠٨ فهرنهايت). تم اكتشاف مستقبلات TRPV1 لأول مرة لأنها تستجيب بشكل جيد للكابسيسين ، و هو مركب موجود في الفلفل الحار. مثل المنثول و البرد ، يوفر الكابسيسين إدراكاً للحرارة دون تغيير درجة الحرارة. تستجيب مستقبلات TRPV2 للحرارة الشديدة ودرجات حرارة مؤلمة (على سبيل المثال ، حرارة ضارة للغاية) ، تلك التي تزيد عن ٥٢ درجة مئوية.

مسارات النقل و الإشارات

يتم تحويل معلومات درجة الحرارة إلى إشارات كهربائية في النهايات العصبية. عندما تحمل الأعصاب معلومات درجة الحرارة ، يتم الاحتفاظ بمعلومات الدفء والبرودة الغير ضارين منفصلة حتى تصل إلى الدماغ. يتم نقل الإشارات الباردة بواسطة Aδ المخصص بالنخاع ؛ الألياف التي تديم الإشارات بسرعة ، وكذلك الألياف C غير المحاطة بنخاع. يتم نقل إشارات الدفء بواسطة ألياف C غير المحاطة بنخاع. مثل معلومات اللمس ، تتم معالجة معلومات درجة الحرارة للجانب الأيسر من الجسم في النصف الأيمن من الدماغ. تتقاطع الإشارة في النخاع الشوكي قبل نقلها إلى منطقة ما تحت المهاد. هناك ، تُستخدم المعلومات لتنظيم أو ضبط وظائف الجسم ، مثل الارتعاش أو التعرق. يتم أخيراً نقل الإشارات الدافئة والباردة الغير ضارة إلى عدة مناطق قشرية _ ولا سيما القشرة الأمامية المدارية.

تأخذ معلومات درجة الحرارة المؤلمة مساراً منفصلاً ، باستخدام الألياف C و Aδ التي ليست خاصة بدرجة الحرارة ويمكن أن تحمل إشارات ساخنة وباردة. مثل إشارات درجة الحرارة غير الضارة ، فإنها تتقاطع في النخاع الشوكي وترسل إلى منطقة ما تحت المهاد. من منطقة ما تحت المهاد ، يتم إرسال المعلومات إلى القشرة الحزامية الأمامية ، مما يولد الإحساس بألم البرودة أو الحرارة.

تشير الدراسات إلى أن الأفراد يكتشفون عن وعي شعوراً بالبرودة والدفء عند حوالي ٣١ درجة مئوية و ٣٤ درجة مئوية على التوالي. النطاق بين ٣١ درجة مئوية و ٣٤ درجة مئوية مشابه لدرجة حرارة سطح الجلد وقد لا يكون ملحوظاً. يُلاحظ الألم الناتج عن البرودة والحرارة عند درجات حرارة تبلغ حوالي <١٢ درجة مئوية و >٤٥ درجة مئوية ، على التوالي.