19.12 : Isısal Algılama

Periferik termosensasyon, dış sıcaklığın algılanmasıdır. Sıcaklıktaki bir değişiklik (cildin ve diğer dokuların yüzeyinde), geçici reseptör potansiyeli veya TRP reseptörleri olarak adlandırılan sıcaklığa duyarlı iyon kanalları ailesi tarafından tespit edilir. Bu reseptörler serbest sinir uçlarında bulunur. Soğuğu tespit edenler, cildin yüzeyine, sıcaklığı tespit eden sinir uçlarından daha yakındır. Bu termoTRP kanalları, sıcaklık seçici iken, nispeten seçici olmayan katyon geçirgenliğine sahiptir.

Soğuk Reseptörleri

Soğuk ile aktive edilen en az üç tip reseptör vardır ve bunların TRPM8 ve TRPA1 özellikle hassastır. TRPM8 yaklaşık 10-26 ^oC (50-79 ^oF) sıcaklık aralığına duyarlıdır ve büyük ölçüde ağrısız, ya da zararsız, soğuk algısı ile ilişkilidir. Nane yaprakları bulunan bir bileşik olan mentol bu reseptörü aktive edebilir ve bu mentolün neden serin olarak algılandığını açıklamaya yardımcı olur. Sıcaklıklar acı hissedecek kadar düşük olduğunda (yani, zararlı soğuk), TRPA1 reseptörleri aktive edilir. TRPA1 reseptörleri 17 ^oC'den (~63 ^oF) daha düşük herhangi bir sıcaklığa yanıt verir.

Sıcak Reseptörleri

Isıya tepki veren en az yedi reseptör vardır. Bunlardan beşi zararsız sıcaklık aralığındaki sıcaklıklara tepki verir: TRPM2 (23-38 ^oC, veya ~73-100^oF), TRPC5 (26-38 ^oC, veya ~79-100^oF, TRPV4 (27-34 ^oC, veya ~81-93 ^oF), TRPV3 (33-40 ^oC, veya ~91-104^oF) ve TRPM3 (>40^oC, veya 104^oF). Ağrılı (zararlı) ısı TRPV1 reseptörleri tarafından tespit edilir ve bu reseptör 42 ^oC’den (~108^oF) daha büyük sıcaklıklara yanıt verir. TRPV1 reseptörü ilk olarak biberde bulunan bir bileşik olan kapsaisine tepki verdiği için keşfedildi. Mentol ve soğuk gibi kapsaisin de sıcaklığı değiştirmeden ısı algısını sağlar. TRPV2 reseptörleri çok sıcak ve ağrılı sıcaklıklara (yani, aşırı zararlı ısı) yanıt verir ve 52^oC’den (~126 ^oF) sonra aktive olurlar.

Transdüksiyon ve Sinyal Yolakları

Sıcaklık bilgisi sinir uçlarındaki elektrik sinyallerine dönüştürülür. Sinirler sıcaklık bilgisi taşıdığında, zararsız sıcak ve soğuk bilgi beyne ulaşana kadar ayrı tutulur. Soğuk sinyaller, sinyalleri hızlı bir şekilde ileten özel miyelinli A-δ lifleri ve daha yavaş, miyelinsiz C-lifleri tarafından taşınır. Sıcak sinyalleri ise kendilerine ait miyelinsiz C-lifleri tarafından taşınır. Dokunma bilgileri gibi, vücudun sol tarafındaki sıcaklık bilgileri de beynin sağ yarıküresinde işlenir. Sinyal, hipotalamusa iletilmeden önce omurilikte çaprazlanır. Orada, bilgi titreme veya terleme gibi bedensel işlevleri düzenlemek veya ayarlamak için kullanılır. Zararsız sıcak ve soğuk sinyaller nihayet çeşitli kortikal bölgelere, özellikle de orbitofrontal kortekse iletilir.

Ağrılı sıcaklık bilgileri, sıcaklığa özgü olmayan ve hem sıcak hem de soğuk sinyalleri taşıyabilen C ve Aδ lifleri kullanılarak ayrı bir yol ile taşınır. Zararsız sıcaklık sinyalleri gibi, omurilikte çaprazlanır ve hipotalamusa gönderilir. Hipotalamustan sonra bilgi anterior singulat korteks gönderilir bu arada sıcak ya da soğuk algısı oluşturulur.

Çalışmalar, bireylerin bilinçli olarak sırasıyla yaklaşık 31^oC ve 34^oC'de soğukluk ve sıcaklık hissetmeye başladığını göstermektedir. 31^oC ve 34^oC arasındaki değerler, cildin yüzey sıcaklığına benzerdir ve fark edilemeyebilir. Soğukluk ve sıcaklıktan kaynaklanan ağrılar sırasıyla <12 ^oC ve >45 ^oC sıcaklıklarında algılanır.