وجد الباحثون أن البرد يتم اكتشافه في الجلد بشكل مختلف عن الأعضاء الداخلية. يساعد هذا النظام المنقسم في تفسير سبب خلق الهواء البارد والمشروبات الباردة والأسطح الباردة أحاسيس مختلفة تمامًا.

وجدت مجموعة بحثية بقيادة فيليكس فيانا، المدير المشارك لمختبر التنبيغ الحسي واستقبال الألم في معهد العلوم العصبية (IN)، أن الجسم لا يعتمد على طريقة واحدة للكشف عن البرد. وبدلا من ذلك، يستخدم الجلد والأعضاء الداخلية آليات جزيئية متميزة لاستشعار التغيرات في درجات الحرارة. معهد علوم الأعصاب (IN) هو مركز أبحاث مشترك بين المجلس الوطني الإسباني للبحوث (CSIC) وجامعة ميغيل هيرنانديز في إلتشي (UMH). يعزز هذا الاكتشاف فهم العلماء للتوازن الحراري ويلقي الضوء على الحالات الطبية المرتبطة بالحساسية غير الطبيعية للبرد.

وقد نشرت النتائج مؤخرا في المجلة اكتا فيسيولوجيكا. لقد أظهروا أن إدراك البرد يختلف باختلاف الأنسجة المعنية. في الجلد، يتم اكتشاف درجات الحرارة المنخفضة بشكل أساسي عن طريق قناة أيونية تسمى TRPM8، وهي مناسبة بشكل خاص لاستشعار الظروف البيئية الباردة. وتعتمد الأعضاء الداخلية، بما في ذلك الرئتين والمعدة، بدلاً من ذلك على مستشعر جزيئي مختلف يُعرف باسم TRPA1 لتسجيل انخفاضات درجة الحرارة.

لماذا يشعر البرد بشكل مختلف داخل الجسم؟

تساعد أنظمة الاستشعار المنفصلة هذه في تفسير سبب الشعور بالبرد على الجلد بخلاف الإحساس باستنشاق الهواء الجليدي أو ابتلاع مشروب بارد جدًا. تقوم الأنسجة المختلفة بتنشيط مسارات بيولوجية مختلفة للكشف عن التغيرات في درجات الحرارة. وكما يوضح فيليكس فيانا، “الجلد مزود بأجهزة استشعار محددة تسمح لنا باكتشاف البرد البيئي وتكييف السلوكيات الدفاعية”. ويضيف: “في المقابل، يبدو أن اكتشاف البرد داخل الجسم يعتمد على دوائر حسية مختلفة ومستقبلات جزيئية، مما يعكس دوره الفسيولوجي الأعمق في التنظيم الداخلي والاستجابات للمحفزات البيئية”.

مقارنة الأعصاب التي تكشف البرد

لاستكشاف هذه الاختلافات، أجرى الباحثون تجارب باستخدام نماذج حيوانية سمحت لهم بمراقبة الخلايا العصبية الحسية المشاركة في اكتشاف البرد بشكل مباشر. وقارنوا الخلايا العصبية من العصب الثلاثي التوائم، الذي يحمل المعلومات الحسية من الجلد وسطح الرأس، مع الخلايا العصبية من العصب المبهم. يعمل العصب المبهم بمثابة الاتصال الحسي الأساسي بين الدماغ والأعضاء الداخلية مثل الرئتين والجهاز الهضمي.

درس الفريق كيفية تفاعل هذه الخلايا العصبية مع التغيرات في درجات الحرارة باستخدام تصوير الكالسيوم والتسجيلات الكهربية. أتاحت هذه الأساليب تتبع نشاط الأعصاب في الوقت الفعلي. وشملت التجارب أيضًا أدوية مصممة لحجب أجهزة استشعار جزيئية محددة، مما ساعد الباحثين على تحديد القنوات الأيونية المسؤولة عن اكتشاف البرد في كل مجموعة من الخلايا العصبية.

الأدلة الوراثية تؤكد الأدوار المميزة

وشملت الدراسة أيضًا فئرانًا معدلة وراثيًا تفتقر إلى مستشعرات TRPM8 أو TRPA1. ومن خلال الجمع بين هذه النماذج وتحليلات التعبير الجيني، أكد الباحثون أن كل قناة تلعب دورًا مختلفًا في إدراك البرودة. وتظهر النتائج أن استشعار درجة الحرارة يتكيف بشكل وثيق مع الوظيفة المحددة لكل نسيج، حيث تعتمد الأعضاء الداخلية على الآليات الجزيئية التي تختلف عن تلك التي يستخدمها الجلد.

وفقًا لكاثرينا غيرس-بارلاج، المؤلفة الأولى للدراسة، “تكشف النتائج التي توصلنا إليها عن رؤية أكثر تعقيدًا ودقة حول كيفية تشفير الأنظمة الحسية في الأنسجة المختلفة للمعلومات الحرارية. وهذا يفتح طرقًا جديدة لدراسة كيفية تكامل هذه الإشارات وكيف يمكن تغييرها في الحالات المرضية، مثل بعض الاعتلالات العصبية التي تتعطل فيها الحساسية للبرد“.

التمويل وأهداف البحث الأوسع

تم دعم البحث بتمويل من الخطة الوطنية الإسبانية للبحث العلمي والتقني والابتكار، ووكالة أبحاث الدولة الإسبانية داخل وزارة العلوم والابتكار والجامعات من خلال برنامج سيفيرو أوتشوا لمراكز التميز، وحكومة منطقة بلنسية الإقليمية (جنراليتات فالنسيانا). يعد هذا العمل جزءًا من مشروع دولي يموله برنامج علوم الحدود البشرية (HFSP) وينسقه فيانا في معهد علوم الأعصاب. يركز هذا الجهد الأوسع على فهم الأسس الجزيئية للإدراك البارد صِنف التي تتكيف مع بيئات درجات الحرارة القصوى.

المرجع: “آليات النقل لدرجة الحرارة الباردة في العقدة الثلاثية والمهبلية التي تعصب الأعضاء الطرفية المختلفة” بقلم كاثرينا جيرس-بارلاج، آنا جوميز ديل كامبو، بابلو هيرنابر، إيفا سيكسو، إيفا 2000، اكتا فيسيولوجيكا.
دوى: 10.1111/apha.70111

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.