Як ми відчуваємо холод і чому мерзнемо по-різному

Хтось спо­кій­но вихо­дить на мороз у лег­кій кур­тці, а хтось почи­нає трем­ті­ти вже при +10. Різну чутли­вість до холо­ду зазви­чай поясню­ють пога­ним кро­во­обі­гом, ста­ту­рою або зви­чка­ми. Але доне­дав­на наука не мала чіткої від­по­віді, який саме меха­нізм у тілі дозво­ляє нам від­чу­ва­ти справ­жній холод — не про­сто прохо­ло­ду, а тем­пе­ра­ту­ру нижче при­бли­зно 15 градусів.

Нове дослі­дже­н­ня ней­ро­біо­ло­гів запов­ни­ло цю про­га­ли­ну. Вчені іден­ти­фі­ку­ва­ли білок, який пра­цює як сен­сор холо­ду у ссав­ців. Це від­кри­т­тя не лише пояснює, чому ми мер­зне­мо по-різно­му, а й від­кри­ває пер­спе­кти­ви для ліку­ва­н­ня болі­сних реа­кцій на холод.

Де в організмі «живе» відчуття холоду

Дослідження тер­мо­чу­тли­во­сті три­ває вже понад два деся­ти­лі­т­тя. Спочатку нау­ков­ці від­кри­ли білки, які реа­гу­ють на тепло і жар. Пізніше з’ясували, як орга­нізм роз­пі­знає помір­но теплі та прохо­ло­дні тем­пе­ра­ту­ри. Але що саме дозво­ляє від­чу­ти справ­жній холод, зали­ша­ло­ся загадкою.

Відповіддю виявив­ся білок GluK2. У серії екс­пе­ри­мен­тів дослі­дни­ки вимкну­ли ген, що від­по­від­ає за його виро­бле­н­ня, у гене­ти­чно моди­фі­ко­ва­них мишей. Результат був пока­зо­вий: тва­ри­ни нор­маль­но реа­гу­ва­ли на тепло, сере­дні та прохо­ло­дні тем­пе­ра­ту­ри, але пов­ні­стю ігно­ру­ва­ли холод. Для їхньої нер­во­вої систе­ми низь­кі тем­пе­ра­ту­ри ніби пере­ста­ли існувати.

Це озна­чає, що GluK2 віді­грає клю­чо­ву роль у запу­ску сигна­лу «мені холо­дно» ще на рівні сен­сор­них нейронів.

Чому цей білок особливий для мозку

Цікаво, що GluK2 пра­цює не лише в пери­фе­ри­чній нер­во­вій систе­мі, де спри­йма­ю­ться сигна­ли зі шкіри. Його також вияви­ли в ней­ро­нах голов­но­го мозку, де він бере участь у хімі­чній кому­ні­ка­ції між клітинами.

Вчені при­пу­ска­ють, що ці дві фун­кції з’явилися в різний час. Здатність від­чу­ва­ти тем­пе­ра­ту­ру — дуже давня. Ген GluK2 має «роди­чів» по всьо­му ево­лю­цій­но­му дере­ву, аж до одно­клі­тин­них бакте­рій. У них немає мозку, але є потре­ба одно­ча­сно реа­гу­ва­ти і на тем­пе­ра­ту­ру, і на хімі­чні сигна­ли довкілля.

Нейронна фун­кція GluK2, пов’язана з пере­да­чею сигна­лів у мозку, ймо­вір­но, сфор­му­ва­ла­ся зна­чно пізні­ше — вже на скла­дні­ших ета­пах ево­лю­ції нер­во­вої системи.

Навіщо це відкриття медицині

Розуміння того, як саме фор­му­є­ться від­чу­т­тя холо­ду, має не лише тео­ре­ти­чне зна­че­н­ня. Для деяких людей холод — це не про­сто дис­ком­форт, а дже­ре­ло болю.

Особливо часто з цим сти­ка­ю­ться паці­єн­ти, які про­хо­дять хіміо­те­ра­пію. У них може роз­ви­ва­ти­ся під­ви­ще­на чутли­вість до холо­ду, коли навіть лег­кий дотик холо­дно­го пре­дме­та викли­кає різ­кий біль. Якщо відо­мо, який білок запу­скає цю реа­кцію, з’являється можли­вість впли­ва­ти на неї фармакологічно.

Потенційно це від­кри­ває шлях до ство­ре­н­ня ліків, які змен­шу­ва­ти­муть пато­ло­гі­чну реа­кцію на холод, не пору­шу­ю­чи інших важли­вих сен­сор­них функцій.

Що це говорить про нашу чутливість

Відчуття холо­ду — не абстра­ктне від­чу­т­тя, а чітко нала­што­ва­ний біо­ло­гі­чний про­цес. Він зале­жить від робо­ти кон­кре­тних біл­ків, ней­ро­нів і шля­хів пере­да­чі сигна­лів у мозок. Невеликі від­мін­но­сті в цих меха­ні­змах можуть поясню­ва­ти, чому люди настіль­ки по-різно­му пере­но­сять одна­ко­ву температуру.

Це також нага­дує, що наші від­чу­т­тя — резуль­тат ево­лю­ції, а не уні­вер­саль­на шкала. Те, що для одно­го — легка прохо­ло­да, для іншо­го може бути сигна­лом небезпеки.

Відкриття білка GluK2 запов­ни­ло важли­ву про­га­ли­ну в розу­мін­ні того, як орга­нізм від­чу­ває холод. Воно пока­зує, що навіть базо­ві від­чу­т­тя мають скла­дну біо­ло­гі­чну осно­ву і тісно пов’язані з ево­лю­цій­ною істо­рі­єю життя.

Це зна­н­ня не лише допо­ма­гає краще зро­зу­мі­ти вла­сні від­чу­т­тя, а й має пра­кти­чну цін­ність для меди­ци­ни. У май­бу­тньо­му воно може стати осно­вою для нових мето­дів ліку­ва­н­ня болі­сної чутли­во­сті до холо­ду та інших сен­сор­них порушень.