A prima vista, il metallo caldo di una teiera e un cubetto di ghiaccio non hanno nulla in comune. Ma questi due oggetti possono essere dolorosi. Il forte caldo e il forte freddo hanno un effetto estremamente spiacevole sulla pelle umana - lo sappiamo fin dall'infanzia. Ma quello che abbiamo imparato più di recente è che il cervello percepisce questi estremi di temperatura quasi allo stesso modo. Spesso pensiamo che sia la pelle - e i nervi che contiene - ad essere direttamente responsabili del senso del tatto, ma quello che i biologi chiamano "sistema somatosensoriale" in realtà include una gamma più ampia di sensi.
Tra questi, ovviamente, c'è il tatto stesso, cioè il riconoscimento degli stimoli meccanici della pelle, ma anche la propriocezione, cioè la capacità di percepire l'orientamento e la posizione del corpo, e la nocicezione, che è responsabile della capacità del corpo di identificare gli stimoli dannosi. La sensazione di dolore è la risposta del corpo alla nocicezione.
Che lo stimolo del dolore sia meccanico, chimico o termico, la nocicezione ci spinge a liberarcene. Metti la tua mano nel fuoco e sentirai una sensazione di bruciore che farà tirare fuori la tua mano dal fuoco il più rapidamente possibile. Questa non è la sensazione più piacevole - il dolore - ma dimostra che il tuo corpo sta cercando di tenerti al sicuro. Se perdi la capacità di provare dolore, sarà molto brutto.
"Il principio di base", dice un neuroscienziato della Duke University York Grundle, "è che i neuroni sensoriali che si trovano in tutto il corpo hanno una serie di canali che vengono attivati direttamente dalle temperature fredde o calde". Studiando topi geneticamente modificati negli ultimi quindici anni, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che questi canali - proteine incorporate nelle pareti dei neuroni - sono direttamente coinvolti nella percezione della temperatura.
Il canale TRPV1 meglio studiato risponde al calore intenso. TRPV1 di solito non viene attivato fino a quando lo stimolo non raggiunge i 42 gradi, che gli esseri umani ei topi generalmente considerano estremamente caldi. Non appena la tua pelle raggiunge questa soglia, il canale si attiva, attiva l'intero nervo e un semplice segnale viene trasmesso al cervello: oh!
"Con il freddo, in linea di principio, si applicano gli stessi meccanismi", spiega Grundle, tranne per il fatto che esiste una proteina chiamata TRPM8, che si attiva quando fa freddo, non necessariamente molto fredda.
Rimane TRPA1, che è forse la classe meno studiata di queste proteine. Sebbene i ricercatori abbiano scoperto che si attiva in risposta a stimoli estremamente freddi, non è chiaro se sia coinvolto nel processo stesso di rilevamento di questi stimoli.
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Insieme, queste tre proteine - TRPV1, TRPM8 e TRPA1 - consentono alla pelle di rilevare le temperature in un intervallo e al corpo di rispondere di conseguenza. E poiché sono nocicettori, il compito di queste proteine è di aiutarti a evitare certe temperature, non di cercarle. I topi con versioni difettose del recettore TRPM8, ad esempio, non evitavano più le temperature fredde. Ciò significa che i topi - e forse noi - non sono attivamente alla ricerca di temperature piacevoli. Invece, evitano attivamente il caldo e il freddo estremi, preferendo un ambiente caldo e calmo.
Sebbene gli scienziati abbiano identificato i confini termici in corrispondenza dei quali questi recettori TRP diventano attivi, ciò non significa che non possano essere modulati. Dopo tutto, una doccia calda può essere insopportabilmente calda se non sei scottato dal sole. "È stato dimostrato che ciò è dovuto all'infiammazione della pelle che sensibilizza il canale TRPV1", dice Grandl, "abbassando la soglia alla quale questi nervi trasmettono dolore al cervello".
Ma la temperatura non è l'unica cosa che attiva questi recettori; anche le piante. Potrebbe non sorprenderti che TRPV1, che viene attivato dal calore estremo, sia attivato anche dalla capsaicina, che conferisce al peperoncino la sua spezia. E TRPM8 risponde al potere rinfrescante del mentolo, che si trova nelle foglie di menta. TRPA1 è anche chiamato il "recettore del wasabi" per il fatto che è attivato dai componenti pungenti delle piante di senape.
In che modo le piante hanno sviluppato sostanze chimiche che attivano i recettori, solitamente attivati dalla temperatura? Il biologo molecolare dell'Università di Washington Ajay Dhaka spiega che la capsaicina non fa nulla con TRPV1 in pesci, uccelli o conigli, ma attiva lo stesso recettore negli esseri umani e nei roditori. "Le piante possono aver sviluppato la capsaicina in modo che alcuni animali non le mangiassero, lasciate sole", ma le piante erano commestibili per altre creature. È possibile che meccanismi simili abbiano portato all'evoluzione del mentolo e della senape.
In altre parole, questa curiosa relazione tra piante e temperature può riflettere la profonda storia evolutiva delle piante piuttosto che degli animali. Le piante potrebbero aver trovato un modo per hackerare le capacità di rilevamento della temperatura del nostro corpo e quindi manomettere componenti che attivano i recettori del dolore.
Pertanto, il fatto che stiamo sudando, mangiando adzhika con rafano, non è associato ad alcuna proprietà inerente al pepe, ma solo al fatto che la capsaicina e il calore attivano i nervi della pelle allo stesso modo.
Utilizzando un recettore sintonizzato su stimoli nocivi, queste piante hanno trovato un modo subdolo per evitare di essere divorate … finché non abbiamo trovato un modo per goderci il cibo piccante e bollente e versare la senape su tutto. Quindi la prossima volta che ti accorgi di essere letteralmente fatto a pezzi da un potente peperoncino, prenditi un momento e considera che ciò che sta accadendo è il risultato di milioni di anni di battaglia evolutiva tra piante e animali. Battaglie in cui sembra che stiamo vincendo (ma questo non è certo).
ILYA KHEL
