您的身體以兩種不同的方式感覺涼爽。

神經科學研究所 (IN) 感覺轉導和傷害感受實驗室聯席主任費利克斯·維亞納 (Félix Viana) 領導的研究人員發現,人體感知寒冷的方式並不相同。皮膚和內臟器官依靠不同的分子系統來檢測溫度下降。神經科學研究所 (IN) 是西班牙國家研究委員會 (CSIC) 和埃爾切米格爾·埃爾南德斯大學 (UMH) 的聯合研究中心。這項工作為人體如何維持體溫穩態提供了新的見解,並可能有助於解釋與對寒冷異常敏感相關的疾病。

研究結果發表在科學雜誌上。 生理學學報 研究表明,對寒冷的感知因身體部位的不同而不同。在皮膚中,低溫主要由稱為 TRPM8 的離子通道檢測,該離子通道專門用於感知寒冷環境。然而,在身體內部,肺和胃等器官很大程度上依賴於一種名為TRPA1的分子傳感器來記錄溫度的變化。

為什麼皮膚和體內的冷感不同?

此類別有助於解釋一種熟悉的體驗:皮膚上的涼爽感覺與呼吸冰冷空氣或吞嚥冷飲的感覺非常不同。每種類型的組織都會激活自己的生物途徑來檢測溫度的變化。正如菲利克斯·維亞納 (Félix Viana) 所解釋的那樣,“皮膚具有特定的傳感器,使我們能夠檢測環境的寒冷程度並調節保護行為,”他補充道。 “相反,體內的寒冷檢測似乎依賴於不同的感覺迴路和分子受體。這反映了內部控制和對環境刺激的反應中更深層次的生理作用。”

冷神經研究

為了揭示這些差異,研究人員使用了動物模型,使他們能夠直接研究負責檢測寒冷的感覺神經元。他們專注於兩條主要的神經通路。一是三叉神經。攜帶來自皮膚和頭部表面的感覺信息另一個是迷走神經,它是大腦與肺部和消化系統等內臟器官之間的重要溝通路線。

研究小組利用鈣成像和電生理記錄研究了這些神經的神經元如何響應溫度變化。這些技術使科學家能夠實時觀察神經活動。他們還使用阻斷某些分子傳感器的藥物。這使得確定每種類型的神經元中哪些離子通道處於活躍狀態成為可能。

遺傳證據證實了不同的作用

研究人員還通過將這些實驗與基因表達分析相結合來研究缺乏 TRPM8 或 TRPA1 傳感器的轉基因小鼠,從而強化了他們的發現。他們證實,每個傳感器在冷感知中發揮著不同的作用。這取決於所涉及的組織。結果表明,溫度傳感與身體各部位的特定生理作用密切相關。內臟器官使用與皮膚中不同的分子機制。

該研究的第一作者 Katharina Gers-Barlag 強調了這項工作的更廣泛的重要性。 “我們的研究結果揭示了一個更複雜和更詳細的視圖,即不同組織中的感覺系統如何編碼熱數據?這為研究這些信號如何組合開闢了新途徑。以及這些變化如何在病理條件下發生,例如在冷敏感性受到干擾的某些神經系統疾病中?”

國際資助與合作

該研究得到了多個資金來源的支持。包括西班牙國家科學技術研究與創新計劃。西班牙國家研究機構 – 科學、創新和大學部,通過塞韋羅·奧喬亞卓越中心計劃。和巴倫西亞地區政府(Generalitat Valenciana)。該研究也是由人類前沿科學計劃(HFSP)資助並由神經科學研究所維亞納協調的國際項目的一部分。它的目的是了解適應極端高溫環境的物種冷感知的分子基礎。

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