触覚・温度覚・痛覚

ざらざらした面を指先でなでると皮膚が振動します。メルケル細胞という受容器が、1秒間に約5～15回のゆっくりした振動をとらえます。

1枚の皮膚に多くの感覚

暑い日に芝生をはだしで歩くと、暖かい日差し、そよ風、足の下の草の一本一本を感じます。皮膚がもつ触れる感覚は1つではなく、いくつもあります。OpenStaxは一般感覚として、圧覚、振動覚、軽い触覚、くすぐったさ、かゆみ、温度覚、痛覚、固有感覚（体の位置）、運動感覚（体の動き）をあげています。それぞれを、専用の種類の受容器がとらえます。

受容器のつくりには3種類あります。1つ目は、むき出しの神経終末で自由神経終末と呼ばれ、枝が組織の中に広がっています。真皮にある痛みと温度の受容器はこの種類です。2つ目は、神経終末が結合組織の被膜に包まれたもので、そのおかげで特定の押され方に対して感度が高くなっています。3つ目は、目の視細胞のような特殊な受容細胞です。

熱さ、冷たさ、そして唐辛子

温度は温度受容器で感じます。ふだんの体温より温かいことに反応するものと、冷たさに反応するものがあります。では、温度はどのようにして電気信号になるのでしょうか。この問いの答えが出たのは、つい最近のことです。1990年代の終わりに、デヴィッド・ジュリアスは、唐辛子を辛くする化合物であるカプサイシンを使って、神経終末にあるセンサーを探しました。彼のチームは、細胞をカプサイシンに反応させるたった1つの遺伝子を見つけました。それはイオンチャネルをつくる遺伝子で、のちにTRPV1と名づけられたこのチャネルは、痛いほど熱いと感じる温度でも開きます。唐辛子が実際には熱くないのに熱く感じるのはこのためです。

その後、ジュリアスとアーデム・パタプティアンはそれぞれ別に、メントールを使って冷たさで活性化されるチャネルTRPM8を見つけました。パタプティアンは触覚のセンサーも探しました。彼のチームは細いガラスのピペットで細胞を1つずつつつき、72個の候補遺伝子を1つずつ絞りこんで、圧力で活性化される新しいチャネルを見つけました。ギリシア語で圧力を意味する言葉から、これはPiezo1と名づけられました。似たチャネルのPiezo2は、触覚と体の位置の感覚に欠かせないことがわかりました。2人は2021年のノーベル生理学・医学賞を共同で受賞しました。

痛みと体の位置

痛みは侵害受容器で感じます。OpenStaxは、痛みは主に化学的な感覚だと説明しています。ストレスを受けたり傷ついたりした組織が化学物質を出し、それがこの神経終末の受容体タンパク質を活性化するのです。痛みは、組織がストレスを受けている、または傷ついているという警告の役割をします。

目を閉じて自分の鼻にさわってみましょう。それができるのは固有感覚のおかげです。筋紡錘は筋肉がどれだけ伸びているかを、ゴルジ腱器官は腱にかかる張力を知らせます。伸びの受容器は筋肉を守る役目もします。伸ばしすぎると、筋肉が切れる前に反射が筋肉を引き戻します。

これは体のつくりとはたらきについての教材です。医学的な助言ではなく、診断や治療に使うものではありません。