Tast, temperatuur en pijn

Strijk met een vingertop over een ruw oppervlak en de huid trilt; een receptor die een Merkelcel heet, neemt langzame trillingen van ongeveer 5 tot 15 per seconde waar.

Veel zintuigen in één huid

Loop op een hete dag op blote voeten over een grasveld en je voelt de warme zon, de bries en elk grassprietje onder je voeten. De huid heeft niet één tastzintuig maar meerdere. OpenStax noemt druk, trilling, lichte aanraking, kietelen, jeuk, temperatuur, pijn, proprioceptie (lichaamshouding) en kinesthesie (lichaamsbeweging) onder de algemene zintuigen. Elk wordt opgevangen door een eigen soort receptor.

Receptoren kunnen op drie manieren zijn opgebouwd. Sommige zijn kale zenuwuiteinden, vrije zenuwuiteinden genoemd, met takken die door het weefsel verspreid zijn. De pijn- en temperatuurreceptoren in de lederhuid zijn van dit type. Sommige zijn zenuwuiteinden gewikkeld in een kapsel van bindweefsel, wat ze gevoeliger maakt voor een bepaald soort druk. De derde soort is een gespecialiseerde receptorcel, zoals een fotoreceptor in het oog.

Heet, koud en de chilipeper

Temperatuur wordt waargenomen door thermoreceptoren, sommige afgestemd op warmte boven de normale lichaamstemperatuur en andere op kou. Hoe wordt een temperatuur een elektrisch signaal? Die vraag is pas onlangs beantwoord. In de late jaren 1990 gebruikte David Julius capsaïcine, de stof die chilipepers laat branden, om naar de sensor in zenuwuiteinden te zoeken. Zijn team vond één gen dat cellen op capsaïcine liet reageren. Het codeerde voor een ionkanaal, later TRPV1 genoemd, dat ook opengaat bij temperaturen die wij als pijnlijk heet voelen. Daarom voelt chili heet aan, ook al is het dat niet.

Julius en Ardem Patapoutian, die los van elkaar werkten, gebruikten daarna menthol om TRPM8 te vinden, een kanaal dat door kou wordt geactiveerd. Patapoutian zocht ook naar de sensor voor tast. Zijn team prikte met een fijne glazen pipet in afzonderlijke cellen, nam 72 kandidaatgenen een voor een door tot er een over was, en vond een nieuw drukgeactiveerd kanaal dat ze Piezo1 noemden, naar het Griekse woord voor druk. Een verwant kanaal, Piezo2, bleek essentieel voor tast en voor het waarnemen van de houding van het lichaam. De twee wetenschappers deelden in 2021 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde.

Pijn en lichaamshouding

Pijn wordt waargenomen door nociceptoren. OpenStax beschrijft pijn als vooral een chemisch zintuig: belast of beschadigd weefsel geeft stoffen af die receptoreiwitten op deze zenuwuiteinden activeren. Pijn werkt als een waarschuwing dat weefsel onder spanning staat of beschadigd is.

Sluit je ogen en raak je neus aan. Dat kun je dankzij proprioceptie. Spierspoeltjes melden hoe ver een spier is uitgerekt, en peesorganen van Golgi melden de spanning in pezen. Rekreceptoren beschermen de spier ook: als je te ver rekt, trekt een reflex de spier terug voordat hij scheurt.

Dit is lesmateriaal over hoe het lichaam is gebouwd en werkt. Het is geen medisch advies en is niet bedoeld om iemand te diagnosticeren of te behandelen.