Осязание, температура и боль

Проведи кончиком пальца по шершавой поверхности, и кожа завибрирует; рецептор, называемый клеткой Меркеля, воспринимает медленные колебания примерно от 5 до 15 в секунду.

Много чувств в одной коже

Пройдись босиком по газону в жаркий день, и ты ощутишь тепло солнца, ветерок и каждую травинку под ногами. У кожи не одно чувство осязания, а несколько. OpenStax относит к общей чувствительности давление, вибрацию, лёгкое прикосновение, щекотку, зуд, температуру, боль, проприоцепцию (положение тела) и кинестезию (движение тела). Каждое ощущение воспринимает свой тип рецептора.

Рецепторы бывают трёх вариантов строения. Одни представляют собой голые нервные окончания, называемые свободными, с ветвями, расходящимися по ткани. Так устроены болевые и температурные рецепторы дермы. Другие являются нервными окончаниями в капсуле из соединительной ткани, которая повышает чувствительность к определённому виду давления. Третий вариант — специализированная рецепторная клетка, например фоторецептор глаза.

Горячее, холодное и перец чили

Температуру воспринимают терморецепторы: одни настроены на тепло выше обычной температуры тела, другие на холод. Как температура превращается в электрический сигнал? Ответ нашли лишь недавно. В конце 1990-х годов Дэвид Джулиус использовал капсаицин, вещество, вызывающее жжение перца чили, чтобы найти чувствительный элемент в нервных окончаниях. Его команда обнаружила один ген, заставлявший клетки реагировать на капсаицин. Он кодировал ионный канал, позже названный TRPV1, который также открывается при температурах, воспринимаемых как болезненно горячие. Поэтому чили кажется горячим, хотя это не так.

Затем Джулиус и Ардем Патапутян, работая независимо, использовали ментол, чтобы найти TRPM8, канал, активируемый холодом. Патапутян также искал рецептор прикосновения. Его команда надавливала на отдельные клетки тонкой стеклянной пипеткой, последовательно сокращала список из 72 генов-кандидатов и нашла новый канал, активируемый давлением. Его назвали Piezo1 от греческого слова «давление». Родственный канал Piezo2 оказался необходим для осязания и восприятия положения тела. Эти учёные разделили Нобелевскую премию по физиологии или медицине 2021 года.

Боль и положение тела

Боль воспринимают ноцицепторы. OpenStax описывает боль преимущественно как химическое чувство: напряжённые или повреждённые ткани выделяют вещества, активирующие рецепторные белки на этих нервных окончаниях. Боль предупреждает, что ткань испытывает нагрузку или повреждена.

Закрой глаза и коснись носа. Ты можешь сделать это благодаря проприоцепции. Мышечные веретёна сообщают, насколько растянута мышца, а сухожильные органы Гольджи сообщают о натяжении сухожилий. Рецепторы растяжения также защищают мышцу: если растяжение слишком велико, рефлекс сокращает мышцу прежде, чем она успеет порваться.

Это учебный материал о строении и работе тела. Это не медицинская консультация, и он не предназначен для диагностики или лечения.