Кіріспе
Терморецептор – арнайы емес сезім рецепторы, немесе дәлірек айтқанда, температураның абсолютті және салыстырмалы өзгерістерін кодтайтын сезім нейронының рецептивті бөлігі, көбінесе зиянсыз диапазон ішінде. Сүтқоректілердің шеткі жүйке жүйесінде жылу рецепторлары миелинсіз C талшықтары (төмен өткізгіштік жылдамдығы) деп саналады, ал суыққа жауап беретіндерде C талшықтары және жұқа миелинді A дельта талшықтары (жоғары өткізгіштік жылдамдығы) болады. Жылы рецепторға тиіс стимул – жылыну, ол олардың әрекет потенциалының шығарылу жиілігінің артуына әкеледі. Салқындату жылы рецепторлардың шығарылу жиілігін азайтады. Суық рецепторлардың оқшаулану жиілігі салқындату кезінде артады және жылыту кезінде төмендейді. Кейбір суық рецепторлар жоғары температурада, яғни әдетте 45°C жоғарыда, қысқа мерзімді әрекет потенциалымен жауап береді, бұл жылуға парадоксалды жауап деп аталады. Бұл мінез-құлықтың себебі әлі анықталған жоқ.
A thermoreceptor is a non specialised sense receptor, or more accurately the receptive portion of a sensory neuron, that codes absolute and relative changes in temperature, primarily within the innocuous range. In the mammalian peripheral nervous system, warmth receptors are thought to be unmyelinated C fibres (low conduction velocity), while those responding to cold have both C fibers and thinly myelinated A delta fibers (faster conduction velocity). The adequate stimulus for a warm receptor is warming, which results in an increase in their action potential discharge rate. Cooling results in a decrease in warm receptor discharge rate. For cold receptors their firing rate increases during cooling and decreases during warming. Some cold receptors also respond with a brief action potential discharge to high temperatures, i. e. typically above 45 °C, and this is known as a paradoxical response to heat. The mechanism responsible for this behavior has not been determined.
Орналасқан жері
Адамдарда Лиссауэр трактының аксондары арқылы температура немесе қысым сезімдері жұлынға еніп келеді. Лиссауэр тракты арқа мүйізінің сұр затындағы бірінші реттік нейрондармен бір немесе екі омыртқа деңгейі жоғарыда синапсқа түседі. Осы екінші реттік нейрондардың аксондары таламустың вентральды-постеролатеральды ядросына қарай көтеріле отырып, спиноталамустық жолға қосылып, кесіседі (декуссацияланады). Сүтқоректілерде температуралық рецепторлар тері (терілік рецепторлар ретінде), мүйіз қабығы және несеп көпіршігі сияқты әртүрлі тіндерді иннервациялайды. Сонымен қатар, мидың преоптикалық және гипоталамустық аймақтарындағы температураның шағын өзгерістеріне жауап беретін нейрондар да сипатталған, олар дене температурасы туралы ақпарат береді. Гипоталамус терморегуляцияға қатысады, терморецепторлар қоршаған ортаның өзгеруіне жауап ретінде дене температурасының күтілетін өзгеруіне алдын ала жауап беруге мүмкіндік береді.
Құрылымы
Терморецепторлар дәстүрлі түрде бос – маманданбаған – аяқтары бар деп сипатталған. Температура өзгерісіне жауап ретінде белсендіру механизмі толыққанды түсініксіз.
Функция
Салқынға сезімтал терморецепторлар салқындау, суық және жаңалық сезімдерін тудырады. Қиыршық қабықтағы суық рецепторлары көз жасының ("көз жастарын") булануынан туындайтын салқындауға жауап ретінде өрттену жылдамдығын арттырады және осылайша жымылу рефлексін тудырады деп саналады. Басқа терморецепторлар кері триггерлерге реакция жасайды және жылуды, ал кейде тіпті күйдіру сезімдерін тудырады. Бұл көбінесе капсаицинмен, яғни бұрыш тұқымдас өсімдіктерде кездесетін белсенді химиялық затпен жанасқанда байқалады. Капсаицин тілге (немесе кез келген ішкі бетке) тиген кезде нерв талшықтарын деполяризациялайды, соның салдарынан натрий мен кальций талшықтарға еніп, олардың жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Мұндай мүмкіндікке ие болу үшін талшықтарда белгілі бір терморецептор болуы керек. Капсаицинге және басқа жылу тудыратын химиялық заттарға жауап беретін терморецептор TRPV1 деп аталады. Жылуға жауап ретінде TRPV1 рецепторы иондардың өтуіне жол беретін каналдарды ашады, бұл жылу немесе күйдіру сезімін тудырады. TRPV1-дің TRPM8 деген молекулалық аналогы да бар. TRPV1-ден айырмашылығы, TRPM8 бұрын айтқандай салқындату сезімдерін тудырады. TRPV1 сияқты, TRPM8 белгілі бір химиялық триггерге иондық каналдарын ашу арқылы жауап береді. Бұл жағдайда химиялық триггер көбінесе ментол немесе басқа салқындатқыш заттар болып табылады. Тышқандарда жүргізілген зерттеулер осы екі рецептордың болуы температураны сезіну градиентін қамтамасыз ететінін көрсетті. TRPV1 рецепторы жоқ тышқандар жылы платформаға қарағанда айтарлықтай суық жерлерді анықтай алды. TRPM8 рецепторы жоқ тышқандар жылы платформа мен суық платформа арасындағы айырмашылықты анықтай алмады, бұл біздің суық сезіміміз бен сезінуіміз үшін TRPM8-ге тәуелді екенімізді көрсетеді.
Тарату
Жылы және суық рецепторлары қоршаған ортаның қауіпсіз температурасын сезуге қатысады. Организмге зиян келтіруі мүмкін температуралар, зиянды суыққа, зиянды ыстыққа немесе бірнеше зиянды күйдіру түріне жауап бере алатын ноцицепторлардың кіші топтары арқылы сезіледі (яғни, олар полимодалды). Салқындауға артық сезімтал сенсорлық нейрондардың жүйке ұштары теріде орташа тығыздықпен кездеседі, бірақ сонымен қатар мүйіз қабығында, тілде, несеп қуығында және бет терісінде салыстырмалы түрде жоғары кеңістіктік тығыздықпен кездеседі. Болжам бойынша, тілдегі суық рецепторлар дәм сезімін өзгертетін ақпаратты жеткізеді; яғни, кейбір тағамдар суық болғанда жақсырақ дәм татыса, ал басқалары - жоқ.
Трансдукция механизмі
Бұл зерттеу саласы соңғы уақытта транзиторлық рецепторлық потенциал (TRP) ақуыздар отбасын анықтау және клондау арқылы қызығушылық тудырды. Салқын рецепторларда температураны қабылдау TRPM8 каналы арқылы жүзеге асырылады. Бұл канал температураға кері пропорционалды шамадағы, аралас ішкі катиондық (негізінен Na+ иондарымен, бірақ канал Ca2+ иондарына да өткізгіш) токты өткізеді. Канал шамамен 10-35°C температуралық диапазонда сезімтал. TRPM8 канал клеткадан тыс лигандпен байланысу арқылы да белсендірілуі мүмкін. Ментол осылайша TRPM8 каналды белсендіре алады. TRPM8 нейрондарда экспрессияланатындықтан, олардың физиологиялық функциясы салқындату сигналын беру болып табылады, сондықтан ментол дене бетінің әртүрлі бөліктеріне қолданылғанда салқындату сезімін тудырады. Ментолдың суық рецепторларды, әсіресе тригеминальды (V) жүйкедегі аксондармен байланысқан бет аймақтарындағы рецепторларды белсендіруіне байланысты жаңалық сезімі, оның тіс пастасы, қырқу лосьондары, бет кремдері және басқа да гигиеналық құралдарда қолданылуына себеп болады. Салқынды қабылдаудың тағы бір молекулалық компоненті – калий иондарымен тасымалданатын сыртқы токты өткізетін, «ағынды» каналдардың температураға тәуелділігі. Кейбір ағынды каналдар екі порлы (2P) доменді калий каналдарының отбасынан шығады. 2P доменді каналдардың әртүрлі түрлерінің арасында кейбіреулері 28°C-тан төмен температурада тез жабылады (мысалы, KCNK4 (TRAAK), TREK). Температура сонымен қатар Na+/K+ АТФ-азаның активтілігін де өзгертеді. Na+/K+ АТФ-аза – АТФ-тың гидролизі кезінде 3Na+ ионын 2K+ ионына айырбастайтын P-типті насос. Бұл жасушадан оң зарядтың таза шығуына, яғни гиперполяризациялық тоққа әкеледі. Бұл токтың шамасы насостың активтілік деңгейіне пропорционал. Нейронның әртүрлі температураға сезімтал ақуыздарының жиынтығы суық рецепторды құрайды деп ұсынылған. Нейронның осы пайда болатын қасиеті жоғарыда аталған ақуыздардың экспрессиясын, сондай-ақ гиперполяризациялық белсендірілген, циклдік нуклеотидтік қақпалы (HCN) каналды және жылдам белсендірілетін және инактивацияланатын өтпелі калий каналды (IKA) қоса алғанда, әртүрлі кернеуге сезімтал каналдарды қамтиды.