왜 고온과 저온이 우리에게 고통을 주는가?

얼핏 보면 뜨거운 납땜 인두와 얼음 덩어리는 공통점이 없지만 둘 다 통증을 유발할 수 있습니다. 극심한 더위와 추위는 인간의 피부에 극도의 불편함을 유발할 수 있으며, 연구에 따르면 뇌는 두 가지 극한의 온도를 비슷한 방식으로 감지합니다.

우리는 보통 피부와 그 안에 묻혀 있는 신경이 촉각의 핵심이라고 생각하지만, 생물학자들이 말하는 '체성감각 시스템'에는 실제로 다양한 감각이 포함되어 있다. 물론 피부가 느끼는 촉각, 즉 기계적 자극도 그중 하나이다. 하지만 그 외에도 우리가 느끼는 신체의 방향과 위치인 '고유 감각'과 유해한 자극을 감지하는 신체의 능력인 '통각'이 있습니다. 통증은 신체가 통증을 경험할 때 발생합니다.

통증이 기계적으로 발생하든, 화학적으로 발생하든, 열에 의해 발생하든, 불 속에 손을 집어넣으면 타는 듯한 느낌이 몸을 자극해 빨리 빼내려고 하는데 통증은 기분이 좋지 않습니다. 이는 신체가 통증을 느끼는 능력을 잃으면 문제를 일으킬 수 있다는 신호입니다. 정보 전달 채널은 통증이 높거나 낮을 때 직접 활성화됩니다."라고 듀크 대학의 신경생물학자인 Jorg Grandl은 말했습니다. 연구진은 지난 몇 년 동안 유전자 편집 쥐를 대상으로 연구를 통해 뉴런의 정보 전달 채널, 즉 뉴런 세포에 내장된 단백질이 온도 인식과 직접적인 관련이 있다는 사실을 발견했는데, 그 중 가장 친숙한 정보 전달 채널이 TRPV1이라고 불린다. 온도가 섭씨 42도 이상에 도달하면 극심한 열을 감지하는 역할을 하는 TRPV1이 활성화되어 신경 전체를 활성화하여 통증 신호를 뇌에 전달하는 능력은 특별한 단백질과 관련이 있습니다. p>

“인체도 추위를 느끼는 메커니즘을 사용한다”고 그란델은 설명했는데, 이와 관련된 단백질이 TRPM8에 의해서만 활성화된다. 추위를 느낄 만큼 차가워야 합니다. 극한의 추위를 감지하는 통로는 TRPA1이라고 하는데, 연구자들은 그것이 극도로 차가운 자극을 경험할 때만 활성화된다는 것을 알고 있지만, 추위에도 관여하는지에 대해서는 확신하지 못합니다.

위에 언급된 세 가지 단백질은 피부가 다양한 온도를 감지하고 그에 따라 신체가 반응하도록 해줍니다. 또한, 이 단백질은 통증 수용체이기 때문에 온도를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, TRPM8이 실패한 쥐는 낮은 온도를 피하지 않으며, 이는 더 쾌적한 온도의 환경을 적극적으로 찾지 않는다는 것을 의미합니다. 그러나 극도로 낮거나 높은 온도를 적극적으로 피하고 따뜻한 곳에 머무르는 것을 선호합니다.

연구자들은 이 세 가지 수용체가 활성화되는 온도를 알아냈지만 확정된 것은 아닙니다. 예를 들어, 피부가 햇볕에 그을렸을 때 몸에 따뜻한 물을 붓는 것은 그렇게 작용합니다. "이것은 피부 염증이 TRPV1 채널을 더욱 민감하게 만들어 이러한 신경이 뇌에 통증을 전달하는 온도 한계를 낮추기 때문입니다"라고 Grandel은 설명했습니다.