Vücudumuz aşırı soğuk suyla ya da aşırı sıcak suyla temas ettiğinde acı hissederiz ve tepki olarak onlardan hızlıca uzaklaşırız. Peki ya neden aşırı sıcak ya da soğuk maddelere temas ettiğimizde bu kadar acı hissederiz? Bu sıcaklık değişikliklerine verdiğimiz acı tepkisi, aslında tehlikelere karşı vücudumuzun karmaşık bir koruma mekanizmasıdır. Bu koruma mekanizmasının gizemli başyardımcıları ise bazı proteinlerdir.
Yaşantımız boyunca çevremizdeki çeşitli uyarıcılara karşı anında tepkiler veririz. Bu uyarıcılara verdiğimiz tepkiler, vücudumuzun tehlikeli olarak algıladığı durumlara karşı karmaşık ve hızlı çalışan bir dizi savunma mekanizmasıyla ilgilidir. Vücudumuzun, genellikle zararlı veya tehlikeli durumları algılamadığı ve buna uygun tepkiyi verdiği mekanizmaya “nosisepsiyon” denir. Bu mekanizma özellikle ağrı algısıyla ilişkilendirilir. Vücuttaki özel sinir uçları, zararlı uyarıcılara (örneğin, kesikler, yanıklar, zedelenmeler gibi) tepki olarak ağrı sinyalleri üretir. Bu sinir uçları, "nöronal nosisepsiyon" olarak adlandırılır.
Örneğin parmağımıza iğne battığında anında elimizi geri çekeriz. Bu, cildimizdeki özel sinir uçları sayesinde gerçekleşir. Dokunduğumuz cismin keskin olması durumunda, sinir uçları hızla beyne tehlikenin bildirisi olarak bir ağrı sinyali gönderir. Bu, vücudumuzun zarar görmesini engellemeye yönelik otomatik bir tepkidir.
Aynı şekilde aşırı sıcak veya soğuk bir nesneye dokunduğumuzda hissettiğimiz acı, vücudumuzun sıcaklık değişikliklerine verdiği tepkidir. Sıcaklık, ciltteki termoreseptör adı verilen özel sinir uçları tarafından algılanır ve tehlikeli bir sıcaklık aralığına yaklaşıldığında beyin acı hissini tetikler. Bu sayede cildimizin yanması veya donması engellenmiş olur.
Aşırı sıcak ya da soğuk tüm vücudumuzu kaplayan duyusal sinirleri hızlıca uyarır. Bu sıcaklık ve soğukluk, uyarılan sinirlerin çeperlerindeki özel proteinler sayesinde algılanır.
İnsanlarda ve farelerde aşırı sıcağa tepki vermeyi sağlayan TRPV1 reseptör proteinidir. Ayrıca TRPV1, nöronların hücre zarında yer alan bir iyon kanalıdır. Bu kanal, özellikle 42°C ve üzeri sıcaklıklarda etkinleşir. Herhangi bir uyarıcı 42 dereceye ulaştığında TRPV1 proteinleri uyarılmış olur ve bu da iyon kanallarının sıcaklığa göre açılıp kapanmasıyla elektriksel sinyallerin üretilmesine neden olur. Bu sinyaller merkezi sinir sistemine iletilir ve beyin, tehlikeli sıcaklık seviyelerine karşı uyarmak ve koruyucu tepkileri başlatmak için bu bilgileri kullanır.
TRPA1 (Transient Receptor Potential Ankyrin 1) proteini, aşırı soğuğa yanıt veren bir reseptör proteinidir. TRPA1 de hücre zarında yer alan bir iyon kanalıdır ve düşük sıcaklıklarda etkinleşir. Böylece soğuk algısı beyne ileten elektriksel sinyallerin oluşmasını sağlar. Bu, vücudun soğuk koşullara karşı tepki vermesine ve gerektiğinde ısınma veya sıcaklık düzenlemesi gibi savunma mekanizmalarını harekete geçirmesine yardımcı olur.
TRPM8 (Transient Receptor Potential Melastatin 8) proteini acı verecek türden aşırı soğukta değil serinlik hissinde devreye girer ve serinliğe karşı duyarlı bir reseptör proteinidir. TRPM8, düşük sıcaklıklarda ve serin uyarıcılarda aktive olarak elektriksel sinyallerin üretilmesine neden olarak serinlik hissinin algılanmasını sağlar. Serinlik hissinin algılanmasıyla vücut ısısının koruması için vücut mekanizmaları ve tepkileri devreye girmektedir.
Bu proteinlerin genel olarak harekete geçtiği ortalama eşik belli olsa da eşiğin inmesine veya çıkmasına neden olan bazı faktörler de vardır. Örneğin normal koşullarda hoş gelecek ılık banyo, güneş yanığı yüzünden derinin hassaslaşmasıyla TRPV1 proteinin tepki vereceği eşiğin düşmesine ve beyne acı sinyallerinin ulaşmasına yol açabilmektedir.
TRPV1 ve TRPM8 proteinlerinin harekete geçmesi sadece ısıyla ilgili değildir. Aşırı sıcaklığa tepki veren TRPV1 proteini acılık ve yanma hissi gibi duyusal algıları tetikleyen kimyasal bileşiklere de tepki verebilir. Örneğin, bibere ait olan kapsaisin, TRPV1'i uyararak ağrı ve yanma hissi oluşturabilir. Bu nedenle, TRPV1 proteinine "sıcak biber reseptörü" de denilmektedir.
Serinliğe tepki veren TRPM8 proteini ise nane ve mentol gibi serin hissi uyandıran kimyasal maddelere de duyarlıdır. Bu nedenle, bu tür maddelerle temas ettiğinizde de serinlik hissi oluşturabilir. Peki, bazı bitkiler neden ısıya tepki veren reseptörleri harekete geçirecek kimyasal maddeler üretir?
Bu proteinlerle ilgili araştırmalar kısıtlı olsa da bitkilerin bazı canlıların onları yemesine engel olmak için bu savunma tarzını geliştirmiş olabileceği tahmin ediliyor. Bu proteinlerin ve termoreseptörlerin kombinasyonu, vücudumuzun çevresel sıcaklık değişikliklerine duyarlı bir şekilde tepki vermesini sağlar. Bu tepki, vücudumuzun sıcaklık düzenlemesini ve tehlikeli sıcaklık seviyelerine karşı savunma mekanizmalarını aktive eder.
