Thermosensatie

Perifere thermosensatie is de perceptie van externe temperatuur. Een verandering in temperatuur (op het oppervlak van de huid en andere weefsels) wordt gedetecteerd door een familie van temperatuurgevoelige ionenkanalen die Transient Receptor Potential (TRP)-receptoren worden genoemd. Deze receptoren bevinden zich op vrije zenuwuiteinden. Degenen die koude temperaturen detecteren, bevinden zich dichter bij het huidoppervlak dan de zenuwuiteinden die warmte detecteren. Deze thermoTRP-kanalen, hoewel temperatuurselectief, hebben een relatief niet-selectieve kationpermeabiliteit.

Koude receptoren

Er zijn minstens drie soorten receptoren die worden geactiveerd door kou, waarvan TRPM8 en TRPA1 bijzonder gevoelig zijn. TRPM8 heeft een temperatuurgevoelig bereik van ongeveer 10-26 ^o C (50-79 ^o F) en wordt grotendeels geassocieerd met de perceptie van niet-pijnlijke of onschadelijke verkoudheid. Menthol, een verbinding die in muntblaadjes wordt aangetroffen, kan deze receptor ook activeren, waardoor deze smaak vaak als koel wordt ervaren. Wanneer de temperatuur laag genoeg is om pijnlijk aan te voelen (dwz schadelijke kou), dan worden TRPA1-receptoren geactiveerd. TRPA1-receptoren reageren op elke temperatuur lager dan 17 ^o C (~ 63 ^o F).

Warmte receptoren

Er zijn minstens zeven receptoren die reageren op warmte. Hiervan reageren er vijf op temperaturen in het onschadelijke warmtebereik: TRPM2 (23-38 ^o C of ~ 73-100 ^o F), TRPC5 (26-38 ^o C of ~ 79-100 ^o F, TRPV4 (27-100 ^o F) 34 ^o C, of ~ 81-93 ^o F), TRPV3 (33-40 ^o C, of ~ 91-104 ^o F), en TRPM3 (> 40 ^o C, of 104 ^o F). Pijnlijk (dwz schadelijk) warmte wordt gedetecteerd door TRPV1-receptoren, die reageren op temperaturen hoger dan 42 ^o C (~ 108 ^o F). De TRPV1-receptor werd voor het eerst ontdekt omdat het goed reageert op capsaïcine, een stof die voorkomt in chilipepers. Net als bij menthol en kou wordt capsaïcine waargenomen als warm zonder dat het de temperatuur veranderd. TRPV2 receptoren reageren op zeer hete en pijnlijke temperaturen (dwz extreem schadelijke hitte), die hoger zijn dan 52 ^o C (~ 126 ^o F).

Transductie- en signaleringspaden

Informatie over de temperatuur wordt omgezet in elektrische signalen in de zenuwuiteinden. Wanneer zenuwen temperatuurinformatie dragen, wordt de informatie over de onschadelijke warmte en kou gescheiden gehouden totdat deze de hersenen bereikt. Koude signalen worden vervoerd door speciale gemyeliniseerde Aδ-vezels die signalen snel verspreiden, maar ook door de langzamere, niet-gemyeliniseerde C-vezels. Warmtesignalen worden vervoerd door hun eigen niet-gemyeliniseerde C-vezels. Net als aanraakinformatie wordt temperatuurinformatie van de linkerkant van het lichaam verwerkt in de rechter hersenhelft. Het signaal kruist in het ruggenmerg voordat het wordt doorgegeven aan de hypothalamus. Daar wordt de informatie gebruikt om lichaamsfuncties, zoals rillen of zweten, te reguleren of aan te passen. Onschadelijke warmte en koude signalen worden uiteindelijk doorgegeven aan verschillende corticale gebieden, waaronder de orbitofrontale cortex.

Pijnlijke temperatuurinformatie volgt een aparte weg, met behulp van C- en Aδ-vezels die niet temperatuurspecifiek zijn en zowel warmte als koude signalen kunnen dragen. Net als onschadelijke temperatuursignalen kruisen ze zich in het ruggenmerg en worden ze naar de hypothalamus gestuurd. Vanuit de hypothalamus wordt de informatie naar de cortex cingularis anterior gestuurd, die de perceptie van pijnlijke kou of warmte opwekt.

Studies suggereren dat individuen eerst bewust een gevoel van kou en warmte ontdekken bij respectievelijk ongeveer 31 ^o C en 34 ^o C. Het bereik tussen 31 ^o en 34 ^o is vergelijkbaar met de oppervlaktetemperatuur van de huid en is mogelijk niet merkbaar. Pijn door kou en hitte wordt waargenomen bij temperaturen van respectievelijk ongeveer <12 ^o C en> 45 ^o C.