Yazan: Bilgesu Cebiroğlu
Düzenleyen: Tuğçe Yeşilyayla
Muhtemelen birçoğumuz sıcaklığın vücudumuzun belirli bölgelerindeki termoreseptörler aracılığıyla algılandığını biliyoruz. Ancak mentol tüketildiğinde oluşan soğukluk hissi ve acı yendiğinde oluşan sıcaklık hissi neden kaynaklanır? Bu hislerin bu termoreseptörler ile bir ilişkisi var mıdır?
Sıcaklık ve dokunma reseptörlerinin keşfi iki bilim insanı David Julius ve Ardem Patapoutian tarafından gerçekleşmiş ve bu reseptörlerle ilgili çalışmalarından dolayı 2021 Nobel Fizyoloji ve Tıp ödülüne layık görülmüştür. Julius ve Patapoutian’nın da çalışmalarında gösterildiği gibi sıcaklıktaki herhangi bir değişiklik geçici reseptör potansiyeli veya TRP (Transient Receptor Potential) reseptörleri olarak adlandırılan sıcaklığa duyarlı iyon kanalı ailesi tarafından tespit edilir. Bu reseptörler sinir uçlarında bulunur ve beyinde özel bölgeye aktarılarak bu hisse cevap oluşturulur. Sıcak ve soğuk hisleri için ayrı reseptörler vardır. [1]
Soğuk ile aktive olan reseptörlerden biri olan TRPM8 [Transient Receptor Potential M8, ion channels (M=melastatin (mela- + statin, for melanocyte)] yaklaşık 10-26° sıcaklık aralığına duyarlıdır ve zararsız soğuk algısı ile ilişkilidir, nane gibi mentollerle de aktive olabilir. Sıcaklık ile ilişkili ise en az 7 reseptör vardır. Bunlardan beşi zararsız sıcaklıklara tepki verir. Bunlardan biri olan TRPV1 [Transient Receptor Potential V1, cation channels, V=Vanilloid] de acı biberde bulunan kapsaisine (capsaicin) molekülüne tepki verir. Mentol ve soğuk etkisi gibi kapsaisin de sıcaklığı değiştirmeden ısı algısı yaratır. [2] [3]
Mentol ve kapsaisin, “Somatosensory System” olarak adlandırılan karmaşık bir sistem ile dokunma, sıcaklık ve acı duyularını alan reseptörleri etkileyerek bu hislerin etkilerini hissetmemize sebep olur. Bu sistem ise tat ve koku duyularından ayrı bir sistem olarak görev alır. Bu sisteme ait sinir hücreleri, derinin altında membrana gömülü bir dizi özelleşmiş proteinlerle ortam değişikliğini takip eder. Reseptörler, ısıyı veya kimyasal bir maddeyi fark ettiğinde bu algıda görevli proteinler iyon kanallarını açar ve iyonlar hücre membranından geçmeye başlarlar. İyon geçişleri sonucu aksiyon potansiyeli gerçekleşir ve beyne iletilir. [2]
Mentol Hissi
Nane çiğnendiği zaman da dildeki soğukluk reseptörleri etkilenir ve beyin de bu durumu soğuma hissi olarak algılar. Bir kişi nane çiğnediği zaman mentol molekülleri TRPM8 proteinini etkiler ve kişi dilinin soğuduğunu hisseder. Yani soğukluk algısı tamamen kimyasal bir his olarak karşımıza çıkar. Yüksek konsantrasyondaki mentol uygulanan bölgede mentol molekülü, inflamasyona ve dolayısıyla hafif bir sıcaklık artışına da sebebiyet verebiliyor. Ancak yine de beyin bu durumu bir çeşit “üşüme” olarak algılıyor. [1] [2] [3]
Acı Biber Hissi
Acı biberde bulunan kapsaisin de vücut sıcaklığını algılayan TRPV1 proteinine bağlanır. Acı biber yanma hissine sebep olsa da aslında kimyasal bir yanma ya da doğrudan bir doku hasarı gerçekleşmez. Bu protein etkinleştiğinde vücutta ısı ve yanma hissi yaratır. Aynı protein tarafından algılandıkları için acı biber de yüksek sıcaklık da beyinde aynı hissi oluşturur. [1] [2] [3]
Özetle nanedeki mentol ve biberdeki kapsaisin gerçekten de termoreseptörlerimizi uyarıyor ve bir sıcaklık farkı algısı yaratıyor. Bu moleküllerin ise evrimsel süreçte bitkilerin atalarının avcıları caydırmak amacıyla üretmesi sonucunda oluştuğu düşünülüyor. Böylece bitkiler tohumlarını daha geniş alana yayıp genetik materyallerini gelecek kuşaklara daha başarılı şekilde aktarabiliyorlar. [1] [4]
Referanslar
[1] The Nobel Assembly at Karolinska Institutet. (2021 Ekim, 4). The 2021 Nobel Prize in Physiology or Medicine jointly to David Julius and Ardem Patapoutian for their discoveries of receptors for temperature and touch. Nobel Prize.
[2] Palkar, R. Lippoldt, E.K.McKemy, D.D. (2015). The molecular and cellular basis of thermosensation in mammals. Curr Opin Neurobiol. doi: 10.1016/j.conb.2015.01.010
[3] Dominika, M. Palacios-Barrios, E. E. Banker,l. Dildine, T. Atlas, L.Y. (2018). Pain or nociception? Subjective experience mediates the effects of acute noxious heat on autonomic responses. PAIN. 159(4:p 699-711. DOI: 10.1097/j.pain.0000000000001132
[4] Mark C. Mescher, Consuelo M. De Moraes. (2015). Role of plant sensory perception in plant–animal interactions. Journal of Experimental Botany. Volume 66, Issue 2. Pages 425–433. https://doi.org/10.1093/jxb/eru414
