Zimno. Co naprawdę dzieje się w ciele, gdy spada temperatura
Autorka: Luiza Łuniewska
Gdy temperatura spada, organizm nie mierzy jej jak termometr. Zamiast tego reaguje na zmiany energii cieplnej, uruchamiając wyspecjalizowane receptory i sieci nerwowe. To dzięki nim chłód staje się świadomym odczuciem — a czasem także sygnałem zagrożenia.
Zimno wydaje się jednym z najbardziej oczywistych doznań cielesnych. Gdy temperatura spada, zakładamy cieplejsze ubrania, kulimy ramiona, odruchowo przyspieszamy krok. A jednak to, co nazywamy „uczuciem zimna”, nie jest prostą reakcją na chłodne powietrze. To złożony proces biologiczny, w którym sygnały z powierzchni skóry, narządów wewnętrznych i układu nerwowego są przetwarzane i interpretowane przez mózg.
Organizm nie mierzy temperatury w sensie fizycznym. Nie posiada wbudowanego termometru. Reaguje natomiast na zmiany przepływu ciepła oraz tempo jego utraty. Gdy ciało zaczyna oddawać energię szybciej, niż jest ona produkowana, uruchamiany jest system wczesnego ostrzegania — zmysł temperatury, czyli termorecepcja.
Podstawową rolę w tym procesie odgrywają wyspecjalizowane zakończenia nerwowe wyposażone w kanały jonowe z rodziny TRP (Transient Receptor Potential). To one zamieniają bodziec fizyczny w impuls elektryczny, który może zostać odczytany przez mózg. Jednym z najważniejszych takich kanałów jest TRPM8, uznawany dziś za główny receptor chłodu.
TRPM8 aktywuje się, gdy temperatura skóry spada poniżej około 26 stopni Celsjusza. Otwarcie kanału umożliwia napływ jonów do wnętrza neuronu, co prowadzi do jego depolaryzacji i powstania impulsu nerwowego. Sygnał ten wędruje przez rdzeń kręgowy do wyższych pięter mózgu, gdzie zostaje zinterpretowany jako uczucie chłodu.
To właśnie dzięki TRPM8 zimno przestaje być abstrakcyjną wielkością fizyczną, a staje się doświadczeniem zmysłowym. Co ciekawe, receptor ten reaguje nie tylko na temperaturę, lecz także na określone substancje chemiczne. Mentol — obecny w mięcie — aktywuje TRPM8, wywołując uczucie chłodu nawet wtedy, gdy temperatura skóry się nie zmienia.
Jak tłumaczy dr hab. Mariusz Czarnocki-Cieciura z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, badacz struktury receptorów TRP, „mentol niejako oszukuje układ nerwowy. Pobudza receptory zimna, wysyłając do mózgu sygnał, który normalnie pojawiłby się przy obniżeniu temperatury”.
Krioterapia – zimno ratujące życie
Nagłe zatrzymanie krążenia, złośliwe nowotwory, także w stadium nieoperacyjnym, skomplikowane wady serca, ale także brodawki, pieprzyki czy bolące stawy – to wszystko leczy się zimnem. Krioterapia, choć znana od wieków, nie odchodzi w zapomnienie, a nawet zyskuje nowe zastosowania.
Przez lata sądzono, że zimno jest odbierane w organizmie w sposób jednolity. Tymczasem nowsze badania pokazują, że chłód odczuwany na skórze i ten, który pojawia się wewnątrz ciała, to dwa różne zjawiska biologiczne. Receptory powierzchniowe odpowiadają głównie za reakcje behawioralne — takie jak chęć schronienia się przed zimnem — natomiast sygnały płynące z wnętrza organizmu wpływają bezpośrednio na mechanizmy termoregulacyjne.
Profesor Félix Viana z Instituto de Neurociencias w Hiszpanii podkreśla w pracy opublikowanej w „Acta Physiologica”, że „organizm posiada odrębne systemy wykrywania zimna środowiskowego i zimna trzewnego, a każdy z nich pełni inną funkcję ochronną”. To tłumaczy, dlaczego zimny wiatr na twarzy jest odczuwany inaczej niż lodowaty napój czy wdychanie chłodnego powietrza.
Sygnały z receptorów termicznych nie kończą swojej drogi w rdzeniu kręgowym. Są przekazywane dalej do wzgórza i kory mózgowej, gdzie powstaje świadome odczucie temperatury. Jednocześnie uruchamiane są automatyczne reakcje obronne. Zwężenie naczyń krwionośnych w skórze ogranicza utratę ciepła, dreszcze zwiększają produkcję energii cieplnej przez mięśnie, a zmiany hormonalne wpływają na tempo metabolizmu.
Zimno może być także bodźcem bólowym. Przy bardzo niskich temperaturach aktywowane są inne receptory, między innymi TRPA1, które uczestniczą w przekazywaniu sygnałów o potencjalnym uszkodzeniu tkanek. Jak zauważają autorzy prac publikowanych w „Nature”, granica między zimnem a bólem nie jest ostra — zależy od intensywności bodźca i czasu jego działania.
Znaczenie tych mechanizmów wykracza daleko poza codzienny dyskomfort. Zaburzenia odczuwania temperatury obserwuje się w neuropatiach, chorobach metabolicznych i autoimmunologicznych. U osób z cukrzycą czy uszkodzeniem nerwów sygnały zimna mogą być osłabione lub zniekształcone, co zwiększa ryzyko wychłodzenia i urazów.
Badania nad receptorami zimna mają również potencjał terapeutyczny. Lepsze zrozumienie budowy i działania kanałów TRPM8 otwiera drogę do opracowania nowych leków przeciwbólowych oraz terapii regulujących nadwrażliwość termiczną. Jak podkreślają autorzy przeglądu w „ACS Chemical Neuroscience”, modulowanie aktywności receptorów temperatury może w przyszłości znaleźć zastosowanie w leczeniu przewlekłego bólu i zaburzeń czucia.
Zimno nie jest więc jedynie brakiem ciepła. To precyzyjny sygnał biologiczny, który informuje organizm o zagrożeniu równowagi wewnętrznej. Dzięki niemu ciało może reagować, zanim dojdzie do poważnych konsekwencji. A choć uczucie chłodu bywa nieprzyjemne, w istocie jest jednym z najważniejszych mechanizmów ochronnych, jakie wykształciła ewolucja.
