Zimno. Co naprawdę dzieje się w ciele, gdy spada temperatura

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.

Adobe
Adobe

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 tłumaczą naukowcy mentol niejako oszukuje układ nerwowy. Pobudza receptory zimna, wysyłając do mózgu sygnał, który normalnie pojawiłby się przy obniżeniu temperatury.

Michele Ursi/Adobe

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.

Fot. PAP/Zdjęcie ilustracyjne

Hipotermia – kiedy zimno zabija

Siarczyste mrozy stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia nie tylko osób bezdomnych i nadużywających alkoholu. Dowiedz się jak uniknąć nadmiernego wychłodzenia organizmu oraz jak reagować w przypadku znalezienia osoby w stanie hipotermii.


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.
 

Autorka

PAP

Luiza Łuniewska - Dziennikarka, reportażystka, redaktorka. Pisuje o wielkich triumfach medycyny i jej wstydliwych sekretach. Lubi nowinki z dziedziny genetyki. Była dziennikarką Życia Warszawy i Newsweeka, pracowała też w TVN i Superstacji. Jest absolwentką Instytutu Stosunków Międzynarodowych UW. Wielbicielka kotów dachowych i psów ras północnych.

ZOBACZ TEKSTY AUTORKI

ZOBACZ WIĘCEJ

  • Adobe Stock

    Złamanie biodra szczególnie niebezpieczne u starszych osób

    Ryzyko złamania biodra wzrasta wraz z wiekiem. Uraz prowadzić może do utraty samodzielności i mobilności, w skrajnych do niepełnosprawności, a nawet śmierci. Co roku na świecie odnotowuje się ponad 14,2 mln takich złamań – wynika z artykułu przeglądowego opublikowanego w czasopiśmie JAMA Network.

  • PAP/Marcin Bielecki

    Kolejki do fizjoterapeutów po horyzont

    Około 1,5 mln Polaków czeka na fizjoterapię i to właśnie do tych specjalistów ustawiają się najdłuższe kolejki, choć ich długość zależy od regionu. Wciąż mamy do czynienia z nierównym dostępem do świadczeń – podkreśli eksperci podczas XXII Forum Rynku Zdrowia. W tym wszystkim nie chodzi tylko o usprawnienie pacjenta, ale systemu. Jak to zrobić?

  • Piotr Werewka/PAP

    Nie tylko siła mięśni – refleks również ma znaczenie dla seniorów

    Myśląc o utrzymaniu formy wraz z wiekiem skupiamy się na sile, mobilności i wydolności krążeniowo-oddechowej. Specjaliści coraz częściej mówią jednak o znaczeniu czasu reakcji, gdyż jego spadek wpływa na wszystko – od umiejętności prowadzenia pojazdu po unikanie upadków i zachowanie niezależności w życiu.

  • AdobeStock

    Ból pleców może powodować depresję

    Kiedy myślimy o bólu kręgosłupa, raczej nie przychodzi nam do głowy psychologiczny aspekt tego cierpienia. Tymczasem głowa i kręgosłup to naczynia połączone: gdy boli nas kręgosłup i zmagamy się z przewlekłym bólem, automatycznie czujemy się gorzej: pojawiają się stany depresyjne, lęki czy zwątpienie.

NAJNOWSZE

  • AdobeStock

    Płeć warunkuje, jak chorujemy

    Nie tylko ryzyko rozwoju niektórych schorzeń jest ściśle powiązane z płcią pacjenta, ale także ich przebieg. Współczesna nauka coraz głośniej mówi o tym, że różnice hormonalne, komórkowe, a nawet enzymatyczne diametralnie zmieniają to, jak chorujemy i jak reagujemy na leczenie.

  • Badanie przesiewowe w kierunku cukrzycy typu 1– hamulec dla choroby i ciężkich powikłań

  • Miód na rany

  • Marihuana może uszkadzać serce

  • Żałoba jest jak sztorm

  • Adobe Stock

    Noszenie noworodków i niemowląt – chusty, nosidła

    Niemowlę domaga się bliskości, a „bicie serca” rodzica wspomaga jego prawidłowy rozwój i uspokaja. Noszenie w chustach to powrót do korzeni – kontakt „brzuch do brzucha”. Nosidła uławiają np. spacery ze starszym dzieckiem w trudniejszym terenie. W jaki sposób i w czym nosić dziecko, by było bezpiecznie? Istnieją pewne zasady.

  • Mity o raku piersi, które mogą kosztować zdrowie

  • Złamanie biodra szczególnie niebezpieczne u starszych osób

Serwisy ogólnodostępne PAP