Дэвид Линден - Осязание. Чувство, которое делает нас людьми

Если вбить в поиск по картинкам слово paradise, или «рай», монитор заполнится сотней различных изображений с видами тропических пляжей. Как это объяснить? Частично тем, что тропический пляж для людей, живущих в благополучных странах, часто символизирует место ленивого отдыха. Но почему же тогда при запросе «рай» не выдаются другие популярные места проведения отпуска – например, Нью-Йорк, Диснейленд, лыжные курорты? Причина в погоде: рай – это место, где нашему организму не приходится работать на износ для поддержания температуры тела в оптимальном диапазоне. Люди, как и другие гомойотермные животные (млекопитающие и птицы), не способны выдержать отклонение от оптимальной температуры более чем на несколько градусов. Если слишком жарко, мы предпринимаем как рефлекторные, так и сознательные действия: потеем, пьем холодные напитки или прыгаем в бассейн, чтобы охладиться. Если нам холодно, мы ежимся, надеваем свитер, у нас сужаются сосуды. Эти гомеостатические рефлексы и сознательные действия требуют постоянного контроля над температурой окружающего мира, воспринимаемой кожей. Нам нужно знать, когда наша кожа слишком холодная и горячая, так что требуется физиологическая реакция для поддержания температуры в естественных узких рамках. Порог TRPM8 и TRPV1 у человека прекрасно подходит для этой задачи: TRPM8 активируется при температуре ниже 25,5 °С, а TRPV1 – выше 43 °С.

Если пороги активации TRPM8 и TRPV1, отвечающих за восприятие холода и жары соответственно, действительно предназначены для того, чтобы помочь нам поддерживать нормальную температуру тела, можно ожидать, что у животных, чья естественная температура тела отличается от нашей, эти пороги тоже будут иными. И действительно, когда у курицы, крысы и лягушки (гладкой шпорцевой лягушки Xenopus laevis ) для искусственного получения каналов TRPM8 взяли отвечающий за его продукцию участок ДНК, оказалось, что порог активации TRPM8 у курицы слегка выше – 30 °С, при нормальной температуре 41,7 °С. Лягушка – существо негомойотермное, и ей, соответственно, достаточно чувствовать только сильный холод. Поэтому порог TRPM8 у нее ниже: ген активируется лишь при температурах ниже 19 °С (рис.5.5). [105]

Если говорить об ощущении нагрева, то и здесь порог, судя по всему, зависит от температуры тела. Например, у человека TRPV1 активируется при температуре свыше 43 °С, а у полосатой гиреллы – негомойотермной рыбы – уже при 33 °С. Итак, пороги восприятия холода и жары у различных животных не случайны. Они соответствуют условиям терморегуляции, необходимой животным для нормального физиологического функционирования.

Рис.5.5. Порог реакции TRPM8 на охлаждение коррелирует с нормальной температурой тела. Эти кривые температурных реакций для искусственно полученных белков TRPM8 лягушки, крысы и курицы. Адаптировано из: Myers B. R., Sigal Y. M., Julius D. Evolution of thermal response properties in a cold-activated TRP channel. PLOS One. 2009. E5741, статья находится в открытом доступе и распространяется по лицензии Creative Commons, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение при условии указания автора и источника

Много лет назад поздней осенью я гостил в Огайо у бывшей жены своего брата. Когда я проснулся в гостевой комнате на первом этаже, было ужасно холодно. Закутавшись, я пошел наверх и проверил термостат. Он был установлен на 11 °С, и хозяйка чувствовала себя вполне комфортно: она разгуливала по кухне в футболке и шортах. На следующий год я привез с собой переносной обогреватель для гостевой комнаты. А один мой друг так сильно топит в доме, что от жары деформируются дверные косяки, и вы не удивились бы, увидев на паркете выбеленные солнцем кости койота.

В чем причина таких экстремальных температурных предпочтений у людей? Мы знаем, что люди с тонким слоем подкожного жира предпочитают более высокую температуру, что вполне понятно с точки зрения терморегуляции. Известно также, что физически более активные люди (даже если вся эта активность сводится к беспокойному ерзанью) благодаря сокращениям мышц производят больше тепла и им подходят более прохладные условия. Отчасти этим можно объяснить, почему дети и подростки не любят надевать пальто. Кроме того, существуют циклические изменения температуры тела в течение дня, а с нею изменяется и предпочтительная температура среды. Но как объяснить индивидуальные расхождения: различаются молекулы, отвечающие за температурное восприятие, или нейронные цепи в коже и головном мозге? Передаются ли температурные предпочтения по наследству? Пока лучший ответ на все эти вопросы – «возможно».

Мы знаем, что различные виды животных могут иметь по нескольку вариантов TRPV1 и TRPM8, настроенных на разные температуры. Также и для крыс, и для людей доказано, что препараты, блокирующие TRPV1, способны привести к перегреву (повышению температуры тела), как и препараты, активирующие TRPM8. Кроме того, у людей встречается редкая рецессивная мутация под названием WNK1/HSN2. Две копии этого мутировавшего гена вызывают тяжелую дегенерацию сенсорных нейронов, но носители мутации в одной копии гена этому не подвержены.

Однако точное измерение порогов выявления жары и холода показало, что у носителей WNK1/HSN2 они оба немного сдвинуты вниз по температурной шкале по сравнению с контрольной группой того же возраста и пола. [106]Впрочем, ожидаемый результат (доказательство того, что генетические вариации в TRPV1 и TRPM8 у человека могут частично отвечать за индивидуальные температурные предпочтения) пока еще не достигнут. Я, конечно, сильно подозреваю, что у бывшей жены моего брата ген TRPM8 как у лягушки, но пока это не доказано.

Один мальчик в свой четырнадцатый день рождения, чтобы удивить друзей, решился на особенно смелый трюк и прыгнул с крыши своего дома в пакистанском Лахоре. Приземлившись, он сразу встал с земли и сказал, что с ним все в порядке, а на следующий день умер от обширного внутреннего кровотечения. Несмотря на серьезные повреждения, он ничем не выказал, что ранен, так что родным и в голову не пришло обратиться к врачу. Неудивительно – ведь это был не обычный мальчик. Его хорошо знали как уличного циркача – он втыкал ножи себе в руку и стоял на горячих углях. Соседи поговаривали, что он не знает страха, потому что вообще не чувствует боли.

Хотя мальчик умер до того, как его успели тщательно осмотреть, последующие исследования Джеффри Вудса, генетика из Адденбрукской больницы в английском Кембридже, выявили еще шесть случаев, когда способность чувствовать боль полностью отсутствовала с самого рождения. Все это были дети из клана Куреши родом из деревень Северного Пакистана. Но поскольку это состояние – результат редкой и случайной генетической мутации, оно может проявиться в любой точке мира. [107]Так, пакистанские семьи, которые изучались Вудсом, эмигрировали в Англию, и во многих из них практиковались близкородственные браки. Никто из этих шести детей за всю жизнь так и не чувствовал боли – ни кожей, ни мышцами, ни в костях, ни во внутренних органах. В детстве они редко плакали. Не то чтобы мужественно переносили боль: судя по всему, они ее вообще не испытывали. Неврологические исследования показали, что у детей было нормальное осязательное восприятие тонких механических стимулов (вибрации, давления, текстуры), незначительного нагревания и охлаждения (но не болезненных температурных экстремумов), они ощущали покалывания и поглаживания. От удара молотком по пальцу они ощутили бы сдавливание, но не боль. А травмированный палец распух бы, но его бы не дергало.