Jedna z definícií teploty znie: teplota je miera mikroskopického pohybu častíc. V horúcej látke sa atómy hmýria a kmitajú rýchlo, v studenej pomaly. Ako to súvisí s naším vnímaním tepla a chladu?
Vnemy z vonkajšieho prostredia prichádzajú do nášho tela cez nervové spojenia. Na ich konci čaká mozog, ktorý signály spracuje. Na začiatku je zasa receptor, ktorý vzruchy vníma. Napríklad v oku máme svetlocitlivé receptory. Fotóny sú balíky energie. Keď ich receptor zachytí, využije túto energiu na vytvorenie vzruchu, ktorý vyšle do mozgu. S vnímaním teploty, špeciálne chladu, je to trochu zložitejšie. Ako môže vyvolať stimul niečo, čo má menšiu tepelnú energiu – je chladnejšie – ako bunky v našom tele? Známa fyzikálna poučka hovorí, že teplo prechádza z teplejšieho prostredia do chladnejšieho. Ako môže teda chlad vyvolať signál v našom tele, keď má energia prúdiť opačným smerom? Donedávna neexistovala úplne uspokojivá odpoveď a aj v súčasnosti ide o aktívnu oblasť výskumu. Kľúčovú úlohu v tomto procese zohrávajú proteíny. Proteíny sú dlhé molekuly, ktoré sa usporadúvajú do 3D tvaru a práve tento tvar definuje ich funkciu. Bežne sú citlivé na teplotu. Pri jej zvýšení sa rozpletajú, čiže denaturujú, čo je, mimochodom, jedným z kľúčových aspektov tepelnej prípravy jedál. Proteíny spĺňajú v tele najrôznejšie funkcie. Jednou z nich je tvorenie iónových kanálov. Ióny sú nabité častice, ktorých hromadenie v bunke môže vyvolať vznik nervového signálu. Na pohyb iónov, teda vznik nervového signálu, majú kľúčový vplyv práve proteíny, ktorých priepustnosť sa mení v závislosti od prostredia. Napríklad aj od teploty. Špeciálnu úlohu tu zohrávajú dva iónové kanály TRPV1 a TRPM8. Prvý z nich je aktivovaný zvýšenými teplotami, druhý zníženými. Fyzikálny vplyv teploty sa prejaví na správaní proteínov, ktoré zmenia priepustnosť iónov do bunky a tie následne vyvolajú nervový signál, ktorý mozog interpretuje ako teplo či chlad. Teplota však nie je jediná vec, ktorá dokáže tieto kanály aktivovať. TRPV1 je citlivý napríklad aj na kapsaicín, látku, ktorá sa nachádza v čili papričkách. TRPM8 je zasa citlivý na mentol. Preto sú niektoré potraviny schopné vyvolať dojem tepla či chladu.
Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.
