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19.12: Termoestesia
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Thermosensation
 
TRANSCRIPCIÓN

19.12: Thermosensation

19.12: Termoestesia

Peripheral thermosensation is the perception of external temperature. A change in temperature (on the surface of the skin and other tissues) is detected by a family of temperature-sensitive ion channels called Transient Receptor Potential, or TRP, receptors. These receptors are located on free nerve endings. Those detecting cold temperatures are closer to the surface of the skin than the nerve endings detecting warmth. These thermoTRP channels, while temperature selective, have relatively non-selective cation permeability.

Cold Receptors

There are at least three types of receptors that are activated by cold, of which TRPM8 and TRPA1 are particularly sensitive. TRPM8 has a temperature sensitive range of about 10-26 oC (50-79 oF), and is largely associated with the perception of non-painful, or innocuous, cold. Menthol, a compound found in mint leaves, can also activate this receptor, which helps explain why this flavor is often perceived as cool. When temperatures are low enough to feel painful (i.e., noxious cold), TRPA1 receptors are activated. TRPA1 receptors respond to any temperature lower than 17 oC (~63 oF).

Hot Receptors

There are at least seven receptors that respond to heat. Of these, five respond to temperatures in the innocuous warmth range: TRPM2 (23-38 oC, or ~73-100oF), TRPC5 (26-38 oC, or ~79-100oF, TRPV4 (27-34 oC, or ~81-93 oF), TRPV3 (33-40 oC, or ~91-104 oF), and TRPM3 (> 40 oC, or 104 oF). Painful (i.e., noxious) heat is detected by TRPV1 receptors, which respond to temperatures greater than 42 oC (~108 oF). The TRPV1 receptor was first discovered because it responds well to capsaicin, a compound found in chili peppers. Like menthol and cold, capsaicin provides the perception of heat without changing the temperature. TRPV2 receptors respond to very hot and painful temperatures (i.e., extreme noxious heat), those greater than 52 oC (~126 oF).

Transduction and Signaling Paths

Temperature information is transduced into electrical signals in the nerve endings. When nerves carry temperature information, the innocuous warm and cold information is kept separate until it reaches the brain. Cold signals are carried by dedicated myelinated Aδ fibers that perpetuate signals quickly, as well as slower, unmyelinated C-fibers. Warmth signals are carried by their own unmyelinated C-fibers. Like touch information, temperature information from the left side of the body is processed in the right brain hemisphere. The signal decussates in the spinal cord before being relayed to the hypothalamus. There, the information is used to regulate or adjust bodily functions, like shivering or sweating. Innocuous warm and cold signals are finally relayed to several cortical areas—notably the orbitofrontal cortex.

Painful temperature information takes a separate path, using C and Aδ fibers that are not temperature specific and can carry both hot and cold signals. Like innocuous temperature signals, they decussate in the spinal cord and are sent to the hypothalamus. From the hypothalamus, the information is sent to the anterior cingulate cortex, which generates the perception of painful cold or hot.

Studies suggest that individuals first consciously detect a feeling of coldness and warmness at about 31 oC and 34 oC, respectively. The range between 31o and 34o is similar to the surface temperature of the skin and may not be noticeable. Pain from coldness and heat is perceived at temperatures of about <12 oC and >45 oC, respectively.

La termoestensición periférica es la percepción de la temperatura externa. Un cambio en la temperatura (en la superficie de la piel y otros tejidos) es detectado por una familia de canales iónicos sensibles a la temperatura llamados potencial de receptor transitorio, o TRP, receptores. Estos receptores se encuentran en terminaciones nerviosas libres. Aquellos que detectan temperaturas frías están más cerca de la superficie de la piel que las terminaciones nerviosas que detectan calor. Estos canales termoTRP, mientras que la temperatura es selectiva, tienen una permeabilidad catiónible relativamente no selectiva.

Receptores fríos

Hay al menos tres tipos de receptores que se activan por frío, de los cuales TRPM8 y TRPA1 son particularmente sensibles. TRPM8 tiene un rango sensible a la temperatura de aproximadamente 10-26 oC (50-79 oF), y se asocia en gran medida con la percepción de no doloroso, o inocuo, frío. El mentol, un compuesto que se encuentra en las hojas de menta, también puede activar este receptor, que ayuda a explicar por qué este sabor se percibe a menudo como fresco. Cuando las temperaturas son lo suficientemente bajas como para sentirse dolorosas (es decir, frío nocivo), se activan los receptores TRPA1. Los receptores TRPA1 responden a cualquier temperatura inferior a 17 oC (63 oF).

Receptores calientes

Hay al menos siete receptores que responden al calor. De ellos, cinco responden a las temperaturas en el rango de calor inocuo: TRPM2 (23-38 oC, o 73-100oF), TRPC5 (26-38 oC, o 79-100oF, TRPV4 (27-34 oC, o 81-93 oF), TRPV3 (33-40 oC, o 91-104 oF), y TRPM3 (> 40 oC, o 104 oF). El calor doloroso (es decir, nocivo) es detectado por los receptores TRPV1, que responden a temperaturas superiores a 42 oC (108 oF). El receptor TRPV1 fue descubierto por primera vez porque responde bien a la capsaicina, un compuesto que se encuentra en los chiles. Al igual que el mentol y el frío, la capsaicina proporciona la percepción del calor sin cambiar la temperatura. Los receptores TRPV2 responden a temperaturas muy calientes y dolorosas (es decir, calor nocivo extremo), los que son mayores de 52 oC (126 oF).

Rutas de transducción y señalización

La información de temperatura se trans induce a señales eléctricas en las terminaciones nerviosas. Cuando los nervios llevan la información de temperatura, la información inocua de calor y frío se mantiene separada hasta que llega al cerebro. Las señales frías son transportadas por fibras de A de mielinadas dedicadas que perpetúan las señales rápidamente, así como fibras C más lentas y no mielinadas. Las señales de calor son transportadas por sus propias fibras C no miinlinadas. Al igual que la información táctil, la información de temperatura del lado izquierdo del cuerpo se procesa en el hemisferio cerebral derecho. La señal se menoscedía en la médula espinal antes de ser transmitida al hipotálamo. Allí, la información se utiliza para regular o ajustar las funciones corporales, como el temblor o la sudoración. Las señales inocuas de calor y frío se transmiten finalmente a varias áreas corticales, en particular a la corteza orbitofrontal.

La información de temperatura dolorosa toma un camino separado, utilizando fibras C y A que no son específicas de la temperatura y pueden llevar señales de frío y calor. Al igual que las señales de temperatura inocuas, se descuestan en la médula espinal y se envían al hipotálamo. Desde el hipotálamo, la información se envía a la corteza cingulada anterior, que genera la percepción de frío doloroso o calor.

Los estudios sugieren que los individuos detectan en primer lugar conscientemente una sensación de frialdad y cavidad a unos 31 oCy 34 oC,respectivamente. El rango entre31o y 34o es similar a la temperatura superficial de la piel y puede no ser perceptible. El dolor por frialdad y calor se percibe a temperaturas de aproximadamente <12 oC y >45 oC, respectivamente.


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