Un termorreceptor es un receptor sensorial no especializado , o más exactamente la porción receptiva de una neurona sensorial , que codifica cambios absolutos y relativos de temperatura , principalmente dentro del rango inocuo. En el sistema nervioso periférico de los mamíferos , se cree que los receptores de calor son fibras C amielínicas (baja velocidad de conducción), mientras que los que responden al frío tienen tanto fibras C como fibras A delta finamente mielinizadas (velocidad de conducción más rápida). [1] [2] El estímulo adecuado para un receptor cálido es el calentamiento, lo que resulta en un aumento en su tasa de descarga del potencial de acción. El enfriamiento produce una disminución en la tasa de descarga del receptor de calor. Para los receptores de frío, su velocidad de activación aumenta durante el enfriamiento y disminuye durante el calentamiento. Algunos receptores de frío también responden con una breve descarga de potencial de acción a altas temperaturas, es decir, normalmente por encima de 45 °C, y esto se conoce como respuesta paradójica al calor. No se ha determinado el mecanismo responsable de este comportamiento.
En los seres humanos, las sensaciones de temperatura o presión ingresan a la médula espinal a lo largo de los axones del tracto de Lissauer . El tracto de Lissauer hará sinapsis con neuronas de primer orden en la materia gris del asta dorsal , uno o dos niveles vertebrales arriba. Los axones de estas neuronas de segundo orden luego se decusan , uniéndose al tracto espinotalámico a medida que ascienden a las neuronas en el núcleo ventral posterolateral del tálamo .
En los mamíferos, los receptores de temperatura inervan varios tejidos, incluida la piel (como receptores cutáneos ), la córnea y la vejiga urinaria . También se han descrito neuronas de las regiones preóptica e hipotalámica del cerebro que responden a pequeños cambios de temperatura y proporcionan información sobre la temperatura central. El hipotálamo participa en la termorregulación , y los termorreceptores permiten respuestas de retroalimentación a un cambio previsto en la temperatura corporal central en respuesta a las condiciones ambientales cambiantes.
Clásicamente se ha descrito que los termorreceptores tienen terminaciones libres –no especializadas– . [3] El mecanismo de activación en respuesta a los cambios de temperatura no se comprende completamente.
Los termorreceptores sensibles al frío dan lugar a sensaciones de frescor, frío y frescura. En la córnea, se cree que los receptores de frío responden con un aumento en la velocidad de activación al enfriamiento producido por la evaporación de las "lágrimas" del líquido lagrimal y, por lo tanto, provocan un reflejo de parpadeo. Otros termorreceptores reaccionarán a desencadenantes opuestos y generarán calor y, en algunos casos, incluso sensaciones de ardor. Esto a menudo se experimenta al entrar en contacto con la capsaicina , una sustancia química activa que se encuentra comúnmente en los chiles. Al entrar en contacto con la lengua (o cualquier superficie interna), la capsaicina despolariza las fibras nerviosas, permitiendo que el sodio y el calcio entren en las fibras. Para que las fibras puedan hacerlo, deben tener un termorreceptor específico. El termorreceptor que reacciona a la capsaicina y otras sustancias químicas que producen calor se conoce como TRPV1 . En respuesta al calor, el receptor TRPV1 abre conductos que permiten el paso de los iones, provocando la sensación de calor o ardor. TRPV1 también tiene un primo molecular, TRPM8 . A diferencia de TRPV1, TRPM8 produce sensaciones refrescantes como se mencionó anteriormente. Al igual que TRPV1, TRPM8 responde a un determinado desencadenante químico abriendo sus vías iónicas. En este caso, el desencadenante químico suele ser el mentol u otros agentes refrescantes. Los estudios realizados en ratones determinaron que la presencia de ambos receptores permite un gradiente de detección de temperatura. Los ratones que carecían del receptor TRPV1 todavía eran capaces de determinar áreas significativamente más frías que en una plataforma calentada. Sin embargo, los ratones que carecían del receptor TRPM8 no pudieron determinar la diferencia entre una plataforma cálida y una plataforma fría, lo que sugiere que confiamos en TRPM8 para determinar las sensaciones y sentimientos de frío. [4]
Los receptores de calor y frío desempeñan un papel en la detección de una temperatura ambiental inocua. Las temperaturas que pueden dañar un organismo son detectadas por subcategorías de nociceptores que pueden responder al frío nocivo, al calor nocivo o a más de una modalidad de estímulo nocivo (es decir, son polimodales). Las terminaciones nerviosas de las neuronas sensoriales que responden preferentemente al enfriamiento se encuentran en una densidad moderada en la piel, pero también se encuentran en una densidad espacial relativamente alta en la córnea , la lengua , la vejiga y la piel del rostro. La especulación es que los receptores del frío lingual entregan información que modula el sentido del gusto; es decir, algunos alimentos saben bien cuando están fríos, mientras que otros no. [5]
Esta área de investigación ha recibido recientemente considerable atención con la identificación y clonación de la familia de proteínas de potencial receptor transitorio (TRP). La transducción de temperatura en los receptores del frío está mediada en parte por el canal TRPM8. Por este canal pasa una corriente mixta catiónica entrante (transportada predominantemente por iones Na + , aunque el canal también es permeable al Ca2 + ) de una magnitud que es inversamente proporcional a la temperatura. El canal es sensible en un rango de temperatura que oscila entre 10 y 35 °C. TRPM8 también puede activarse mediante la unión de un ligando extracelular. El mentol puede activar el canal TRPM8 de esta forma. Dado que TRPM8 se expresa en neuronas cuya función fisiológica es señalar el enfriamiento, el mentol aplicado a diversas superficies corporales evoca una sensación de enfriamiento. La sensación de frescura asociada con la activación de los receptores del frío por el mentol, particularmente aquellos en áreas faciales con axones en el nervio trigémino (V) , explica su uso en numerosos artículos de tocador, incluyendo pasta de dientes, lociones de afeitar, cremas faciales y similares.
Otro componente molecular de la transducción en frío es la dependencia de la temperatura de los llamados canales de fuga, por los que pasa una corriente de salida transportada por iones de potasio. Algunos canales de fuga derivan de la familia de canales de potasio de dominio de dos poros (2P) . Entre los diversos miembros de los canales de dominio 2P, algunos se cierran bastante rápidamente a temperaturas inferiores a aproximadamente 28 °C (por ejemplo, KCNK4 (TRAAK), TREK). La temperatura también modula la actividad de la Na + /K + -ATPasa . La Na + /K + -ATPasa es una bomba tipo P que extruye iones 3Na + a cambio de iones 2K + por cada escisión hidrolítica de ATP. Esto da como resultado un movimiento neto de carga positiva fuera de la célula, es decir, una corriente hiperpolarizante . La magnitud de esta corriente es proporcional a la tasa de actividad de la bomba.
Se ha sugerido que es la constelación de varias proteínas térmicamente sensibles juntas en una neurona la que da origen a un receptor de frío. [6] Se cree que esta propiedad emergente de la neurona comprende la expresión de las proteínas antes mencionadas, así como varios canales sensibles al voltaje, incluido el canal activado por nucleótidos cíclicos (HCN) activado por hiperpolarización y el canal transitorio de potasio que se activa e inactiva rápidamente. canal (IK A ).