Jaké látky ovlivňují naše vnímání tepla a chladu?

V posledních desetiletích došlo k významnému pokroku v pochopení toho, jak různé chemické sloučeniny interagují s našimi nervovými receptory a ovlivňují naše vnímání tepla, chladu a bolesti. V tomto kontextu se staly populárními látky, které dokážou vyvolat pocity „horka“ nebo „chladu“, a to i bez skutečné změny teploty okolí. Příkladem mohou být látky obsažené v různých rostlinách a kořeních, které ovlivňují receptory, jako jsou TRPV1, TRPA1 nebo TRPM8.

Jedním z příkladů takové látky je eugenol, který je obsažen v mnoha kořeních, jako je například hřebíček nebo skořice. V kombinaci s lidokainovým derivátem QX-314 může eugenol otevřít kanály TRPV1, což umožňuje blokování těchto kanálů QX-314 a tím vytvořit dlouhotrvající účinek místního anestetika. Tento mechanizmus ukazuje, jak specifické molekuly mohou přispět k terapeutickým účinkům v medicíně, kde jsou využívány k zmírnění bolesti a nepohodlí.

Další zajímavou složkou, která ovlivňuje naše vnímání tepla a chladu, je muškátový oříšek (Myristica fragrans). Muškátový oříšek obsahuje mnoho bioaktivních sloučenin, včetně myristicinu, který je jedním z hlavních chemických komponent, který mu dává typickou vůni. Mezi těmito sloučeninami je také methyleugenol, což je sloučenina patřící do stejné rodiny jako eugenol, a která může způsobovat podobné vnímání tepla. Kromě toho byla v muškátovém oříšku nalezena sloučenina, která aktivuje receptor TRPM8, což je receptor spojený s pocitem chladu, podobně jako menthol.

Skořice, která se získává ze stromu Cinnamomum verum, je dalším příkladem koření, které má silný vliv na naše vnímání tepla. Cinnamaldehyd, hlavní složka skořicového oleje, aktivuje receptory TRPA1, což vede k pocitu pálení a píchání. Tyto efekty jsou podobné těm, které způsobují sloučeniny obsažené v pepři nebo hořčici. V tomto případě je reakce spojená s vnímáním noxických podnětů, tedy podnětů, které způsobují nepohodlí nebo bolest.

Zcela unikátním kořením, které vyvolává pocity, je pepř z provincie Sichuan, známý také jako Szechuan nebo japonský pepř. Tento pepř obsahuje sanshools, skupinu sloučenin, které vyvolávají velmi odlišné pocity než tradiční pálivé papriky. Tyto sloučeniny mají schopnost způsobit brnění, znecitlivění a pocit „bzučení“, který připomíná efekt, jaký máme při kontaktu s mírně elektrizovanými předměty, například při doteku batery. Receptory TRPA1 a TRPV1 jsou aktivovány těmito sloučeninami, což ukazuje na jejich komplexní efekt na naše nervové systémy.

Mezi „chladné“ molekuly, které způsobují pocit chladu, patří menthol, známý z mátových olejů, jako je olej z Mentha arvensis. Menthol působí na receptory TRPM8, což vytváří pocit chladu. Tento efekt je velmi populární v kosmetice a farmaceutických produktech, například v krémech, ústních vodách a balzámech na bolest svalů. Menthol má také silné antibakteriální a protiplísňové vlastnosti, což pravděpodobně vysvětluje jeho přítomnost v přírodních mátových olejích.

Menthol je zajímavý i tím, že existují různé izomery této látky, z nichž přírodní (-)-menthol je nejstabilnější a má nejsilnější chladicí účinky. Syntetické verze mentholu, které se vyrábějí za účelem pokrytí rostoucí poptávky, se používají nejen v kosmetických a farmaceutických produktech, ale také ve sladkostech a nápojích. I když se menthol obvykle považuje za bezpečný, existují případy intoxikace mentholem, zejména při nadměrné expozici v průmyslových podmínkách, což ukazuje, že jeho účinky by měly být dobře kontrolovány.

Tento soubor příkladů ukazuje, jak široce mohou přírodní a syntetické sloučeniny ovlivnit naše vnímání tepla, chladu a bolesti. Je fascinující, jak malé změny v chemických strukturách těchto látek mohou vést k velmi rozdílným fyziologickým a psychologickým reakcím. Dále je třeba si uvědomit, že v mnoha případech je vědecký výzkum těchto molekul stále v plenkách, a to, jak konkrétně působí v lidském těle, bude ještě předmětem rozsáhlých studií.

Jak mentol a hořčice ovlivňují naše vnímání chladu a tepla: Chemie v našich smyslech

Mentol, známý svou schopností navodit pocit chladu, působí na lidské vnímání skrze molekulární interakce s receptory v těle. Tento účinek je výsledkem působení mentolu na receptor TRPM8 (Transient Receptor Potential Cation Channel Subfamily M Member 8), který je zodpovědný za vnímání chladu. Když mentol naváže na tento receptor, dojde k otevření kanálu a vstupu vápníkových iontů do buňky. Tento změněný elektrický náboj následně přenáší signál do mozku, který vnímá chlad, podobně jako vnímání nízkých teplot, typických pro rozmezí 8–28 °C. Tento fyziologický mechanismus je důvodem, proč mentol vnímáme jako osvěžující a chladivý.

Mentol, ačkoliv je známý jako hlavní složka v mátových produktech, není jediným "chladivým" molekulárním spojencem, který má podobný účinek. Další příklad představuje (−)-menthol, který se liší od dalších izomerů mentholu ve své prostorové orientaci. Tyto izomery vykazují různé intenzity chladového účinku a jejich vliv na naše vnímání je ovlivněn specifickou strukturou molekuly, jež interaguje s receptorem na buněčné membráně.

Podobný mechanismus, i když jiný ve své chemii, je spojen s jinou rostlinnou látkou: allyl isothiocyanate, který je aktivní složkou hořčice. Tento molekulární "lék" je produkován rostlinami, jako je hořčice, k zajištění obrany proti predátorům. Při kontaktu s enzymem myrosinázou v těle zvířat a lidí se sinigrin rozkládá na aktivní molekulu, která způsobuje bolestivý pocit pálení. Tento jev je způsoben aktivací receptoru TRPA1, který je citlivý nejen na pocity chladu, ale i na bolest. V tomto smyslu je hořčice a jiné podobné látky vnímané jako "horké", ačkoli jejich účinek na vnímání teploty není tak přímý jako u mentolu.

Kromě fyziologického účinku mají mentol a hořčice i různé kulturní a historické souvislosti. Mentol, přítomný v mnoha osvěžujících produktech jako jsou bonbony nebo nápoje, si našel své místo i v automobilovém průmyslu, kde se používá jako osvěžovač vzduchu pro udržení pozornosti řidičů. Tato praktická aplikace využívá schopnosti mentolu zvyšovat kognitivní výkonnost, což bylo potvrzeno i výzkumy na sportovcích, kteří po inhalaci mentolového oleje vykazují zlepšení v výkonu, například v běhu a počtu kliků.

Je zajímavé si uvědomit, jak malé molekuly a jejich interakce s našimi receptory mohou ovlivnit nejen naše vnímání, ale i chování a zdraví. Při výzkumu těchto účinků se stále objevují nové možnosti aplikací, které nám umožňují lépe chápat, jak chemie v přírodě a v každodenním životě formuje naše smysly a zdraví.