À première vue, le métal chaud d'une théière et d'un glaçon n'ont rien de commun. Mais ces deux objets peuvent être douloureux. Une forte chaleur et un froid intense ont un effet extrêmement désagréable sur la peau humaine - nous le savons depuis l'enfance. Mais ce que nous avons appris plus récemment, c'est que le cerveau perçoit ces températures extrêmes presque de la même manière. On pense souvent que c'est la peau - et les nerfs qu'elle contient - qui sont directement responsables du sens du toucher, mais ce que les biologistes appellent le «système somatosensoriel» comprend en fait un plus large éventail de sens.
Parmi eux, bien sûr, il y a le toucher lui-même, c'est-à-dire la reconnaissance des stimuli mécaniques de la peau, mais aussi la proprioception, c'est-à-dire la capacité de sentir l'orientation et la position du corps, et la nociception, qui est responsable de la capacité du corps à identifier les stimuli nocifs. Ressentir la douleur est la réponse du corps à la nociception.
Que le stimulus de la douleur soit mécanique, chimique ou thermique, la nociception nous incite à nous en débarrasser. Mettez votre main dans le feu et vous ressentirez une sensation de brûlure qui poussera votre corps à retirer votre main du feu le plus rapidement possible. Ce n'est pas la sensation la plus agréable - la douleur - mais cela prouve que votre corps essaie de vous protéger. Si vous perdez la capacité de ressentir la douleur, ce sera très grave.
«Le principe de base», explique un neuroscientifique de l'Université Duke York Grundle, «est que les neurones sensoriels présents dans tout votre corps ont un ensemble de canaux qui sont directement activés par des températures froides ou chaudes. En étudiant les souris génétiquement modifiées au cours des quinze dernières années, les scientifiques ont pu prouver que ces canaux - des protéines incrustées dans les parois des neurones - sont directement impliqués dans la perception de la température.
Le canal TRPV1 le mieux étudié répond à une chaleur intense. TRPV1 n'est généralement pas activé tant que le stimulus n'a pas atteint 42 degrés, ce que les humains et les souris considèrent généralement comme extrêmement chaud. Dès que votre peau atteint ce seuil, le canal s'active, active tout le nerf et un simple signal est transmis au cerveau: oh!
«Avec le froid, en principe, les mêmes mécanismes s'appliquent», explique Grundle, sauf qu'il existe une protéine appelée TRPM8, qui s'active quand il fait froid, pas forcément très froid.
Il reste TRPA1, qui est peut-être la classe la moins étudiée de ces protéines. Alors que les chercheurs ont découvert qu'il est activé en réponse à des stimuli extrêmement froids, on ne sait pas s'il est impliqué dans le processus même de détection de ces stimuli.
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Ensemble, ces trois protéines - TRPV1, TRPM8 et TRPA1 - permettent à la peau de détecter les températures dans une plage et au corps de réagir en conséquence. Et comme ce sont des nocicepteurs, le travail de ces protéines est de vous aider à éviter certaines températures, pas à les rechercher. Les souris avec des versions défectueuses du récepteur TRPM8, par exemple, n'évitaient plus les températures froides. Cela signifie que les souris - et peut-être nous - ne recherchent pas activement des températures agréables. Au lieu de cela, ils évitent activement la chaleur et le froid extrêmes, préférant un environnement chaud et calme.
Bien que les scientifiques aient identifié les limites thermiques auxquelles ces récepteurs TRP deviennent actifs, cela ne signifie pas qu'ils ne peuvent pas être modulés. Après tout, une douche chaude peut être insupportablement chaude si vous n'avez pas un coup de soleil. «Il a été démontré que cela était dû à une inflammation de la peau sensibilisant le canal TRPV1», explique Grandl, «abaissant le seuil auquel ces nerfs transmettent la douleur au cerveau».
Mais la température n'est pas la seule chose qui active ces récepteurs; les plantes aussi. Cela ne vous surprendra peut-être pas que TRPV1, qui est activé par une chaleur extrême, soit également activé par la capsaïcine, qui donne au piment son épice. Et TRPM8 répond à la puissance de refroidissement du menthol, qui se trouve dans les feuilles de menthe. TRPA1 est également appelé "récepteur wasabi" en raison du fait qu'il est activé par les composants piquants des plantes de moutarde.
Comment les plantes ont-elles développé des produits chimiques qui activent des récepteurs, généralement activés par la température? Ajay Dhaka, biologiste moléculaire de l'Université de Washington, explique que la capsaïcine ne fait rien avec le TRPV1 chez les poissons, les oiseaux ou les lapins, mais active le même récepteur chez les humains et les rongeurs. «Les plantes ont peut-être développé de la capsaïcine pour que certains animaux ne les mangent pas, laissées seules», mais les plantes étaient comestibles pour d'autres créatures. Il est possible que des mécanismes similaires aient conduit à l'évolution du menthol et de la moutarde.
En d'autres termes, cette curieuse relation entre les plantes et les températures peut refléter la profonde histoire évolutive des plantes plutôt que des animaux. Les plantes ont peut-être trouvé un moyen de pirater les capacités de détection de la température de notre corps, puis ont altéré les composants activant les récepteurs de la douleur.
Par conséquent, le fait que nous transpirions, mangions de l'adjika avec du raifort, n'est associé à aucune propriété inhérente au poivre, mais uniquement au fait que la capsaïcine et la chaleur activent les nerfs de la peau de la même manière.
En utilisant un récepteur adapté aux stimuli nocifs, ces plantes ont trouvé un moyen sournois d'éviter le destin d'être dévoré … jusqu'à ce que nous trouvions un moyen de profiter de la nourriture épicée douloureusement brûlante et de verser de la moutarde sur tout. Alors la prochaine fois que vous vous apercevrez littéralement déchiré par un puissant piment, prenez un moment et considérez que ce qui se passe est le résultat de millions d'années de bataille évolutive entre les plantes et les animaux. Des batailles dans lesquelles on semble gagner (mais ce n'est pas certain).
ILYA KHEL