Los termorreceptores son receptores que perciben las señales de temperatura del ambiente. Son una parte integral del sistema de termorregulación que mantiene la homeostasis de la temperatura en animales de sangre caliente. David Julius y Ardem Pataputyan recibieron el Premio Nobel de Fisiología 2021 [1] [2] [3] por descubrir los mecanismos moleculares subyacentes a la termorrecepción y la mecanocepción .
En los mamíferos, los termorreceptores periféricos se encuentran en la piel, en la córnea del ojo y en las membranas mucosas. También hay termorreceptores en las partes internas del cuerpo. Los campos receptivos de los termorreceptores de la piel forman manchas de sensibilidad al frío o al calor de aproximadamente 1 mm de tamaño, que forman una especie de mosaico. Las señales de los termorreceptores se transmiten a las neuronas espinales y alcanzan los núcleos del tálamo y la formación reticular a lo largo de las vías espinotalámica y espinorreticular, respectivamente . Además, estas señales se transmiten a los núcleos del hipotálamo , responsable de la regulación autonómica de la liberación de calor y el enfriamiento del cuerpo, y la corteza somatosensorial. En el mismo hipotálamo, hay neuronas termosensibles que monitorean los cambios locales en la temperatura del cerebro y la regulan. En los últimos años se ha establecido que la temperatura corporal es regulada no sólo por el hipotálamo, sino también por otras vías termoefectoras con sus propias ramas aferentes y eferentes [4] .
Los termorreceptores periféricos se dividen en fríos, que perciben señales de frío, y térmicos, que perciben señales de calor. Cuando la temperatura ambiente está en el llamado rango "neutro", aproximadamente en la región de 30 ° C, tanto los receptores de calor como los de frío funcionan con una actividad mínima. La actividad de los termorreceptores aumenta cuanto más fuerte es la desviación del rango neutral. Hay cuatro tipos de señales aferentes de los receptores termosensibles. Con una disminución moderada de la temperatura, aproximadamente en el rango de 30 a 15 ° C, se activan los receptores de frío, que subjetivamente se siente fresco o frío. Con un aumento en la temperatura del ambiente por encima de 30 ° C, aumenta la actividad de los receptores térmicos, que se siente como calor o calor. Por debajo de los 15 °C y por encima de los 43 °C, no solo se activan los termorreceptores de calor o frío moderado, sino también los receptores del dolor que son sensibles al calor extremo o al frío extremo, y las sensaciones de dolor se mezclan con las sensaciones de temperatura [5] .
Los mecanismos de funcionamiento de los termorreceptores se están estudiando activamente a nivel molecular. Actualmente, se cree que las proteínas de la familia TRP, que forman canales iónicos de membrana, desempeñan el papel principal en la sensibilidad a la temperatura [6] .
Las neuronas termosensibles primarias son neuronas pseudounipolares , cuyos cuerpos se ubican en los ganglios espinales, y los axones se dividen en dos ramas. La primera rama inerva tejidos periféricos, como la piel o las mucosas, y es un sensor de temperatura. La segunda rama transmite señales a neuronas secundarias en la médula espinal o núcleos sensoriales en el cerebro. Los cuerpos de las neuronas termosensibles que inervan la cabeza y la cara se encuentran en el ganglio del trigémino ( lat. ganglio trigeminale ). Las señales de temperatura se transmiten a lo largo de las fibras nerviosas tipo Aδ (mielinizadas) y tipo C (no mielinizadas) y pueden seguir tres vías. Las fibras mielínicas de tipo Aδ transmiten rápidamente señales que requieren una respuesta inmediata, por ejemplo, cuando es necesario evitar una quemadura al estar en contacto con un objeto caliente, y las interneuronas de la médula espinal participan en este reflejo de retirada, incluyendo un respuesta refleja sin la participación de las partes superiores del sistema nervioso. La información se transmite lentamente a través de fibras amielínicas tipo C y a través de las interneuronas secundarias de la médula espinal a lo largo de la vía espinotalámica llega al tálamo y luego a la corteza somatosensorial, donde se activan las funciones integradoras de la percepción subjetiva de la temperatura. Finalmente, la tercera vía de transmisión de señales conduce al núcleo parabraquial lateral (en la unión de la protuberancia y el mesencéfalo), desde donde la información sobre la temperatura ingresa a los núcleos de la región preóptica del hipotálamo, que son responsables de la termorregulación. Investigaciones realizadas en 2017 indican la importancia relativa de este último camino [7] . 9.
El mecanismo de sensibilidad a la temperatura a nivel molecular se basa en un cambio en la conductividad iónica de los canales formados por proteínas específicas. La frecuencia de los picos de neuronas depende de la conductividad iónica del canal, que, a su vez, depende de la temperatura. En las últimas décadas se han descubierto varias proteínas de la familia TRP (transient receptor potencial) cuyos perfiles de respuesta a la temperatura cubren todo el rango de temperatura fisiológica. Estas proteínas se consideran los candidatos más probables para el papel de sensores de temperatura molecular [8] . Sin embargo, se sospechan otros mecanismos moleculares de sensibilidad térmica aún desconocidos [5] , y la investigación en esta área continúa.
Cronológicamente, el primer receptor cuyo papel en la percepción del dolor y el calor se estableció de forma fiable fue el receptor descubierto en 1997, denominado TRPV1 (vanilloid receptor 1), perteneciente a la subfamilia TRPV de la gran familia TRP ( transient receptor potencial ) . Este receptor es un canal iónico no selectivo capaz de pasar iones Ca 2+ . Se activa con capsaicina (un componente que se encuentra en los pimientos picantes) y protones ( quemadura química ácida ), así como a temperaturas superiores a 43 °C. Subjetivamente, la activación de este receptor se siente como una sensación de ardor o dolor ardiente. Los animales que carecen de este receptor muestran una sensibilidad reducida al dolor y al calor. Las sustancias que promueven la sensibilización de este receptor se liberan en los tejidos inflamados, por lo que los focos de inflamación en el cuerpo se sienten calientes [2] .
El receptor de frío fue descubierto por dos grupos en 2002. Ha sido denominado TRPM8 (receptor 8 de melastatina), siendo un miembro de la subfamilia TRPM . También es un canal iónico no selectivo para cationes, permeable a los iones de calcio, y es activado por el mentol y especialmente por la icilina , un potente agonista sintético de este receptor, unas 200 veces más activo que el mentol. Los datos sobre la sensibilidad a la temperatura de TRPM8 varían, pero el rango de sensibilidad promedio es de 8 a 28 °C con un máximo a una temperatura de alrededor de 10 °C [9] . Subjetivamente, la activación de este receptor se siente como frío o dolor. Los animales que carecen de este receptor muestran una sensibilidad reducida al frío.
Las neuronas que contienen receptores TRPM8 inervan la córnea del ojo y son capaces de detectar una ligera disminución de la temperatura de la córnea, incluso de 1°C. La respuesta a tal disminución será el desgarro, que se produce de forma refleja en el frío o en un fuerte viento, provocando que la córnea se enfríe debido a la evaporación del líquido. Por lo tanto, los receptores de frío están involucrados indirectamente en el mantenimiento del nivel fisiológico de hidratación de la córnea [10] .