Image
Foto: Hilde Lynnebakken

Her viser Tom Vincent-Dospital frem grisehuden han brukte i eksperimentene sine. Foto: H. Lynnebakken/ UiO

Fysikkeksperimentet startet hos slakteren og endte som kunnskap om nervesystemet

Forsøk med grisehud gir ny innsikt i hvordan vi oppfatter smerte.

Hvordan registrerer hjernen at du kutter deg i hånda? Noen av nervecellene i huden reagerer på trykk og strekk og sender lynraskt beskjed videre, men det er ikke sikkert det er hele historien.

Nye eksperimenter tyder på at også reseptorene som registrerer høy temperatur har et ord med i laget. Reseptorene er proteiner på overflaten av nervecellene.

Det hører til sjeldenhetene at et fysikkeksperiment starter hos slakteren, men Tom Vincent-Dospital fikk tak i materialet han skulle forske på fra Strøm-Larsen, en institusjon av en kjøttforretning på Torshov i Oslo.

For en forsker som nylig har kommet fra Frankrike var det overraskende vanskelig å finne slaktere i Norge, men på Torshov i Oslo fant Tom Vincent-Dospital grisehuden han hadde bruk for. Foto: H. Lynnebakken/ UiO

Kan jordskjelv og hudskader sammenliknes?

Vincent-Dospital forsker mest på ting som sprekker og brekker, som jordskorpa under jordskjelv eller i mekaniske deler i industrien. Men nå ville han undersøke skader i hud og til det trengte han biter av grisehud.

Idéen han ville teste handler om hvordan vi oppdager smertefulle skader.

– Smerte er veldig viktig for oss, det forteller oss om fare, sier han.

Men de underliggende mekanismene ved hvordan sentralnervesystemet vårt oppfatter smerte er ikke fullt ut forstått.

Sprekker lager varme

Når ting sprekker opp, uansett hva slags materiale de er laget av, avgir de varme. Vincent-Dospital ville finne ut om det lages nok varme når vi skader oss til at reseptorene som reagerer på temperatur kan oppfatte det.
Vel tilbake på laboratoriet festet han grisehuden i et apparat som strekker den til den revner. Underveis målte han temperaturendringen mens riften ble dannet.

 – På laben har vi et veldig godt infrarødt kamera som kan se varmestråling, forteller han.

Et varmekamera registrerer infrarød stråling og gir et bilde av hvor varme gjenstandene i bildet er. Foto: H. Lynnebakken/ UiO

Alle ting, både gjenstander og levende dyr og mennesker, sender ut varmestråling. Målinger av strålingen kan fortelle oss hvor varm tingen er.

Resultatene viste at temperaturøkningen i huden var opptil 24 grader, noe som er mer enn nok til å trigge nervereseptorene som er følsomme for temperatur.

– Eksperimentene våre har fortalt oss at når vi får sår eller rifter i huden øker temperaturen så mye at nervesystemet vårt kan bli aktivert. Om hjernen faktisk bruker dette systemet når den oppfatter sår som smertefulle vet vi ikke helt ennå, sier Vincent-Dospital, som er spent på hvordan resultatene mottas av nevrovitere.

I illustrasjonen over ser du hvordan en sprekk forplanter seg i hud med to centimeter per sekund. I eksperimentene gjort på UiO brukte forskerne infrarød avbildning til å måle en kortvarig økning i temperaturen omkring en slik skade i huden. Denne varmen kan registreres som smerte av nervesystemet vårt. Illustrasjon: Tom Vincent-Dospital

Nobelprisvinner brukte chili for å finne reseptor 

Resultatet av eksperimentene er publisert i et nevrovitenskapelig tidsskrift, og ble tilfeldigvis antatt samme dag som nobelprisen i medisin ble annonsert. Årets pris tildeles David Julius og Ardem Patapoutian for oppdagelsen av nettopp reseptorer for temperatur og berøring.

Før nobelprisvinnernes forskning var det et utløst spørsmål hvordan temperatur og mekanisk stimuli blir oversatt til elektriske impulser i nervesystemet.

Nobelprisvinneren David Julius brukte det kjemiske stoffet capcaicin, det molekylet som gir oss den brennende følelsen når vi spiser chili, til å påvise en ny kanal i cellemembranen. TRPV1 åpner når den utsettes for høye temperaturer.

Ionekanaler i cellemembranen åpnes når temperaturen stiger. Ionene som slipper gjennom skaper elektriske signaler i nervesystemet. Illustrasjon fra Nobelprize.org.

Målingene gjort ved UiO tyder på at denne og liknende reseptorer kan trigges også når huden får rifter og sår.

Eksperimentene er utført av Tom Vincent-Dospital og Knut Jørgen Måløy ved PoreLab, en del av Njord-senteret ved UiO, i samarbeid med Renaud Toussaint fra Institut Terre & Environnement de Strasbourg (ITES), en del av CNRS, Centre national de la recherche scientifique.

Vitenskapelig artikkel:

Tom Vincent-Dospital, Renaud Toussaint & Knut Jørgen Måløy. Heat Emitting Damage in Skin: A Thermal Pathway for Mechanical Algesia. Frontiers in Neuroscience, October 2021