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生理学 において、熱受容または熱受容とは、温度、より正確には熱流から推測される温度差の感覚と知覚である。これは、生物が温度刺激を受け取り、それを分子信号に変換し、適切な防御反応を引き起こすために信号を認識および特徴付けるために必要な一連のイベントとプロセスを扱っている。
大型動物の温度受容は主に皮膚で行われ、哺乳類には少なくとも 2 種類あります。温度受容器がどのように機能するかについての詳細は、現在も調査中です。 繊毛症は熱を感知する能力の低下と関連しているため、繊毛がその過程を助けている可能性があります。[1] 一過性受容器電位チャネル(TRP チャネル) [a]は、多くの種で熱、冷たさ、痛みの感覚に役割を果たしていると考えられています。 脊椎動物には、熱を感知するセンサーと冷たさを感知するセンサーの少なくとも 2 種類があります。[4]
動物の場合
ヘビの場合
特に特化した熱受容能力は、マムシ科（ Crotalinae）とボア科（Boidae）のヘビによって使用されており、熱い物体が発する赤外線を効果的に見ることができます。 [5]ヘビの顔には、温度センサーが並んだ一対の穴、つまりピットがあります。センサーは、ピット内の皮膚への加熱効果によって赤外線を間接的に検出します。センサーは、ピットのどの部分が最も熱いかを判断し、それによって熱源（温血の獲物である可能性があります）の方向を推測できます。両方のピットからの情報を組み合わせることで、ヘビは物体までの距離を推定することもできます。
コウモリや他の哺乳類では
吸血コウモリは鼻葉に特殊な赤外線センサーを持っています。[6] [7]吸血コウモリは血液のみを餌とする唯一の哺乳類です。赤外線感覚により、吸血コウモリは10～15cmの範囲内の恒温動物（牛、馬、野生哺乳類）の位置を特定することができます。この赤外線知覚は、標的の獲物の最大血流領域を検出するために使用されている可能性があります。
イヌは吸血コウモリと同様に、鼻で微弱な熱放射を感知することができる。[8]
昆虫では
特殊な熱感知器を持つ他の動物としては、森林火災で枯れたばかりの針葉樹に卵を産む森林火災探索甲虫（ Melanophila acuminata ）がいます。色の濃い蝶であるPachliopta aristolochiaeとTroides rhadamantusは、日光浴中にダメージを受けないように特殊な熱感知器を使用します。吸血昆虫であるTriatoma infestansも特殊な温度感知器官を持っている可能性があります。
人間の場合
ヒトでは、温度受容器[a]からの温度感覚は、脊髄の背角の灰白質にある二次ニューロンにシナプスを形成するリサウアー路の軸索に沿って脊髄に入ります。これらの二次ニューロンの軸索は交差し、視床の腹側後外側核のニューロンまで上昇しながら脊髄視床路に結合します。2017年の研究では、温度感覚情報は視床ではなく外側傍腕核に伝わり、これが体温調節行動を駆動することが示されている。[9] [10]
2021年ノーベル賞
2021年のノーベル生理学・医学賞は、温度と触覚の受容器の発見により、デイビッド・ジュリアス（米国カリフォルニア大学サンフランシスコ校教授）とアルデム・パタプーティアン（米国カリフォルニア州ラホヤのスクリプス研究所神経科学教授）に授与された。[2] [3]
参照
- ヘビの赤外線感知
- 吸血コウモリの赤外線感知
- ノーベル生理学・医学賞受賞者一覧#受賞者
- 電気受容 – 生物学的電気関連能力
- 機械受容器 – 機械的な圧力や歪みに反応する感覚受容器細胞
- 痛覚 – 生物が痛みの刺激をどのように受け取り、反応するか
- 固有受容覚 - 自分自身の動き、力、体の位置の感覚
注記
- ^ ab TRPV1受容体とTRPM8受容体は、暑さや寒さの知覚に重要な役割を果たしている。[2] [3]
参考文献
- ^ 「熱を感じることができますか? 繊毛は感じることができます」。2007年10月22日。 2011年9月3日閲覧。
- ^ ab 「プレスリリース：2021年ノーベル生理学・医学賞：デイビッド・ジュリアス、アルデム・パタポティアン」。カロリンスカ研究所ノーベル会議。2021年10月4日。
- ^ ab 「ノーベル生理学・医学賞」（PDF）。ノーベル財団。 2021年10月4日閲覧。
- ^ Johnson JI (2008)。「6.16 特殊体性感覚システム、6.16.2 熱感覚システム」。Kaas JH、Gardner EP (編)。感覚: 包括的リファレンス。第 6 巻: 体性感覚。エルゼビア。pp. 332–335。
- ^ Newman EA、Hartline PH （1982年3月）。「ヘビの赤外線「視覚」」。Scientific American。246 （ 3）：116–127。Bibcode ：1982SciAm.246c.116N。doi ： 10.1038/scientificamerican0382-116。JSTOR 24966551 。
- ^ キュルテン L、シュミット U、シェーファー K (1984 年 6 月)。 「吸血コウモリ Desmodus rotundus の鼻にある温冷受容体」。Die Naturwissenschaften。71 (6): 327–328。ビブコード:1984NW....71..327K。土井：10.1007/BF00396621。PMID 6472483。
- ^ Gracheva EO、Cordero-Morales JF、González-Carcacía JA、Ingolia NT、Manno C、Aranguren CI、他。 (2011 年 8 月)。 「吸血コウモリの赤外線感覚の基礎となるTRPV1のガングリオン特異的スプライシング」。自然。476 (7358): 88–91。土井：10.1038/nature10245. PMC 3535012。PMID 21814281。
- ^ Bálint A, Andics A, Gácsi M, Gábor A, Czeibert K, Luce CM, et al. (2020年2月). 「犬は弱い熱放射を感知できる」. Scientific Reports . 10 (1): 3736. Bibcode :2020NatSR..10.3736B. doi :10.1038/s41598-020-60439-y. PMC 7048925. PMID 32111902 .
- ^ Nakamura K (2018). 「体温調節行動とその中枢回路機構-どのような温度感覚経路がそれを動かすのか?」. Clinical Calcium . 28 (1): 65–72. PMID 29279428.
- ^ Yahiro T, Kataoka N, Nakamura Y, Nakamura K (2017年7月). 「視床ではなく外側傍腕核が行動による体温調節のための温度感覚経路を媒介する」. Scientific Reports . 7 (1): 5031. Bibcode :2017NatSR...7.5031Y. doi :10.1038/s41598-017-05327-8. PMC 5503995. PMID 28694517 .