温度受容体

温覚受容体は、非特殊化された感覚受容体、より正確には感覚ニューロンの受容部分であり、主に無害な範囲内で温度の絶対的および相対的な変化を符号化します。哺乳類の末梢神経系では、温覚受容体は無髄C線維（伝導速度が低い）であると考えられており、冷覚受容体はC線維と薄く髄鞘化されたAδ線維（伝導速度が速い）の両方を持っています。^{[ 1 ] [ 2 ]}温覚受容体に対する適切な刺激は加温であり、これにより活動電位の放電率が増加します。冷却により温覚受容体の放電率は減少します。冷覚受容体の場合、発火率は冷却中に増加し、加温中に減少します。一部の冷覚受容体は、高温、つまり通常45  ℃を超える温度に対しても短い活動電位の放電で反応し、これは熱に対する逆説的反応として知られています。この挙動の原因となるメカニズムはまだ解明されていません。

ヒトの場合、リサウアー路の軸索に沿って温度や圧力の感覚が脊髄に伝わります。リサウアー路は、脊髄後角の灰白質にある一次ニューロンとシナプスを形成し、その位置は脊髄後角から1～2椎体上のレベルになります。これらの二次ニューロンの軸索は交差し、視床腹側後外側核のニューロンへと上昇しながら脊髄視床路に合流します。

哺乳類では、温度受容体は皮膚（皮膚受容体）、角膜、膀胱など、さまざまな組織に神経支配している。また、脳の視索前野と視床下部領域には、わずかな温度変化に反応するニューロンも存在し、体幹温度に関する情報を提供している。視床下部は体温調節に関与しており、温度受容体は、環境条件の変化に応じて予測される体幹温度の変化に対するフィードフォワード応答を可能にする。

温覚受容体は、従来、自由終末（非特殊化終末）を持つと説明されてきた。^{[ 3 ]}温度変化に対する活性化のメカニズムは完全には解明されていない。

冷感受容器は、冷却感、冷たさ、爽快感を生み出します。角膜の冷感受容器は、涙液の蒸発によって生じる冷却に反応して発火頻度が増加し、瞬目反射を引き起こすと考えられています。他の温感受容器は反対の刺激に反応し、熱感、場合によっては灼熱感さえも生み出します。これは、唐辛子によく含まれる活性化学物質であるカプサイシンに接触したときによく経験されます。舌（または体内のあらゆる表面）に接触すると、カプサイシンは神経線維を脱分極させ、ナトリウムとカルシウムを線維内に流入させます。線維がこれを行うには、特定の温感受容器が必要です。カプサイシンやその他の熱を生じる化学物質に反応する温感受容器は、TRPV1として知られています。熱に反応して、TRPV1受容体はイオンが通過できる通路を開き、熱感や灼熱感を引き起こします。TRPV1には、分子的に類似したTRPM8もあります。 TRPV1とは異なり、TRPM8は冷却感を生み出します。TRPV1と同様に、TRPM8は特定の化学的刺激に反応してイオン経路を開きます。この場合、化学的刺激はメントールやその他の冷却剤であることが多いです。マウスで行われた研究では、これら2つの受容体の存在によって温度勾配の感知が可能になることが明らかになりました。TRPV1受容体を持たないマウスは、加熱されたプラットフォームよりもかなり冷たい領域を識別することができました。しかし、TRPM8受容体を持たないマウスは、温かいプラットフォームと冷たいプラットフォームの違いを識別することができず、冷感や冷たさの感覚を判断するにはTRPM8に依存していることが示唆されました。^{[ 4 ]}

温冷受容体は、無害な環境温度を感知する役割を担っています。生物に損傷を与える可能性のある温度は、有害な冷気、有害な熱、または複数の有害な刺激様式（つまり、多感覚性）に反応する侵害受容体のサブカテゴリーによって感知されます。冷却に優先的に反応する感覚ニューロンの神経終末は、皮膚に中程度の密度で存在しますが、角膜、舌、膀胱、顔面皮膚にも比較的高い空間密度で存在します。舌の冷受容体は味覚を調節する情報を伝えていると考えられています。つまり、冷たくてもおいしい食べ物もあれば、そうでない食べ物もあるということです。^{[ 5 ]}

この研究分野は、一過性受容体電位（TRP）ファミリータンパク質の同定とクローニングにより、近年大きな注目を集めている。冷覚受容体における温度の伝達は、TRPM8チャネルによって部分的に媒介される。このチャネルは、温度に反比例する大きさの混合内向き陽イオン電流（主にNa ⁺イオンによって運ばれるが、Ca2 ⁺も透過する）を流す。このチャネルは、約10～35 ℃の温度範囲で感度を示す。TRPM8は、細胞外リガンドの結合によっても活性化される。メントールはこのようにしてTRPM8チャネルを活性化することができる。TRPM8は、生理的役割が冷却シグナル伝達であるニューロンに発現しているため、メントールを体のさまざまな表面に塗布すると、冷却感が生じる。メントールが冷感受容体を活性化することで得られる爽快感、特に三叉神経（V神経）の軸索が通る顔面領域の受容体を活性化することで爽快感が得られることから、メントールは歯磨き粉、シェービングローション、フェイシャルクリームなど、数多くの化粧品に使用されている。 

低温伝達のもう 1 つの分子要素は、カリウムイオンによって運ばれる外向き電流を流すいわゆるリークチャネルの温度依存性です。一部のリークチャネルは、2 ポア (2P) ドメイン カリウムチャネル のファミリーに由来します。2P ドメイン チャネルのさまざまなメンバーのうち、約 28 °C未満の温度で非常に速やかに閉じるものもあります(例: KCNK4 (TRAAK)、TREK) 。温度は、 Na ⁺ /K ⁺ -ATPaseの活性も調節します。Na ⁺ /K ^{+ -ATPase は、ATP の加水分解ごとに 2K +}イオンと交換して3Na ⁺イオンを細胞外に排出するP 型ポンプです。これにより、細胞外への正電荷の正味の移動、つまり過分極電流が発生します。この電流の大きさは、ポンプ活性の速度に比例します。 

冷覚受容体は、ニューロン内で様々な温度感受性タンパク質が集合することによって生じると考えられている。^{[ 6 ]}このニューロンの創発特性は、前述のタンパク質の発現に加え、過分極活性化環状ヌクレオチド依存性（HCN）チャネルや急速に活性化および不活性化する一過性カリウムチャネル（IKA _）などの様々な電圧感受性チャネルの発現によって構成されると考えられている。