Зубні клітини реагують на різкий холод за допомогою власного температурного рецептора.
Зуби болять від холоду тому, що у них пошкоджена емаль - через бактерії, або через харчові кислоти. В емалі утворюються западини, порожнини, виїмки, які роблять зуби надчутливими до низької температури. Зв'язок між пошкодженнями емалі і підвищеною чутливістю до холоду був відомий давно, але як саме зуби його відчувають, довгий час залишалося загадкою.
Передбачалося, що тут вся справа в крихітних каналах з рідиною, які пронизують зуб: від перепаду температури рідина рухається, і ось цей рух рідини сприймається як холодовий біль. Але все впирається в те, де у зубів холодові рецептори. Все-таки зуби - не шкіра, звичайних терморецепторів на емалі у них немає, і в дентині, який лежить під емаллю, теж немає. Але десь вони повинні бути.
Будь-який рецептор - це білок (або комплекс білків), який вбудований в мембрану сенсорної клітини і який працює як іонний канал. Рецептор реагує на певні дії - наприклад, на зниження температури. Коли стає холодно, білок-рецептор відкриває потік іонів між зовнішньою і внутрішньою стороною мембрани. Електричні параметри мембрани через це миттєво змінюються, і виникає електрохімічний імпульс, який біжить до мозку.
Близько п'ятнадцяти років тому співробітники Медичного інституту Говарда Х'юза виявили іонний канал TRPC5, який виявився надчутливим до холоду. Але виявили його як ген і відповідний йому білок. Де в тілі знаходиться TRPC5, було неясно. Точно не в шкірі: миші, у яких вимикали ген TRPC5, продовжували відчувати холод. Але тут хтось згадав, що є ще один орган, який відчуває холод - це зуби.
Подальші експерименти на мишах показали, що TRPC5 дійсно знаходиться в зубах: у тварин з відключеним геном TRPC5 ніяких больових сигналів у відповідь на холод від зубів не передавалося. Точно також не було больових сигналів, якщо іонний канал TRPC5 блокували хімічно, щоб він не працював. До речі, речовини, що блокують канал TRPC5, містяться в гвоздичній олії - в старі (та й не в дуже старі) часи її широко використовували, щоб зняти зубний біль.
Разом з колегами з Університету Ерлангена - Нюрнберга та інших наукових центрів дослідники опублікували статтю в Science Advances, в якій говориться, що рецептор TRPC5 несуть на собі клітини одонтобласти. Вони сидять не кордоні між пульпою зуба і дентином; власне, одонтобласти дентин і виробляють. У них є довгі відростки, які заповнює канальці всередині дентину - ті самі канальці, про яких йшла мова вище. Канальці разом з відростками одонтобластів можуть досягати емалі. І якщо емаль пошкоджена, відросток клітини легко відчує різкий холод за допомогою рецептора TRPC5. Одонтобласти з'єднані з нейронами, і тому відразу відправляють больовий імпульс в мозок.
Звичайно, найкраще, коли сам стежиш за зубами і не допускаєш, щоб бактерії і кислота руйнували їх емаль. Але зуби у всіх різні, і у когось вони все життя залишаються поганими, незважаючи на всі зусилля. Можливо, з новими даними про одонтобластів та їх рецептори у нас з'являться ефективні засоби, які дозволять людям з холодочутливими зубами спокійно їсти морозиво.