ما سبب الألم عند قضم الآيس كريم البارد ؟

لا يوجد شيء مؤلم مثل قضم الآيس كريم البارد والشعور بصدمة مروعة من الألم، خاصة إذا كنت متراخيا قليلا فيما يتعلق بصحة الأسنان.

وتوصل باحثون من الولايات المتحدة وألمانيا أخيرا إلى جذر هذا الألم - تحديد الخلايا المعينة في الأسنان، والخلايا الأروماتية للعاج، التي تستشعر درجات الحرارة الباردة.

وهذه الخلايا وفيرة في بروتينات خاصة حساسة للبرد، وهي المسؤولة عن إعلام الدماغ عندما تأكل أو تشرب شيئا باردا.

ويمكن أن يمهد تطوير عقاقير تستهدف هذه المستشعرات بشكل خاص، الطريق لعلاجات جديدة لحساسية البرد.

وعلاوة على ذلك، تشرح النتائج علاجا منزليا قديما لألم الأسنان، وهو زيت القرنفل، الذي يحتوي على مادة كيميائية تمنع بروتين الاستشعار بالبرودة.

وغالبا ما تكون حساسية البرد أكثر حدة بين الأشخاص الذين يعانون من تسوس الأسنان، حيث يتآكل جزء من مينا الأسنان الواقية بسبب طبقات البكتيريا والحمض.

وتشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 2.4 مليار شخص - حوالي ثلث سكان العالم - لديهم تجاويف غير معالجة في أسنانهم الدائمة أو "البالغة".

ولم يشرع الباحثون - بقيادة عالم الأحياء العصبية ديفيد كلافام من معهد هوارد هيوز الطبي في ماريلاند - في الأصل في دراسة الأسنان.

وبدلا من ذلك، تركز عملهم على ما يسمى بـ "القنوات الأيونية"، وهي مسام في أغشية الخلية التي تعمل كبوابات للجزيئات.

وعندما تكتشف هذه القنوات إشارة معينة مثل رسالة كيميائية أو تغير في درجة الحرارة، فإنها تستجيب إما بإغلاق البوابات أو الفتح على نطاق واسع.

وتسمح الحالة الأخيرة للأيونات بالتدفق إلى الخلية، ما يخلق نبضا كهربائيا ينتقل إلى الخلايا الأخرى، ويسمح للجسم بتوصيل المعلومات.

ومنذ حوالي خمسة عشر عاما، قرر الفريق أن إحدى هذه القنوات الأيونية - TRPC5 - شديدة الحساسية للبرد. ومع ذلك، لم يكن من الواضح أين تم استخدام TRPC5.

وتمكن الباحثون من استبعاد عمليته في الجلد، على الأقل، حيث نشروا في ورقة بحثية عام 2011 أن الفئران التي تفتقر إلى القناة الأيونية ما تزال قادرة على الشعور بالبرد.

وبعد ذلك، "وصلوا إلى طريق مسدود''، كما أوضحت عضو الفريق وعالمة الفيزيولوجيا الكهربية كاثرينا زيمرمان، التي كانت في الأصل عضوا في مختبر البروفيسور كلافام، ولكنها تعمل الآن في جامعة فريدريش ألكسندر إرلانجن نورنبرج في ألمانيا.

وجاء الإلهام في النهاية عندما كان الفريق يتناول الغداء، فالأسنان منطقة أخرى من الجسم بها حساسية من البرد - وهي منطقة عملت في تلك المرحلة بطريقة لم تكن واضحة تماما.

وتتضمن النظرية الرئيسية لكيفية شعور الأسنان بالبرودة، قنوات صغيرة داخل الأسنان تحتوي على سائل يتحرك عندما تتغير درجة الحرارة.

وكان يُعتقد أنه ربما يمكن للأعصاب أن تستشعر اتجاه هذه الحركة، وبالتالي تشير إلى ما إذا كان السن ساخنا أم باردا.

وقال البروفيسور كلافام: "لا يمكننا استبعاد هذه النظرية". ومع ذلك، أضاف أنه لا يوجد دليل مباشر يدعم ذلك أيضا.

وتكمن المشكلة في صعوبة دراسة حركة السوائل في الأسنان بشكل خاص - حيث يتضمن الوصول إلى الأعمال الداخلية للأسنان قطع طبقات قاسية من المينا وعاج الأسنان دون تكسير اللب الناعم الذي يحميها.

وعلى الرغم من هذه التحديات، عندما قام البروفيسور كلافام وزملاؤه بفحص أسنان البشر البالغين، وجدوا أنها تحتوي بالفعل على قنوات أيونية TRPC5، كما توقعوا سابقا.

وعلاوة على ذلك، فإن TRPC5 أكثر وفرة في الأسنان ذات التجاويف، والتي تشتهر بأنها أكثر حساسية للبرد من نظيراتها الصحية.

ولمزيد من البحث، أجرى الفريق تجارب على فئران حية - وسجلوا نشاطها العصبي عندما تلامس أسنانها محلول مثلج.

ولدى الفئران العادية، وجد الفريق أن البرد يثير نشاطا عصبيا. ومع ذلك، فإن الفئران التي تفتقر إلى TRPC5 أو التي عولجت بمادة كيميائية تمنع القناة الأيونية، لم تتفاعل بالطريقة نفسها، ما يشير إلى أن TRPC5 هو مفتاح استشعار البرودة في الأسنان.

ووجد الفريق أيضا أن قناة أيونية أخرى في الأسنان، "TRPA1"، تلعب دورا في الاستجابة لدرجات الحرارة الباردة.

وأخيرا، تتبع الفريق موقع TRPC5 إلى نوع معين من الخلايا في الأسنان، "الخلايا المولدة للعاج''، والتي يمكن العثور عليها بين اللب والعاج المحيط.

وعندما يتناول شخص ما الآيس كريم البارد - خاصة إذا كان لديهم تجاويف وعاج مكشوف - فإن هذه الخلايا المليئة بـ TRPC5 هي التي تلتقط الإحساس بالبرودة وترسل إشارات الألم إلى الدماغ.