Dubbel fris: waarom winterkou en menthol hetzelfde frisse gevoel geven

Niets voelt zo fris als op een ijzige winterochtend naar buiten stappen nadat je net je tanden hebt gepoetst. Maar waarom lijkt die mintsmaak dan nog intenser? Wetenschappers hebben nu voor het eerst haarscherp vastgelegd hoe onze interne ‘thermometer’ werkt.

Ze hebben zichtbaar gemaakt hoe een belangrijke koudesensor in ons lichaam werkt. Die sensor zit in zenuwcellen in onder meer de huid en mond en geeft aan onze hersenen door wanneer iets koud aanvoelt. De nieuwe beelden laten zien hoe zowel echte kou als menthol hetzelfde systeem activeren en waarom die twee prikkels elkaar zelfs kunnen versterken.

Een microscopisch thermometertje

Centraal in het onderzoek staat TRPM8, een zogenoemd eiwitkanaal. Je kunt het zien als een piepklein poortje in het membraan van een cel. Normaal houdt het membraan veel stoffen tegen, maar wanneer het kanaal opent kunnen geladen deeltjes de cel in- of uitstromen. Dat veroorzaakt een elektrisch signaal dat via zenuwcellen naar de hersenen gaat en ons het gevoel van kou geeft.

“Je kunt TRPM8 zien als een microscopische thermometer in je lichaam”, zegt onderzoeker Hyuk-Joon Lee. “Het is de primaire sensor die je brein vertelt wanneer iets koud aanvoelt. We wisten al lange tijd dat dit gebeurt, maar we wisten nooit hoe. Nu kunnen we het eindelijk zien.”

Als de temperatuur daalt tot tussen ongeveer 8 en 28 graden Celsius gaat het kanaal open. De stroom van geladen deeltjes zet een signaal in gang dat naar de hersenen gaat. Dit mechanisme verklaart ook waarom sommige stoffen een verkoelend gevoel geven zonder dat de temperatuur daadwerkelijk wordt verlaagd.

Hoe menthol ons lichaam voor de gek houdt

Menthol uit munt is het bekendste voorbeeld van zo’n stof. “Menthol is eigenlijk een truc”, legt Lee uit. “Het hecht zich aan een specifiek deel van het kanaal en zorgt ervoor dat het opent, net zoals kou dat zou doen. Dus ook al bevriest menthol niets echt, je lichaam krijgt hetzelfde signaal alsof het ijs zou aanraken.”

Interessant genoeg blijkt dat kou en menthol elkaar kunnen versterken. Wanneer beide tegelijk aanwezig zijn reageert het kanaal sterker. Dat kan verklaren waarom tandpasta of een pepermuntje soms extra intens aanvoelt wanneer het buiten koud is.

Wat de beelden onthulden

De onderzoekers maakten meerdere momentopnames van TRPM8 met behulp van cryo-elektronenmicroscopie. Dit is een techniek waarmee eiwitten razendsnel worden ingevroren en met een elektronenbundel in een hoge resolutie in beeld worden gebracht. Door veel beelden te combineren konden verschillende stadia van TRPM8 worden gereconstrueerd, van gesloten naar open toestand.

De beelden lieten zien dat kou en menthol het kanaal via verschillende routes activeren. Kou veroorzaakt vooral veranderingen in het deel van het kanaal waar de geladen deeltjes doorheen stromen, terwijl menthol zich aan een ander deel van het eiwit bindt en een reactie van vormveranderingen veroorzaakt die het kanaal uiteindelijk openen.

“Wanneer kou wordt gecombineerd met menthol, versterken de signalen elkaar”, zegt Lee. “Wij gebruikten deze combinatie om het kanaal in zijn geopende toestand vast te leggen, iets wat met alleen kou nog niet was gelukt.”

Daarnaast ontdekten de onderzoekers een specifieke regio, de zogenaamde ‘cold spot’. Dit stukje van het eiwit is essentieel voor temperatuurgevoeligheid en voorkomt dat het kanaal ongevoelig wordt bij langdurige blootstelling aan kou.

Medische toepassingen

Het mechanisme is niet alleen interessant voor wie zich afvraagt waarom een pepermuntje op een koude ochtend extra fris voelt. De ontdekking heeft ook verrassende medische toepassingen. Wanneer TRPM8 niet goed werkt, kan dat bijdragen aan chronische pijn, migraine, droge ogen of bepaalde vormen van kanker. Gelukkig bestaat er al een menthol-achtig geneesmiddel, Acoltremon, dat dit kanaal activeert en goedgekeurd is als oogdruppel tegen droge ogen.

“Voorheen was het onduidelijk hoe kou dit kanaal structureel activeert”, zegt Lee. “Nu zien we hoe kou specifieke veranderingen in de porie veroorzaakt. Dat legt de basis voor nieuwe medische behandelingen en laat voor het eerst zien hoe kou en chemische prikkels samen het gevoel van frisheid creëren.”

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Het klinkt misschien een beetje raar, maar elke dag even in de ijzige kou staan kan je slaap een stuk beter maken en Kou hebben blijkt besmettelijk te zijn.

Schrijf je in voor de nieuwsbrief! Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week? Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: