吃辣后为什么会“菊花痛”?中科院解读诺贝尔奖得主新发现

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美国生理学家朱利叶斯(David Julius)及美国分子神经生物学家帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)因发现温度与接触感受体,而获得2021年诺贝尔生理学或医学奖。人们有时为什么会辣得“菊花痛”?中科院物理所10月4日为此专门发表文章,就二人的发现向读者作出解读。

文章指,在分子水平上,人们对躯体感觉了解不深,温度、压力等物理属性到底如何被探测并转化为大脑可处理的信号素来是个神秘问题。而过去20多年间,朱利叶斯及帕塔普蒂安分别独立发现了温度感受器和压力感受器,为温度感知和机械感知提供了分子和神经基础,继而引领了一场神经科学领域的“变革”。

其实,从神经层面而言,人们的大多感官可被简单理解成“接受刺激 - 传递信号 - 大脑接收并做出反应”,如嗅觉和味觉皆为化学检测系统,视觉是通过感受光的刺激来形成信号,触觉、疼痛等躯体感觉也受外部环境刺激而产生反应。而这个过程需要感受器(receptor)的协助才达成,其可被理解成“锁”或者“门”,在特定情况下才会被激活,就如需靠特定钥匙才能开锁。因此,当负责苦味的味觉感受器遇到形状和化学成分均合适的分子时,就会被打开,再向大脑传递信号,让人们尝出苦味。

然而,在所有味道中,辣味是与众不同的。文章指,辣严格而言并不是一种味道,提到辣的东西,人们会有“热”感,如红辣椒让嘴巴感觉灼烧,吃完辣的翌日“身体末端”很可能会“火辣辣地痛”等,还有一些东西会让人觉得“冷”,例如薄荷。

TRP通道作为热感受器。 (kavliprize.org)

文章续解释,辣味来自一种名为辣椒素的物质,早年有科学研究表明,部分感觉神经元会在辣椒素和高温的刺激下变得活跃,只是关于其作用的具体机制一直存在争议,直到1997年,朱利叶斯在感受疼痛的神经元上识别出了受体分子TRPV1,并证明其可被高温和辣椒素激活,答案始被揭晓。

据介绍,TRPV1是首个在脊椎动物身上被确认生理功能的TRP通道,其一旦被激活,就会让带电离子,如钠和钙流入细胞。其广泛地分布于人体,这也说明为何辣的东西在进出身体期间会带来灼热感。此外,朱利叶斯和帕帕塔普蒂安还分别独立确认了TRPM8是一种会对薄荷醇和寒冷产生反应的分子。

值得一提的是,研究还揭示TRPV1对炎症过程中产生的化学物质非常敏感,与炎症相关的疼痛敏感反应有关。文章认为,这为癌症疼痛和其他疾病的治疗开辟新的潜在途径。

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