吃辣椒为啥感觉热？吃薄荷为啥觉得凉？2021 年这项诺奖告诉你答案

辣椒为啥让人感觉热？薄荷为啥让人觉得凉？

到底是科学还是个人的错觉呢？获得了 2021 年诺贝尔奖生理学或医学奖的两位科学家，戴维 · 朱利叶斯（David Julius）和阿代姆 · 帕塔博蒂安（Ardem Patapoutian），给了你答案：

你的感觉是没错的。

 

2021 年诺贝尔生理学或医学奖得主：戴维 · 朱利叶斯（David Julius）和阿尔代姆 · 帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）

 

（图片来源：诺奖官网）

辣椒和薄荷，对应着不同的 " 感受器 "

辣椒让人发热，这是自从辣椒发现就众所周知的。可是辣椒为什么会让人发热呢？

早期科学家告诉你，这是因为，辣椒，并不是味觉，而是痛觉，这种痛觉会让人体发热。不过，人体到底是如何感受到辣椒这种痛觉呢？要知道，辣椒可不是像针刺那样明显会刺激到我们的神经。

于是加州大学旧金山分校的 David Julius 决定去探究一下辣椒到底是怎么让人感受到疼痛的。当然，他肯定不能用辣椒直接研究了，而是用辣椒里的关键成分：辣椒素进行研究。

不过，这个时候，一个问题出现了：

很多细胞是没有 " 痛觉 " 的，你必须选择能够感受 " 痛觉 " 的细胞，最终，他们找到了感觉神经元，这是一种专门用来感知的神经元。

接下来，就是研究到底辣椒素是如何让感觉神经元识别的。这就涉及到了基因。

人体中的基因太多了，想确定到底是什么基因发挥作用太难了，于是他们决定采用 " 大数据 " 来筛选。

这里的 " 大数据 " 是生物学上的基因文库，就是包含了数百万基因片段的一个混合体。然后他们把这些片段对应的基因在感觉神经元中表达，也就是让这些基因发挥作用。接下来就看哪个基因可以对辣椒素有反应了。

经过一系列尝试，科学家最终发现了一个可以对辣椒素有反应的基因，这是一个新的发现，最后命名为 TRPV1，这也是一个新鉴定出来的离子通道蛋白基因。

 

（图片来源：Zagotta, William N., et al. "Measuring distances between TRPV1 and the plasma membrane using a noncanonical amino acid and transition metal ion FRET." Journal of General Physiology 147.2 ( 2016 ) : 201-216.）

 

而值得一提的是，这个痛觉受体，竟然是和温度有关，相当于一个顶俩，这就有意思了。

这就解释了为什么吃辣椒感觉又热又痛的原因了：我们吃下辣椒，辣椒里面的辣椒素可以引发人体的 TRPV1 来触动痛觉，而这种痛觉还和温度有关，所以就有了又热又痛的感觉了。

既然如此，那么，有人一定会问，那些清凉的食物呢？

于是科学家们用常见的薄荷开始了进一步的研究。无论是薄荷味的牙膏、冷饮还是口香糖，给我们的感觉都是凉的。不过，科学研究上使用的关键物质是薄荷醇。

采取类似的研究办法，研究人员果然发现了新东西，那就是 TRPM8，这是被证明可以被寒冷激活的受体，这个研究是 Julius 和 Patapoutian 分别独立研究的，他俩也是今年两位诺奖得主。

用一张图来汇总：

 

（图片来源：诺奖官网）

 

可以说，整个研究，发现了人体是如何感受到温度和触觉（也就是痛觉这种典型触觉），他们是有一系列受体来进行。

除了温度感觉，机械感觉怎么感知？

当然，有了温度感觉，可是，机械感觉呢？要知道，机械感觉那才是最早的最广泛的触觉啊，比如拥抱、触摸等都是机械感。

于是今年诺奖的得主之一 Patapoutian 在研究完薄荷后转身就去研究机械感觉了。

他们开发了一套细胞体系，这体系的特点就是刺激一个细胞，细胞会发出电信号，而接下来可以对电信号进行检测。

 

（图片来源：诺奖官网）

 

接下来，他们筛选出了 72 个候选基因，经过一一排除，最后找到了一个新的感受机械压力的通道蛋白 Piezo，这个词来源于古希腊语 ( í; píesi ) 。

 

（图片来源：诺奖官网）

 

这次诺奖的内容可以用一张图来统一汇总：

温度 / 热痛觉是和 TRPV1 有关，触觉刺痛是和 PIEZO2 有关，它们都是人体感受器的一部分。

 

（图片来源：诺奖官网）

 

为什么他们能够获得诺奖？

可能有人会好奇，这东西不是很早就知道了嘛，笛卡尔就思考过人是如何感受热量的。中学生物书上也有反射弧这一概念，大致路线是：感受器 - 传入神经 - 神经中枢 - 传出神经 - 效应器。为什么他们的研究还能够获得诺奖？

 

其实，问题就在这里，上图是一个很粗略的过程，其中涉及到了很多细节问题，其中典型的就是感受器。

 

以手为例，手上可是没有味觉受体的，它是没法感受到味道的，但是手为何能感受到辣椒的火辣感觉呢？到底是什么东西触发了手的感觉，产生了神经电流呢？这就是这次诺奖得主研究的内容。

诺奖委员会指出，这两位诺奖得主在 TRPV1、TRPM8、以及 Piezo 通道上的突破性贡献，不仅让我们知道人体如何感知冷热，感知触觉，从而理解身边的世界，后续的研究还为我们带来了更多生理上的洞见，也被用于开发多种治疗疾病的药物，实实在在将科学转化为了造福病患的工具。

本文由科普中国融合创作出品，李雷制作，中国科学院计算机网络信息中心监制，" 科普中国 " 是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。

本文来源：https://www.wddqw.com/19zh.html