为什么吃辣这么爽?2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给找到答案的人
为什么吃辣这么爽?是有原因的。而这个原因,是1997年大卫·朱利叶斯(David Julius)发现的。2021 年诺贝尔生理学或医学奖因「发现温度和触觉受体」而共同授予大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)。
严格地说,辣并不属于味觉,而是一种痛觉。辣椒中的辣椒素,能激活人体的痛觉感受器,当痛觉感受器被激活时,大脑会主动释放“内啡肽”。
内啡肽不仅是人体的天然止痛剂,也是能制造欣快感的荷尔蒙。
大卫·朱利叶斯的一开始的研究,是希望找到辣椒素的特异性受体,而当他在众多基因中终于找到TRPV1,意外发现该受体还可以被42℃以上的物理高温激活。这一发现,让为什么吃辣椒觉得烫嘴,有了分子层面的解释。
作为一种离子通道蛋白,TRPV1大量表达在感觉神经元上,受到激活时,允许钙离子等穿过这一通道,从而让神经细胞发放电信号。
当有辣椒或者高温刺激时,TRPV1受体立即被激活,产生电信号,信号沿伤害性传入神经系统上传至大脑。处于人体的保护机制,这种伤害性信息传递的特别快,整个过程历时只有几毫秒(millisecond,千分之一秒),比味觉受体的反应时间快得多。
辣椒素同样会打开这条通道,即便温度没有超过43度,仍然向大脑传递“过热”的信号。这样的热警觉会经由三叉神经传递到大脑,大脑会增加唾液分泌,加速胃肠蠕动,并分泌缓解疼痛的内啡肽,让你感到爽。吃辣,就相当于从大脑那里骗取了“内啡肽”。
除了会被辣椒素激活外,Julius教授与同事们发现,毒蜘蛛产生的毒素、植物产生的树胶脂毒素等诱发疼痛和炎症的化合物,同样会激活TRPV1。
此后的二十多年,朱利叶斯以TRPV1为起点,又相继发现了多种与躯体感受相关的TRP家族的通道蛋白。后来他们又发现了薄荷醇所对应的感受器通道,这一通道同时可以被低温打开,这就解释了为什么吃薄荷让人感到清凉的原因。
今年9月,他与同事程亦凡的实验室合作,解析了包括TRPV1在内的多种TRP蛋白的三维结构,并综合运用基因敲除等生理手段,试图回答这些蛋白的结构与功能关系,探索如何通过阻断大脑对疼痛的感知,研发出新的高效的止痛药,避免现有止痛药的副作用和成瘾性。
大卫·朱利叶斯对 TRPV1 的发现是一个突破,使我们能够理解温度的差异如何在神经系统中诱发电信号。2010 年,帕塔普蒂安和他的同事们成功地确定了两个新的离子通道,Piezo1和Piezo2 ,通过对细胞膜施加压力可直接激活。这两个通道,同时可以调节人体重要的生理过程,包括血压、呼吸和膀胱控制,为研发针对这些功能的药物打下了基础。
TRP通道位于全身各处可被激发和不可被激发的细胞中。到目前为止,有超过30个TRP通道家族成员在哺乳动物中被克隆。
它们可以被多种刺激源激活,例如温度、压力、体积变化、震动、伸展、芥末、山葵、肉桂、大蒜、辣椒、薄荷醇、樟脑以及THC,TRP通道的变异可以引起各种疾病,包括神经退行性疾病、癌症、骨骼发育不良以及肾功能障碍等。
2014年,由加州大学伯克利分校研究人员安德鲁·迪林(Andrew Dillin)领导的团队做了一个实验。首先,他们通过基因工程培育出缺乏辣椒素受体的小鼠,让这些小鼠的热反应出现缺失。他们发现,小鼠的寿命比正常小鼠多了四个月(相当于14%),而且新陈代谢更加活跃,体脂肪率比较低。
当然,人类没有办法借着除去身上的辣椒素受体,但是多吃点辣椒增加新陈代谢的能力,不是一顿火锅不能解决的。一顿不够就两顿。