吃辣後為什麼會「菊花痛」?中科院文章解讀諾貝爾獎得主新發現

撰文:陳進安
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美國生理學家朱利葉斯(David Julius)及美國分子神經生物學家帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)因發現溫度與接觸感受體,而獲得2021年諾貝爾生理學或醫學獎。人們有時為什麼會辣得「菊花痛」?中科院物理所周一(4日)為此專門發表文章,就二人的發現向讀者作出解讀。

文章指,在分子水平上,人們對軀體感覺了解不深,溫度、壓力等物理屬性到底如何被探測並轉化為大腦可處理的信號素來是個神秘問題,而過去20多年間,朱利葉斯及帕塔普蒂安分別獨立發現了溫度感受器和壓力感受器,為溫度感知和機械感知提供了分子和神經基礎,繼而引領了一場神經科學領域的「變革」。

其實,從神經層面而言,人們的大多感官可被簡單理解成「接受刺激 - 傳遞信號 - 大腦接收並做出反應」,如嗅覺和味覺皆為化學檢測系統,視覺是通過感受光的刺激來形成信號,觸覺、疼痛等軀體感覺也受外部環境刺激而產生反應。而這個過程需要感受器(receptor)的協助才達成,其可被理解成「鎖」或者「門」,在特定情況下才會被激活,就如需靠特定鑰匙才能開鎖。因此,當負責苦味的味覺感受器遇到形狀和化學成分均合適的分子時,就會被打開,再向大腦傳遞信號,讓人們嘗出苦味。

然而,在所有味道中,辣味是與眾不同的。文章指,辣嚴格而言並不是一種味道,提到辣的東西,人們會有「熱」感,如紅辣椒讓嘴巴感覺灼燒,吃完辣的翌日「身體末端」很可能會「火辣辣地痛」等,還有一些東西會讓人覺得「冷」,例如薄荷。

TRP通道作為熱感受器。 (kavliprize.org)

文章續解釋,辣味來自一種名為辣椒素的物質,早年有科學研究表明,部分感覺神經元會在辣椒素和高溫的刺激下變得活躍,惟關於其作用的具體機制一直存在爭議,直到1997年,朱利葉斯在感受疼痛的神經元上識別出了受體分子TRPV1,並證明其可被高溫和辣椒素激活,答案始被揭曉。

據介紹,TRPV1是首個在脊椎動物身上被確認生理功能的TRP通道,其一旦被激活,就會讓帶電離子,如鈉和鈣流入細胞。其廣泛地分佈於人體,這也說明為何辣的東西在進出身體期間會帶來灼熱感。此外,朱利葉斯和帕帕塔普蒂安還分別獨立確認了TRPM8是一種會對薄荷醇和寒冷產生反應的分子。

值得一提的是,研究還揭示TRPV1對炎症過程中產生的化學物質非常敏感,與炎症相關的疼痛敏感反應有關。文章認為,這為癌症疼痛和其他疾病的治療開闢新的潛在途徑。

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