不就是搞懂了吃辣椒為啥感到疼,怎麼就拿諾貝爾獎了呢?

一年一度、萬眾矚目的諾貝爾獎,終於在今天拉開了帷幕,在北京時間的10月4日17:30,諾貝爾獎委員會首先頒發了第一個獎項——生理學或醫學獎。

不就是搞懂了吃辣椒為啥感到疼,怎麼就拿諾貝爾獎了呢?

2021年諾貝爾生理學或醫學獎由大衛·朱利葉斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)獲得,

他們的傑出貢獻是揭示了人體的溫度和觸覺感受器

,並因此分享1000萬瑞典克朗獎金(約合736萬元人民幣)。

如同評委會所說:人們對熱、冷和觸覺的感知能力對生存至關重要,支撐著我們與周圍世界的互動。

可是長久以來,人類究竟透過怎樣的機制來感知外界的溫度和壓力,一直是個謎。我們在這裡著重介紹醫學人類對外界溫度的感受機制。

一般來說,人體透過面板的感受器來感知外界的刺激訊號併產生興奮,再透過神經系統傳遞訊號至大腦,大腦作出反應,並透過神經系統將訊號傳遞給效應器作出反應,這就是所謂的“反射弧”。

不就是搞懂了吃辣椒為啥感到疼,怎麼就拿諾貝爾獎了呢?

在反射弧中,位於面板的感受器在接受到刺激後,會引起細胞表面特定的蛋白質—離子通道開放,進而引起細胞膜電位差的改變,產生興奮。

而我們今天故事的主人翁—辣椒素受體(TRPV1),正是這樣一種神奇的離子通道。

不就是搞懂了吃辣椒為啥感到疼,怎麼就拿諾貝爾獎了呢?

從1997年起,美國加州大學生理學家大衛·朱利葉斯對同事愛吃的咖哩醬產生了興趣。這種火辣的食物明明沒有對面板造成物理傷害,為什麼能產生灼熱甚至疼痛的感覺呢?後來,朱利斯的團隊透過研究發現,辣椒帶來的灼熱和疼痛的感覺,是由其內部的辣椒素來介導的。

找到了辣椒素,那麼它究竟是透過哪種受體來起作用的呢?

經過不斷的努力,朱利葉斯透過一些精巧的基因工具,終於在一大堆候選的受體中,將它找了出 來:

TRPV1(辣椒素型瞬時受體電位蛋白)

。這是一種精妙的非選擇性陽離子配體門控通道,對鈣離子具有高通透性,

啟用後促進細胞外鈣離子內流,進而介導一些基本的生理功能,如神經遞質釋放、膜興奮性和肌肉細胞收縮等。

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朱利葉斯進一步發現,這條離子通道不僅對辣椒素有反應,高溫同樣能啟用他它。當人體感覺到43攝氏度以上的溫度(足以對面板產生傷害)時,TRPV1就會開啟,讓人感覺到疼痛,這就解釋了,為什麼辣椒吃到嘴裡我們會感覺到灼熱和疼痛。

無獨有偶,2002年朱利葉斯跟同事又發現了TRPM8離子通道,他的功能正好跟TRPV1相反。它在人們接觸到10-30攝氏度時被激發的,在人吃到薄荷時,也能將其開啟。這就解釋了為何薄荷口香糖會給人涼颼颼的感覺。

當然,如果辣椒素受體(TRPV1)的功能僅止於此,那它還不足以成為一項諾獎級的成就,事實上,在朱利葉斯發現辣椒素受體分佈在面板上的隨後幾年裡,

TRPV1也被發現分佈在身體的許多其他器官如在心、肝、肺、腎、腸、腦、子宮、睪丸、唾液腺、背根神經節、感覺神經元中均有分佈,發揮著更加廣泛的生理作用。

大量研究證實啟用辣椒素受體(TRPV1)能夠透過促進NO的產生舒張血管,繼而降低血壓,是具有潛力的高血壓治療靶點。與此同時,啟用辣椒素受體(TRPV1)能選擇性的誘導巨噬細胞和平滑肌細胞自噬,減少血管壁的脂質堆積繼而起到穩定動脈粥樣硬化斑塊的作用,是治療動脈粥樣硬化疾病的新策略。辣椒素受體(TRPV1)還能透過擬腎上腺素的作用,透過增加產熱和散熱來消耗能量,減少脂質聚集,繼而起到減肥的作用。更重要的是,啟用辣椒素受體(TRPV1)還被證實能夠阻斷實驗性致癌和致突變過程,有望成為腫瘤治療的新手段。

總而言之,關於辣椒素受體(TRPV1)的研究還在醫學的各個領域開花結果,當年的一瓶咖哩醬,竟然打開了一個萬紫千紅的生命科學的奇幻世界,這恐怕也是朱利葉斯所始料未及的吧。

參考文獻

[1]陽鳳,彭燕。辣椒素的臨床應用進展[J]。臨床消化病雜誌,2016,28(02):129-132。

[2]趙向鳳,鄧文濤,儲小飛,郭政。辣椒素受體在血壓調節中的研究進展[J]。中西醫結合心腦血管病雜誌,2020,18(15):2439-2442。

[3]胡雯雯。辣椒的第二春[J]。環球市場資訊導報,2014(30):66-67。

[4]朱科,張軍平,李萌。TRPV1通道在動脈粥樣硬化中的作用[J]。生理科學進展,2018,49(04):305-308。

TAG: 辣椒素TRPV1受體朱利葉離子通道