楠木軒

小辣椒開闢醫學新天地

由 務高林 發佈於 健康

理解了辣味是如何形成的,可以為治療很多疾病帶來契機。

在人的5種感覺中,人類對味覺的認識是比較晚的,而在五味中,對辣味的認識就更晚了。為什麼我們在吃了辣椒、芥末之後,嘴上會有火辣辣的感覺?這個謎一直到1997年才解開。這一年,科學家第一次搞明白了辣椒的主要成分——辣椒素,是如何作用於我們舌頭上的神經的。

我們的所有感覺,歸根結底都是一種神經活動,不論是光線、聲音、温度,還是食物,都不過是來自外界的刺激。而刺激要轉化成神經信號,才能被我們感覺到。

味覺的產生也不例外。在我們舌頭的味蕾上,分佈着豐富的神經元,其細胞膜上含有某些特殊的蛋白分子。這些蛋白都有個中空的通道(這種蛋白叫“通道蛋白”)。通道平時處於關閉狀態,僅在特定的刺激下才打開。當打開時,有帶電的離子進出,於是就在神經元中產生電信號。

對於味蕾,五味就是刺激。所以,酸有感應酸的通道,甜有感應甜的通道……唯獨感應辣的通道,直到1997年才被鑑別出來。為方便起見,我們不妨稱其為“辣通道”。它所在的蛋白叫“辣通道蛋白”。

體內的“温度計”

初初一看,這個發現無非是讓我們知道了辣味是怎麼形成的,但後來還發現:“辣通道”竟然也被我們的身體用來感覺43℃以上的高温——這就解釋了,為何辣味在我們的舌頭上產生的是一種灼燒的感覺。在英語中,“辣”叫“hot”,而“hot”還有“熱”的意思;在漢語中,我們也經常用“火燒火燎”來形容“辣”;看來這一切都是有科學根據的。

此後,人們又陸續發現,其他一些味覺通道也被用於感覺温度,只是温度的範圍有所不同而已。譬如,一種能被薄荷腦激活的通道,也能被大約10~30℃的相對冰涼的物質(如涼水)激活。這就是薄荷腦的味道總是能給我們帶來清涼感的原因。我們不妨稱其為“涼通道”,稱其所在的蛋白為“涼通道蛋白”。

在識別出“涼通道”後,研究人員用小鼠做了一個實驗。他們通過基因改造,讓一批小鼠無法制造“涼通道蛋白”,隨後將小鼠們置於兩個相通的小隔間。隔間的温度,一個較冷,一個較暖,任小鼠自行選擇呆在哪兒。然後換用正常小鼠再做一次。

結果顯示,正常小鼠都喜歡選擇呆在温度保持在較暖的小隔間;基因改造過的小鼠則能長時間歡快地待在較冷的隔間,僅僅當温度降到低於15℃之後,才傾向於選擇較暖的隔間。

這個實驗説明,由於缺乏“涼通道蛋白”, 基因改造過的小鼠對低温的感覺也遲鈍了。可以預見,假如我們缺少“辣通道蛋白”,那麼不論對高温還是對辣味,也會變得遲鈍起來。我們或許更能吃辣,也更容易在洗熱水浴時被燙傷。

這些研究加深了我們對動物(包括我們自身)恆温機制的認識。這些通道事實上起到了體內温度計的作用:它們告訴身體,什麼情況下算冷,什麼情況下算熱,然後啓動一些系列的生理反應(如發抖或排汗),來維持體温的恆定。

這些都是科學家在研究辣味形成的機制時得來的意外收穫。

體温與疾病

收穫還不止於此:這些通道蛋白可能還與一系列的疾病有關。特別讓人感興趣的是,它們與某些痛覺的形成有關。它們一旦出現異常,即使最輕微的温度變化也能產生劇烈的疼痛。

眾所周知,温度驟冷驟熱會讓所有人感到難受,但是對一些人,温度即使變化很小,也會感到極度難受。譬如,哥倫比亞有一户家庭,其成員患有一種罕見的遺傳病:只有天氣變冷一點,他們就會胸痛得死去活來,甚至比女人分娩還厲害。

經基因測序後,科學家發現,其家族中,一個通道蛋白的基因發生了突變,正是這個突變讓他們對温度變化變得極度敏感。

另一方面,這些發現也為研製新型鎮痛藥物指引了一個新的方向。有些慢性疼痛,包括纖維性肌痛、偏頭痛,都跟温度變化有關。如果設法降低通道蛋白對温度的敏感性,這些疾病就可能被治癒。舉個眾所周知例子,敷冰降温對於骨關節炎就有一定的鎮痛效果。

與此同時,有人正在研究如何利用這些通道蛋白來對抗肥胖症。其中的思路是,利用這些通道來擾亂身體的恆温功能,從而讓它燃燒多餘的脂肪。比方説,在常温下,我們當然是不會感覺冷的。但如果能製造出一種藥物,胖人服用後會感到冷,從而迫使他們的身體燃燒更多的脂肪來“禦寒”,這就可以達到減肥的效果。目前有一項試驗表明,每天攝入一定劑量的辣椒素,有一定的減肥功效。

也許最為驚人的發現是,這些通道蛋白可能還與腫瘤生長相關。動物研究表明,這些蛋白可以促進、滋養腫瘤血管的形成,從而加速腫瘤的生長。

科學家最初的研究只是想揭示辣椒導致火辣的秘密,而現在這些發現和用途已遠遠超越了當初的目標。小小辣椒,功勞不小吧。

超級鏈接:“冰人”

維姆·霍夫是一位59歲的荷蘭人,被稱為“冰人”,因為他有非凡的長時間抵禦極低温度的能力。這種能力讓他獲得了至少20項世界紀錄。

2009年,霍夫用兩天時間就登上了乞力馬扎羅山冰雪覆蓋的山頂,而且除了一條短褲,什麼都沒穿。同年晚些時候,他在零下20℃的北極圈內跑完了全程馬拉松——同樣,僅穿了一條短褲。2011年,他打破了自己保持多年的世界紀錄,在冰水中浸沒了長達2個多小時。

霍夫之所以有如此超強的不怕冷的本領,要歸功於他身上的一個突變基因。這個基因突變之後,在他的神經元上,本來用於感受低温的通道,對低温變得極不敏感了。結果,常人在冰水中浸泡久了,免不了會疼痛難受,而霍夫卻能泰然自若。

蛋白 神經元 辣椒素