辣椒水和薄荷油如何作用于身体？关于2021年诺贝尔生理学或医学奖您需要知道的事

2021年的诺贝尔生理学或医学奖授予了大卫·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安两位科学家，以表彰他们在发现温度与触觉“感受器”方面所做出的贡献。朱利叶斯是加州大学旧金山分校的教授，帕塔普蒂安来自黎巴嫩，是美国斯克利普斯研究所的研究员，大家可能对两人的名字比较陌生，其实他们都已经是神经科学方面非常有名的教授了，两位科学家将分享1000万瑞典克朗奖金，约合人民币736万元.

早在在17世纪，法国哲学家、数学家、物理学家勒内·笛卡尔以曾经设想，当身体接触到火焰之时，信号会从皮肤传递到大脑，科学家们后来发现，具有特定功能的感觉神经元可以察觉到环境中的变化。1944年，两位科学家因为发现不同类型的感觉神经纤维而获得诺贝尔生理学或医学奖。科学家们已经证明，神经细胞高度专注于检测和传递不同类型的刺激，它们的分工高度分化，使我们能够对周围的环境的哪怕一丝变化都有所察觉。

从基本原理上讲，我们的感官可以简化地理解成四个过程，分别是“接受刺激-传递信号-大脑接收-做出反应”。然而，在今年的两位诺奖获得者研究出成果之前，人们对上述过程中的一个关键环节却知之甚少，那就是——温度和触摸刺激究竟是如何由物理刺激转化成为在神经元之间传递的电信号的呢？

20世纪90年代后期，美国加州大学旧金山分校的大卫·朱利叶斯开启了关于感知的研究，他的切入点非常巧妙，那就是许多人非常喜爱的辣椒。我们吃辣椒时，所谓的辣味来自于其中的一种叫辣椒素的分子。辣味其实并不是一种味觉，目前我们已知的味觉只有五种，分别是酸味、甜味、苦味、咸味和鲜味，辣味与以上五味有着很明显的区别，从本质上来说，辣味是一种痛觉。我们吃东西的时候嘴巴能够感受甜味和咸味，但这些味道在食物被咽下后就会消失，可辣椒则完全不同，我们切辣椒时可能会被“辣到手”，吃辣椒时先是嘴巴辣，如果吃得太多，食道也会感觉隐隐作痛，到了第二天菊花也会跟着受罪，正所谓“火锅一时爽，菊花火葬场”，这说明我们感受辣椒的受体并不像味觉一样只是存在于味蕾，而是存在于身体的很多地方。

英文中表达辣的感觉，可以说Spicy，也可以用hot，吃辣椒时会让我们感觉到灼热，会不自觉地汗流浃背、心跳加速，这也让人们认识到，人体感知热与感知辣椒素的机制可能高度重合。也就是说，只要能够研究辣椒的主要成分辣椒素如何作用于身体，就能够了解我们的身体是如何感知温度的。

朱利叶斯首先假设，人体内的众多基因中，有一个或多个与这种感知高度相关；然后，他与同事们建立了一个由数百万个DNA片段组成的基因库，这些DNA片段与疼痛感、触觉、热觉等反应相关；随后，朱利叶斯找到一种对辣椒素不敏感的细胞，在其中加入单个DNA片段，并研究新的细胞是否能够感知辣椒素。这是一项艰苦卓绝的工作，有点像大海捞针，谁也不知道哪个DNA片段与感知辣椒素相关，需要一个一个试。搜索的过程非常艰苦，但朱利叶斯还是在百万个DNA片段中找到了能够感知辣椒素的基因TRPV1，TRP代表它属于瞬时感受器离子电位通道，V代表它属于香草酸受体，1则是它的序号，广泛地分布于哺乳动物的感觉神经纤维。TRPV1基因能够编码一种受体蛋白，它是我们的身体感知温度的传感器之一，当身体受到足以引起疼痛的热量时，通道的大门就开了，允许电流通过，神经元之间通过电信号逐个将这个信号传递到大脑。