不就是搞懂了吃辣椒为啥感到疼,怎么就拿诺贝尔奖了呢?

一年一度、万众瞩目的诺贝尔奖,终于在今天拉开了帷幕,在北京时间的10月4日17:30,诺贝尔奖委员会首先颁发了第一个奖项——生理学或医学奖。
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2021年诺贝尔生理学或医学奖由大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)获得,他们的杰出贡献是揭示了人体的温度和触觉感受器,并因此分享1000万瑞典克朗奖金(约合736万元人民币)。
如同评委会所说:人们对热、冷和触觉的感知能力对生存至关重要,支撑着我们与周围世界的互动。
可是长久以来,人类究竟通过怎样的机制来感知外界的温度和压力,一直是个谜。我们在这里着重介绍医学人类对外界温度的感受机制。
一般来说,人体通过皮肤的感受器来感知外界的刺激信号并产生兴奋,再通过神经系统传递信号至大脑,大脑作出反应,并通过神经系统将信号传递给效应器作出反应,这就是所谓的“反射弧”。
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在反射弧中,位于皮肤的感受器在接受到刺激后,会引起细胞表面特定的蛋白质—离子通道开放,进而引起细胞膜电位差的改变,产生兴奋。而我们今天故事的主人翁—辣椒素受体(TRPV1),正是这样一种神奇的离子通道。
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从1997年起,美国加州大学生理学家大卫·朱利叶斯对同事爱吃的咖喱酱产生了兴趣。这种火辣的食物明明没有对皮肤造成物理伤害,为什么能产生灼热甚至疼痛的感觉呢?后来,朱利斯的团队通过研究发现,辣椒带来的灼热和疼痛的感觉,是由其内部的辣椒素来介导的。
找到了辣椒素,那么它究竟是通过哪种受体来起作用的呢?
经过不断的努力,朱利叶斯通过一些精巧的基因工具,终于在一大堆候选的受体中,将它找了出 来:TRPV1(辣椒素型瞬时受体电位蛋白)。这是一种精妙的非选择性阳离子配体门控通道,对钙离子具有高通透性,激活后促进细胞外钙离子内流,进而介导一些基本的生理功能,如神经递质释放、膜兴奋性和肌肉细胞收缩等。
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朱利叶斯进一步发现,这条离子通道不仅对辣椒素有反应,高温同样能激活他它。当人体感觉到43摄氏度以上的温度(足以对皮肤产生伤害)时,TRPV1就会打开,让人感觉到疼痛,这就解释了,为什么辣椒吃到嘴里我们会感觉到灼热和疼痛。
无独有偶,2002年朱利叶斯跟同事又发现了TRPM8离子通道,他的功能正好跟TRPV1相反。它在人们接触到10-30摄氏度时被激发的,在人吃到薄荷时,也能将其开启。这就解释了为何薄荷口香糖会给人凉飕飕的感觉。
当然,如果辣椒素受体(TRPV1)的功能仅止于此,那它还不足以成为一项诺奖级的成就,事实上,在朱利叶斯发现辣椒素受体分布在皮肤上的随后几年里,TRPV1也被发现分布在身体的许多其他器官如在心、肝、肺、肾、肠、脑、子宫、睾丸、唾液腺、背根神经节、感觉神经元中均有分布,发挥着更加广泛的生理作用。
大量研究证实激活辣椒素受体(TRPV1)能够通过促进NO的产生舒张血管,继而降低血压,是具有潜力的高血压治疗靶点。与此同时,激活辣椒素受体(TRPV1)能选择性的诱导巨噬细胞和平滑肌细胞自噬,减少血管壁的脂质堆积继而起到稳定动脉粥样硬化斑块的作用,是治疗动脉粥样硬化疾病的新策略。辣椒素受体(TRPV1)还能通过拟肾上腺素的作用,通过增加产热和散热来消耗能量,减少脂质聚集,继而起到减肥的作用。更重要的是,激活辣椒素受体(TRPV1)还被证实能够阻断实验性致癌和致突变过程,有望成为肿瘤治疗的新手段。
总而言之,关于辣椒素受体(TRPV1)的研究还在医学的各个领域开花结果,当年的一瓶咖喱酱,竟然打开了一个万紫千红的生命科学的奇幻世界,这恐怕也是朱利叶斯所始料未及的吧。
参考文献
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[4]朱科,张军平,李萌.TRPV1通道在动脉粥样硬化中的作用[J].生理科学进展,2018,49(04):305-308.