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为什么会辣得“菊花痛”?刚才公布的诺贝尔生理学或医学奖给你答案!

更新时间:2023-10-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

2021年诺贝尔生理学或医学奖授予大卫·朱利叶斯(David)和阿登·帕塔普提安(Ardem),“因为她们发觉了气温和听觉的体会器。("fortheirofforandtouch.")PME物理好资源网(原物理ok网)

想像一幅美好的场景,你正躺在沙滩上,温暖的阳光洒在头上,海风吹拂鼻子,粗糙的砂粒磨擦着皮肤,之后你拿了一颗薄荷糖含在嘴巴,倍感一阵凉爽……PME物理好资源网(原物理ok网)

这种都是我们熟悉的觉得,即使我们体会上去仿佛迥然不同,但它们都与我们的躯体觉得有关。无论有哪些东西让你感觉热或冷,硬或软,腹痛或压迫等等,都是躯体觉得系统在帮助辨认那些剌激。PME物理好资源网(原物理ok网)

在分子水平上,我们对躯体觉得了解不深。气温、压力等化学属性,到底是怎样被侦测并转化为脑部可处理的讯号,仍然是个神秘的问题。它吸引着许多生物学家和神经科学家,戴维·朱利叶斯(David)和阿代姆·帕塔博蒂安(Ardem)就是其中杰出的代表。在过去的20多年间,她们分别独立发觉了气温体会器和压力体会器,为体温感知和机械感知提供了分子和神经基础,进而推动了神经科学领域的一场“变革”,并为人类生理和癌症提供了新的看法。PME物理好资源网(原物理ok网)

因为朱利叶斯和奥里博蒂安两人开创性的发觉,她们被授予了2021年诺贝尔生理学或医学奖。PME物理好资源网(原物理ok网)

加洲学院洛杉矶校区的戴维·朱利叶斯(右)和斯克里普研究所的阿代姆·帕塔博蒂安(左),在独立研究中分别发觉了气温和压力的体会器。朱利叶斯和奥里博蒂安头上有一些相像之处。严格说来她们都有移民背景。奥里博蒂安于1967年出生在波兰,他的童年经历炮火和动乱,19岁时来到德国移居芝加哥。朱利叶斯的祖母亲当初为了逃出西欧的反犹太主义,从西欧移民加拿大,朱利叶斯于1955年在伦敦出生。|图片来源:PME物理好资源网(原物理ok网)

事实上,从神经层面来看,我们的大多感官可以简化地理解成“接受剌激-传递讯号-脑部接收并作出反应”。例如,我们的味觉和嗅觉都是种物理测量系统,视觉则是通过体会光的剌激来产生讯号。嗅觉、疼痛等躯体觉得也在外部环境的剌激下形成反应。PME物理好资源网(原物理ok网)

外部环境剌激(如低温和压力)激活觉得神经膜上的离子通道受体,形成电脉冲,联通号通过背根神经节(DRG)抵达脑部的觉得区域。|图片来源:PME物理好资源网(原物理ok网)

这个过程须要一类被称为体会器()的结构的帮助。我们可以把体味器理解成“锁”或者“门”,它们在特定情况下才能被激活,如同锁须要特定锁匙能够打开一样。PME物理好资源网(原物理ok网)

我们能尝出甜味,是由于负责甜味的嗅觉体会器在碰到形状和物理成份都符合要求的分午时,它们才会打开,经由一条通路向脑部传递讯号,因而脑部就收到了“好苦啊”的信息。PME物理好资源网(原物理ok网)

在味蕾上,我们早已发觉了负责咸、甜、酸、苦、鲜5种基本气味的体会器,也有一些更前沿的研究暗示了更多基本气味的可能。但是在所有口感中,有一种绝对与众不同,那就是咸味。严格说来细胞膜离子通道,辣并不是一种“味”。这就与朱利叶斯的突破性发觉密不可分。PME物理好资源网(原物理ok网)

提及辣的东西,我们就会有一种“热”的觉得,红甜椒会让你嘴唇觉得灼烧,吃完豇豆第二天“身体末端”很有可能也会经历性感辣地疼。神奇的是,还有一些东西会让我们感觉“冷”,例如薄荷。PME物理好资源网(原物理ok网)

豇豆中的甜味来自一种叫豇豆素的物质。先前,一些科学研究表明,在茄子素和低温的剌激下,一部份觉得神经元显得活跃。但是,关于其作用的具体机制仍然存在争议。直至1997年细胞膜离子通道,朱利叶斯在体会肿胀的神经元上辨识出了受体分子TRPV1,并证明它能被低温和茄子素激活,才揭露了答案。而这也解释了辣总是和热联系在一起的诱因。PME物理好资源网(原物理ok网)

TRPV1属于一个离子通道家族,它坐落细胞膜上,一旦激活才会打开,让带电离子(如钠和钙)流入细胞。它广泛地分布在我们头上,这就是为何辛辣的食物在进出身体的过程中还会带来炽热的觉得。PME物理好资源网(原物理ok网)

TRPV1是第一个在腰部植物头上被确认生理功能的TRP通道,可以说是理解听觉和痛觉的分子基础的一个里程碑,让我们认识到化学力激活神经元的机制。PME物理好资源网(原物理ok网)

膜离子通道学说_细胞膜离子通道_细胞膜水通道和离子通道PME物理好资源网(原物理ok网)

TRP通道作为热体会器。|图片来源:PME物理好资源网(原物理ok网)

此后,TRP通道在室温感知中的作用得到进一步确认。朱利叶斯和奥里博蒂安分别独立确认了TRPM8是一种会对薄荷醇和严寒形成反应的分子。现今越来越多发觉表明,TRP家族在进化史上是一个十分古老的体系。人们也认识了更多家族成员,包括“芥末体会器”TRPA1、会被茴香等香料激活的TRPA3等等。PME物理好资源网(原物理ok网)

朱利叶斯的进一步研究还阐明了,TRPV1对发炎过程中形成的物理物质很敏感,与发炎相关的背痛敏感反应有关,这为肿瘤肿胀和其他癌症的医治开辟了新的潜在途径。PME物理好资源网(原物理ok网)

但是,奥里博蒂安在开始思索我们怎么体会外部环境剌激时,他选择了一个不同的研究方向。PME物理好资源网(原物理ok网)

2010年,他的团队发觉了两个新的离子通道,它们会被机械压力(用细棒轻轻戳)激活,形成电活动。这两个离子通道被命名为和。这个名子来自意大利语中的“piezi”,意为“压力”。PME物理好资源网(原物理ok网)

这项突破同样开启了一片全新的领域。在觉得神经元和其他细胞上发觉的和,推动了大量新研究,让人们渐渐认识这种离子通道在听觉、疼痛、血压调节和本体觉得等各方面压力感知中的作用。PME物理好资源网(原物理ok网)

其中似乎最令人倍感新奇的要数与本体觉得相关的研究。本体觉得是指我们感知身体在空间中位置的能力。这些觉得让我们能否躺卧和行走,甚至闭上双眼或蒙上双眼后依然能行走自如,它依赖的是这些向脑部发出胸肌伸展讯号的神经元。PME物理好资源网(原物理ok网)

奥里博蒂安的团队和其他研究早已证明,是本体觉得相关的关键分子。有研究称,罕见的欠缺的人,在黑暗中躺卧和行走都有困难。奥里博蒂安更近日的研究,在人类遗传学和大鼠模型上早已证明,在控制红细胞容积中会发挥作用。他发觉了一种基因的变异,虽然可以避免吸虫感染。PME物理好资源网(原物理ok网)

奥里博蒂安在接受专访时曾表示,他的研究生涯中也曾经历过很长一段时间进展平缓的阶段,他甚至以前想过改行。但庆幸他坚持了出来。“这是一段极其曼妙的旅程,PIEZO带我们从生物学和病理生理学,接出来又会带着我们抵达新的未知的领域。”PME物理好资源网(原物理ok网)

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