高溫和低溫為何會使我們產(chǎn)生疼痛感？神奇的身體構(gòu)造

 乍看之下，一塊熾熱的烙鐵和一塊冰并沒有什么相同之處，但它們都能引起疼痛感。極高溫和極低溫都可以使人類皮膚感到極端不適，并且研究顯示，大腦感受兩種極端溫度的方式也很相似。

 我們通常認(rèn)為，皮膚和其中埋藏的神經(jīng)是我們產(chǎn)生觸覺的關(guān)鍵，但生物學(xué)家所說的“體感系統(tǒng)”（somatosensation）其實(shí)也包含了多種感覺。當(dāng)然，觸覺、或者說皮膚感覺到的機(jī)械刺激也是其中之一。但除此之外還有“本體感覺”（proprioception）即我們感受到的身體朝向和位置，以及“痛覺感受”（nociception“，即身體察覺有害刺激的能力。疼痛感就是身體產(chǎn)生痛覺感受時(shí)的反應(yīng)。 無論這種痛苦是由機(jī)械、化學(xué)還是高溫導(dǎo)致的，痛覺感受都會促使我們遠(yuǎn)離疼痛來源。假如你把手插入火中，焚燒感便會刺激身體盡快把手抽出。雖然疼痛的感覺并不美好，但它說明你的身體在努力保護(hù)你平安。若喪失了感覺疼痛的能力，事情就麻煩了。

 “遍布全身的感覺神經(jīng)元無論在感受到高溫還是低溫時(shí)，信息傳輸渠道都會被直接激活?！倍趴舜髮W(xué)神經(jīng)生物學(xué)家約爾格·格蘭德爾指出。十五年來，研究人員通過研究基因經(jīng)過編輯的小鼠發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元的信息傳輸渠道、即神經(jīng)元細(xì)胞中嵌入的蛋白質(zhì)，與對溫度的感受直接相關(guān)。 其中，人們熟悉的信息傳輸通道名叫TRPV1，它負(fù)責(zé)感受極端高溫。當(dāng)刺激溫度達(dá)42攝氏度以上時(shí)，TRPV1便會被激活，并激活整條神經(jīng)，將疼痛信號傳遞到大腦。

 高溫和低溫為何會使我們產(chǎn)生疼痛感？神奇的身體構(gòu)造 “人體感受寒冷也采用了相同的機(jī)制。”格蘭德爾解釋道，只不過與之相關(guān)的蛋白質(zhì)名叫TRPM8。此外，這一通道只需感覺到寒冷便可激活、不需要冷到令人感到疼痛的程度。負(fù)責(zé)感受極端寒冷的通道名叫TRPA1，人們對它的了解還十分有限。研究人員只知道，它在感受到極低溫刺激時(shí)會被激活，但并不確定它是否也參與了探溫過程。

 上述三種蛋白質(zhì)使皮膚得以感受多種溫度，并使身體做出相應(yīng)反應(yīng)。此外，由于它們屬于痛覺感受器官，這些蛋白質(zhì)可幫你避開溫度極高或極低的環(huán)境。例如，TRPM8失靈的小鼠不會躲避低溫，說明它們不會主動尋找溫度更宜人的環(huán)境。不過，它們會主動避開極低溫和極高溫，更喜歡待在溫暖愜意的地方。

 雖然研究人員已經(jīng)確定了上述三種感受器的激活溫度，但它們并不是一成不變的。例如，當(dāng)皮膚被曬傷時(shí)，溫水澆在身上就如同滾燙的沸水?！斑@是因?yàn)槠つw炎癥使TRPV1通道變得格外敏感，降低了這些神經(jīng)向大腦傳遞疼痛感的溫度下限?！备裉m德爾解釋道。

 但溫度并非激活這些感受器的因素，植物也能做到。TRPV1不僅可被極高溫激活，還可被辣椒素激活。TRPM8既對低溫敏感，又能感受到薄荷醇的降溫效果。TRPA1又叫“芥末感受器”，因?yàn)樗芨惺艿浇婺┲械拇碳ば曰瘜W(xué)成分。

 為何植物會產(chǎn)生能激活上述感受器的化學(xué)物質(zhì)呢？華盛頓大學(xué)分子生物學(xué)家阿杰·達(dá)卡解釋道，辣椒素對魚類、鳥類或兔子的TRPV1通道不起作用，僅對人類和嚙齒動物有效?！耙虼酥参锓置诶苯匪匾苍S是為了防止被吃掉。”薄荷醇和芥末也能用同樣的原理來解釋。

 換句話說，植物與溫度間的神秘關(guān)系也許更能反映植物的進(jìn)化史。或許植物找到了某種控制人體感溫能力的方法，進(jìn)而演變出了能夠與高溫和低溫產(chǎn)生相同效果的化學(xué)物質(zhì)。因此，我們吃辣時(shí)之所以會汗流浹背，只是因?yàn)槔苯匪睾透邷丶せ钇つw和身體神經(jīng)的方式相同。 這些植物對動物體內(nèi)的痛覺感受器加以利用，有效避免了被吃掉的厄運(yùn)……雖然火辣的食物和辛辣的芥末還是令我們大快朵頤。下次吃完一大碗麻辣燙之后，可以花時(shí)間想一想，你此時(shí)的感受其實(shí)是植物和動物數(shù)百萬年來互相斗爭的結(jié)果。而就目前而言，我們似乎占了上風(fēng)。