如果你輕咬一片薄荷葉，你可能會注意到它使你的嘴感覺涼爽。這是因為薄荷，就像辣椒一樣，至少對植物來說，是生物進化上的成功案例。進化的奇跡在于這些植物產(chǎn)生特殊分子：辣椒中的辣椒素和薄荷中的薄荷醇?？茖W(xué)家們認為，這些植物的祖先可能已經(jīng)開始產(chǎn)生這種化學(xué)物質(zhì)來阻止捕食者。植物可能進化出了一種化合物來作為防御機制，通過自然選擇，發(fā)現(xiàn)了一些恰好起作用的化合物。
產(chǎn)生這種化合物的植物不太可能被吃掉，那些存活了足夠長時間進行繁殖的物種，能夠傳播它們的種子并將基因傳給后代。這就是為什么薄荷會產(chǎn)生薄荷醇，但是為什么它會讓你的嘴感覺涼爽呢？簡而言之，答案就是薄荷腦讓我們的身體感到寒冷，盡管我們并不冷。薄荷腦和辣椒素都會影響感受器系統(tǒng)，感受器負責(zé)監(jiān)測觸摸、體溫和疼痛等情況。這個復(fù)雜的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)被稱為軀體感覺系統(tǒng)，它不同于負責(zé)味覺和嗅覺的系統(tǒng)。
杜克大學(xué)生物化學(xué)副教授李世勇(Seok-Yong Lee)表示：皮膚下的神經(jīng)元可以感知不同的感覺，比如熱和冷。這些神經(jīng)元使用一系列嵌入細胞膜的特殊蛋白質(zhì)來監(jiān)測環(huán)境。這些蛋白質(zhì)控制著叫做離子通道的微小通道，允許物質(zhì)通過細胞膜。離子通道保持關(guān)閉，直到受體蛋白檢測到它正在尋找的刺激。一旦它們感覺到化學(xué)物質(zhì)或熱量，這些蛋白質(zhì)就會打開，讓離子滲透到細胞膜上。這些來自外部世界的新鮮離子觸發(fā)一種微小電信號，稱為動作電位，神經(jīng)元將其傳遞到大腦。
動作電位就像一封電化學(xué)電報，上面寫著“舌頭上的一些感受器被觸發(fā)了”。大腦合理地將其解釋為“舌頭是冷的”，但事實并非總是如此。大多數(shù)受體蛋白在檢測到特定的刺激時，都會打開離子通道。例如，被科學(xué)家們稱為TRPM8（發(fā)音為“trip m8”）的蛋白質(zhì)主要與寒冷有關(guān)——當(dāng)你舔一個冰淇淋甜筒時，它就會變得瘋狂。薄荷能讓嘴感覺涼爽的原因是薄荷醇分子還能讓TRPM8受體打開離子通道，并向大腦發(fā)送動作電位。
大腦會自動將微小的電脈沖解釋為“舌頭是冷的”，即使它不冷。冷完全是一種感覺，如果有的話，高濃度的薄荷醇會引起局部炎癥，這將導(dǎo)致溫度的輕微升高?？茖W(xué)家可以推測為什么TRPM8對冷和薄荷醇敏感，但目前還沒有太多確鑿的證據(jù)。研究人員在《科學(xué)》上發(fā)表了一項研究，描述了這種蛋白質(zhì)如何識別薄荷腦分子。我們的嘴、眼和鼻子對辣椒和薄荷等食物敏感的一個主要原因是，神經(jīng)末梢離表面很近。
博科園｜文：Grant Currin/Live Science
參考期刊《科學(xué)》
DOI: 10.1126/science.aav9334
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