2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校的戴維·朱利葉斯和斯克里普研究所的阿代姆·帕塔博蒂安,以表彰他們對(duì)于溫度和壓力感受器的發(fā)現(xiàn)。
能夠?qū)ν饨绲拇碳び兴憫?yīng),是生命重要的特征之一。如果將這個(gè)過(guò)程拆解一下,可以分為以下幾步:
1. 接受外界的刺激;
2. 將外界刺激轉(zhuǎn)換成為神經(jīng)信號(hào);
3. 傳遞到大腦或神經(jīng)系統(tǒng)其他部位;
4. 神經(jīng)系統(tǒng)針對(duì)外界信號(hào)作出反應(yīng)。
教科書(shū)最著名的就是“膝跳反射”
日常生活中,我們已經(jīng)熟悉了各種感覺(jué),但事實(shí)上這些感覺(jué)的形成并不簡(jiǎn)單,例如嗅覺(jué)和味覺(jué)都是化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng),視覺(jué)則是感受光的刺激。而觸覺(jué)和對(duì)于溫度的感覺(jué)更加不同,要響應(yīng)高溫或壓力這樣的外部環(huán)境刺激,需要特殊的離子通道受體。
觸摸時(shí)的離子通道改變
十分有趣的是,朱利葉斯最初發(fā)現(xiàn)溫度和壓力感受器和大家吃重慶火鍋時(shí)候的感受密不可分——那就是“辣”。首先需要澄清一下,“辣”并不是一種味覺(jué),而是一種“熱”和“痛”的復(fù)合感受。朱利葉斯在研究中發(fā)現(xiàn),辣味的來(lái)源——辣椒素,以及高溫能夠刺激一些神經(jīng)元,讓它們變得活躍。這一現(xiàn)象背后正是一種叫做TRPV1的受體分子在發(fā)揮作用。
TRPV1 作為一類(lèi)離子通道蛋白,在收到辣椒素或高溫自己的時(shí)候會(huì)被激活,讓鈉或鈣離子等帶電離子流入細(xì)胞,進(jìn)而產(chǎn)生神經(jīng)信號(hào),這也是為什么吃辣會(huì)有“熱”或者“灼燒感”。隨后,能夠?qū)Ρ『纱己秃洚a(chǎn)生反應(yīng)的分子TRPM8也被朱利葉斯等人發(fā)現(xiàn)確認(rèn)。
TRPV1受體
另一方面,帕塔博蒂安從物理接觸,或者說(shuō)本體感覺(jué)的角度對(duì)感受外界刺激展開(kāi)研究。帕塔博蒂安的團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)能夠被機(jī)械壓力(用細(xì)棒輕輕戳)激活,產(chǎn)生電活動(dòng)的離子通道(PIEZO1 和 PIEZO2,來(lái)源是希臘語(yǔ)中的“piezi”,“壓力”的意思)。隨后多種細(xì)胞上都發(fā)現(xiàn)有這類(lèi)離子通道,也讓人們開(kāi)始逐漸意識(shí)到壓力感知在觸覺(jué)、疼痛、血壓調(diào)節(jié)和本體感覺(jué)等各方面的價(jià)值和作用。
朱利葉斯和帕塔博蒂安隊(duì)與溫度和壓力感受器的發(fā)現(xiàn),不僅加深了我們對(duì)于人類(lèi)感覺(jué)的了解,對(duì)于解決癌癥疼痛和其他疾病的治療等全球健康問(wèn)題都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
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