文章来源：X-MOL资讯
搞科研的各位，在生活中“犯职业病”估计是常有的事，似乎世间万物、人生百态皆可“科学”。比如，秋日里和暗恋的Ta一起出游，在Ta眼里的“万山红遍，层林尽染”，在你眼里不过是树叶中胡萝卜素和花青素的混合物；Ta朝你微微一笑，这刹那间的风采让你心里小鹿乱撞，不过你也很明白，血液里的“肾上腺素”可以解释这一切；这是爱吗？嗯……那不过是多巴胺和内啡肽在身体里兴风作浪。
多巴胺和内啡肽像一对兄弟。多巴胺由快乐而生，让人快乐到上瘾；内啡肽因痛苦而来，享受镇痛后的愉悦，所谓“痛并快乐着”，或许就是这个道理。原来每天做实验、赶论文，有时还能达到一种内心宁静、没有烦恼、感觉不到劳累的境界……想必一定是内啡呔的作用（多说几遍，自己就信了）。
不光“爱”与内啡肽有关，“无辣不欢”也与内啡肽有关。实际上，吃辣的快感并不来自于味觉，而是来自于“痛觉”。辣椒中的辣味，源于“辣椒素”（capsaicin），由克里斯蒂安•布霍尔茨（Christian Bucholz）于1816年首次分离出来，并于1920s确定其结构式，属于香兰素家族的一员[1]。而人类舌头能感受到的味道只有“酸、甜、苦、咸”四种，辣椒素作为一种刺激剂，可以将刺激带来的“痛觉”传递给大脑。为了缓解这种“痛觉”，脑下垂体分泌内啡肽，让人放松并产生“很爽”的感觉。
不过，直到上个世纪末，人们才弄明白辣椒素“灼烧感”的来源——香草素受体1型（TRPV1）。这是一个非选择性阳离子通道，当它被辣椒素激活时，钠离子和钙离子通过TRPV1流入细胞，使伤害性神经元去极化，导致动作电位放电，产生辛辣感[2]。
TRPV1对不同辣椒和辣椒素的响应。图片来源：Nature [2]
吃辣后舌头上火辣辣的感觉，口腔中的温度也并非真的升高。TRPV1同时还是人体内感知温度的通道，当它被辣椒素激活后，对温度感受的阈值随之降低，即不到42 °C的体温也能让人感受到“热”。也就是说，吃完辣椒后立马再来一口40 °C的温水，小伙伴也可能会被“烫”到。
接下来，就到今天的核心问题了——如何科学地解辣？冰啤酒？冰可乐？凉牛奶？还是米饭？
理论上说，溶解结合于受体上的辣椒素从而破坏辣椒素与TRPV1受体间的结合，应该是解辣机理的首选。由于辣椒素属于脂溶性化合物，因此饮用脂含量高的食物，如牛奶等，可以有效缓解灼烧感。高糖类饮品也可以缓解辣味，其与口腔中甜味的受体细胞作用，干扰大脑意识，同时进一步刺激大脑分泌镇痛物质，缓解辣的痛感。碳酸饮料在减少辣椒素灼烧感方面表现不佳，而另一种经常与辣椒同时上桌的饮品——啤酒，因为含有酒精，情况还可能会更糟 [3]。（小希在想，吃麻辣烫时必备的油碟，是不是也有一定溶解辣椒素而减辣的效果？）
辣椒素-TRPV1相互作用机制。图片来源：Molecules [4]
最近，ACS Reactions小组做了一个勇敢的吃辣实验[5]，他们发现牛奶并不是最佳的解辣饮品，相比之下椰子冻（下图）的效果更好，或许因为它含有更多的脂肪，且温度更低，可以快速将TRPV1受体从辣椒素手中“解救”出来。不过他们的实验样本实在太少了，不知道重复性如何。
还有一个有趣的研究发现，捏紧鼻孔能将辣的感觉减少一半[6]。原因鼻孔关闭后用口呼吸，舌头表面温度会随之降低，而温度的降低又会减少TRPV1激活的可能。（这不就是被辣的只哈气么？）
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更有趣的是，坊间一直流传着关于辣椒的各种奇奇怪怪应用，比如辣椒可以影响影响代谢和胰岛素分泌，从而达到减肥的效果 [7]。还有传说辣椒素可用于体外止痛药物，听起来有点“以毒攻毒”的意思。不过，科学家发现TRPV1之后，解释了这一机理。TRPV1的离子通道被辣椒素激活后，阳离子不断地涌入细胞。细胞出于自身保护便会反馈性地关闭TRPV1通道，并使伤害性感受神经元对辣椒素甚至其他伤害性刺激脱敏，减少痛觉信号的产生，由此抑制疼痛感受。制药公司Centrexion Therapeutics推出了辣椒素的反式异构体，并应用于膝关节疼痛的治疗[8]。
TRPV1受体在身体器官中的分布以及感知疼痛的主要途径。图片来源：Molecules [9]
当然，关于辣椒素的研究远不止于此，人们在了解其作用机理之后，又拓展到更多TRP受体的研究。比如，芥末、薄荷的冰凉，就和TRPA1受体相关，这也是人体内感知低温的通道[10]。
TRP受体家族与温度和食物的作用。图片来源：Q。 Rev。 Biophys。[10]。
下次和Ta一起吃红油火锅的时候，为两位未来着想，就别聊今天提到的“科学”了，除非Ta也是同行。
参考文献：
[1] F。 Yang， J。 Zheng， Understand spiciness： mechanism of TRPV1 channel activation by capsaicin。 Protein & Cell， 2017， 8， 169-177。 DOI： 10.1007/s13238-016-0353-7
https：//link.springer.com/article/10.1007/s13238-016-0353-7
[2] Caterina， M。， Schumacher， M。， Tominaga， M。 et al。 The capsaicin receptor： a heat-activated ion channel in the pain pathway。 Nature， 1997， 389， 816-824。
https：//www.nature.com/articles/39807
[3] A。 A。 Nolden， G。 Lenart， J。 E。 Hayes， Putting out the fire-Efficacy of common beverages in reducing oral bum from capsaicin。 Physiol。 Behav。， 2019， 208， 112557。 DOI： 10.1016/j.physbeh.2019.05.018
https：//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031938419301453？via%3Dihub
[4] V。 Fattori， M。 S。 N。 Hohmann， A。 C。 Rossaneis， et al。 Capsaicin： Current Understanding of Its Mechanisms and Therapy of Pain and Other Pre-Clinical and Clinical Uses。 Molecules， 2016， 21， 844。 DOI： 10.3390/molecules21070844
https：//www.mdpi.com/1420-3049/21/7/844
[5] How to beat spicy pepper heat （hint： milk isn‘t the best） （video）
[6] G。 Smutzer， J。 C。 Jacob， J。 T。 Tran， et al。 Detection and modulation of capsaicin perception in the human oral cavity。 Physiol。 Behav。， 2018， 194， 120-131。 DOI： 10.1016/j.physbeh.2018.05.004
https：//www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0031938418302270？via%3Dihub
[7] S。 Varghese， P。 Kubatka， L。 Rodrigo， et al。 Chili pepper as a body weight-loss food。 Int。 J。 Food Sci。 Nutr。， 2017， 68， 392-401。 DOI： 10.1080/09637486.2016.1258044
https：//www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09637486.2016.1258044
[8] R。 M。 Stevens， J。 Ervin， J。 Nezzer， et al。 Randomized， Double-Blind， Placebo-Controlled Trial of Intraarticular Trans-Capsaicin for Pain Associated With Osteoarthritis of the Knee。 Arthritis Rheumatol。， 2019， 71， 1524-1533.DOI： 10.1002/art.40894
https：//onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/art.40894
[9] F。 Bárbara， M。 Adalberto， Capsaicin， Nociception and Pain。 Molecules， 2016， 21， 797。 DOI： 10.3390/molecules21060797
https：//www.mdpi.com/1420-3049/21/6/797
[10] R。 Latorre， C。 Zaelzer， S。 Brauchi， Structure-functional intimacies of transient receptor potential channels。 Q。 Rev。 Biophy。， 2009， 42， 201-246.DOI： 10.1017/S0033583509990072
（本文由小希供稿）