我们常说说“五味”是酸甜苦辣咸,但是其实只有“四味”,因为辣不是一种味道,而是一种痛觉!(难怪有人说吃个麻辣火锅像上刑一样)
今天大院er要跟你谈谈和疼痛相关的二三事。
疼痛的感觉如何产生?
什么是疼痛(pain)?2018年的国际疼痛学会给出的定义是:疼痛是一种由伤害性的身体刺激引发的令人不愉快的感受。
人体是由骨骼、肌肉、血管、神经等组成的,跟疼痛密切相关的外周神经组织叫背根神经节(Dorsal root ganglion,DRG)。DRG 位于脊髓背侧,它是疼痛感觉传递的中继站。组成DRG的初级感觉神经元(Primary sensory neurons)是一种假单极神经细胞,细胞轴突的一端向皮肤等外周发出纤维末梢感受外界刺激,另一端伸入脊髓将电活动信息传入中枢神经系统中。
那么疼痛的感觉是怎么产生的呢?这就像一个从A地到B地的过程。比如,当小鼠的足底被钉子扎入的时候,分布在足底皮肤的神经末梢外周感受器就会迅速被激活,将信息传递入DRG,再经由DRG传入脊髓,上传至丘脑最终到达大脑感觉皮层,产生疼痛的感觉。
回到文章一开始提到的问题,为什么说辣不是一种味道,而是一种痛觉?
味道的产生都源于我们舌头上分布的丰富的味觉受体,从而可以将美味的食物的味道变为神经冲动信号传递到大脑中。自2000年苦觉受体和2001年甜觉受体被发现以来,科学研究已经发现了“酸甜苦咸鲜”五种味觉受体,而“辣”并没有对应的味觉受体!
之所以有“辣”的感觉,其实跟一个分布在神经末梢的叫做瞬式电位受体通道(transient receptor potential channel,TRP)家族有关。TRP家族大致可以分为TRPC, TRPV, TRPA, TRPM, TRPP, 和TRPML六类,其中TRPV, TRPM, TRPA与温度感觉有关。
尤其是TRPV家族中有一种对辣椒素敏感的受体叫TRPV1,TRPV1同时也可以被43℃以上的高温所激活,是一个热痛觉受体。
所以想象一下,当我们吃着火锅或者麻辣烫的时候舌头上的TRPV1就在疯狂放电,产生“热辣辣”的痛觉。除此之外,当我们运动过程中跌倒,导致手或腿部挫伤时,是不是也有一种火辣辣的痛觉呢?
疼痛还分好坏?
疼痛往往伴随着一些危险或伤害性的情景出现,给人带来负面的情绪。那么疼痛是否都是坏事呢?人类进化至今,为什么还保留了疼痛这种令人不悦的感觉?
其实疼痛也有好坏之分。在正常的健康状态下,疼痛是有益的,如果没有疼痛的感觉,我们就不会去避开尖锐的钉子和灼热的火苗(结果当然会悲剧了)。
世界上有一群特殊的先天性无痛患者(Congenital insensitivity to pain, CIP),由于在遇到外界环境对身体伤害时完全感受不到疼痛,这些患者经常会处于危险之中。在这些患者身上,如温度觉,触觉之类的躯体感觉完全正常,只是完全无法感知疼痛。经过检测发现在他们体内一个叫做SCN9A(Nav1.7)基因发生了突变。
此外还有FAM134B基因、PRDM12基因上的突变也能造成患者对疼痛不敏感。
但是除了“好”痛之外,还有一些“坏”痛。
有人说人会不会痛死?其实疼痛并不是导致死亡的直接原因,而是一些由疼痛带来的并发症造成的结果。如癌症痛(cancer pain)是由于癌细胞扩散或压迫到其他机体组织,伴随这一系列的免疫炎症反应而产生的一种令人折磨的慢性痛。除癌症本身带来的疼痛之外还有在治疗过程中产生的疼痛。因此病人的睡眠、情绪、社交关系都受到严重影响,甚至无法正常生活。
疼痛怎么研究?
首先要理解两个名词概念,痛觉阈值与痛敏。都说湖南人特别能吃辣,而上海人不能吃辣,这就是他们感受到痛觉的门槛(阈值)高低不同,能吃辣的人自然阈值就高,需要更多辣(痛)的刺激才能觉得够辣(痛)。而我们平时被辣到之后再喝热水会觉得舌头更辣(痛),这就是痛敏了。结合一下前面介绍的TRPV1的功能特性,读者们思考一下为什么喝了热水会更痛呢?
接着了解一下科研工作者对疼痛的研究思路,一般是从某个基因或蛋白开始,再到神经元,组织,最终回到动物行为。在神经所张旭组课题组最近的一项研究中,发现在小鼠DRG中敲除FGF13基因之后,小鼠行为表现出对热痛不敏感,而对其他机械痛感受不受影响。
接着研究者又通过一系列生化及电生理实验证明了FGF13是通过与电压门控钠通道 Nav1.7相互作用,增加Nav1.7的电流来调控热痛传递的过程(Yang et al., 2017)。一般大家眼中经典的热痛受体就是TRPV1,而这个新发现为热痛传导提供了一种全新的分子机制,并且为以后的热痛治疗提供了新的药物靶点。
目前世界上还有很多疼痛难题还未攻克,如神经慢性痛,癌症痛等等的致病机制还在探索当中。相信通过基础科研工作者兢兢业业的工作积累,人类终将能摆脱坏痛的折磨。