为什么辣的食物让你感觉到热?

编者语: 很喜欢这种对话体的形式,将一个大问题拆分成小问题的能力,对于写好科普文章及做研究,都是基本功。本文来自公众号 HappySad先生

今天的午餐是哈皮主厨,其中有一道他爱吃的尖椒炒蛋,萨德不常吃辣,但是哈皮强烈推荐,拍着胸脯说保证好吃,萨德也就成全了他。

萨德:哇,好辣呀,我感觉我的舌头好烫,像火烧一样。

哈皮也尝了一口:是有点辣,不过辣的我吃多了,没有你那么敏感了。

萨德:对了,当我们吃辣椒的时候舌头会感觉很热,人们还把“火”和“辣”两个字连在一起组成了“火辣”一词,甚至在英文里,hot food就是指辣的食物。为什么辣的食物让人感觉到热呢?

哈皮:好问题!在问为什么之前,我们先得把是什么弄清楚。从问题的字面上来说,有“辣的食物”,“人的感觉”和“热”,我们一个一个来说,什么是“辣的食物”?或者辣的食物是由什么组成的?

萨德:如果说最小的单位,就是化学分子喽。

哈皮:对了,虽然辣椒有很多种类,但是基本的组成分子是一个名叫capsaicin的分子。

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哈皮:那么什么是“人的感觉”?

萨德:。。。。。。

哈皮:那换一种方法问,如果给你测量工具,你测量到什么,说明人产生了“感觉”?

萨德:哦!如果我有工具测量大脑的电流活动,而我又能在大脑接收躯体感觉的皮层,比如接收舌头感觉的皮层记录到较强的电流活动,就说明产生了感觉。

哈皮:好。故事的开头是化学分子接触到我们的舌头,故事的结尾是大脑感觉皮层兴奋了。我们还缺少什么?

萨德:中间的故事,得有一个接收器将化学分子带着的化学信号转化为电信号,最后传到大脑感觉皮层。而且它在舌头上。

哈皮:对了。这个接收器叫TRPV1(Transient Receptor Potential Vaniloid 1),是一个蛋白质,附着在舌头上的许多细胞的表面。一旦capsaicin接触到舌头,它就会绑到TRPV1上,使得TRPV1发生形状上的改变,这种形变能使带有TRPV1的细胞兴奋,产生电流,产生的电流经过其他神经术和神经元最后传到大脑的感觉皮层。/pic/2_tZP8iaLhqdIBeTgHiaicsKQDwJ2n2Q.png
萨德:明白了。可是说了半天,还没有解释为什么辣的食物能感觉到热呢。

哈皮:我们好像还有一个问题没解决吧,“热”是什么?

萨德:热是一种感觉,就是当外界物理温度比较高,我们会感觉到热。所以难道我们的舌头上也有一个“热接收器”,负责把物理温度转化为细胞的电信号,最后传到大脑感觉皮层?

哈皮:猜想的不错!所以你说的“热接收器”可能是什么?

萨德:啊!难道也是TRPV1?对了!如果较高的物理温度和capsaicin两者都能使带有TRPV1的细胞兴奋的话,大脑皮层只能知道是TRPV1活跃了,而它分不清楚来源,还以为是物理温度导致的呢,所以吃辣的东西时就会感觉到热。

哈皮:的确如此!其实带有TRPV1的细胞不仅可以被较高的物理温度和capsaicin激活,还可以被酸性食物,苦的的东西激活。它更像是一个危险物质接收器,它让人产生痛感,提醒你这些东西有可能破坏细胞组织。如果你喝温水而不是具有危险信号的烫水,这种温和的温度就不会激活带有TRPV1的细胞,而是激活的带有“温和接收器”的细胞。/pic/3_EDe5eajY46X5rQj5Gk5ibMjSdegdQw.png

萨德:这样说辣椒可是危险信号分子,那为什么有那么多人喜欢吃辣呢,身体不反抗capsaicin呢?

哈皮:好问题。就比方说人们会喜欢吃辣椒,但没人喜欢喝滚烫的水,如果说烫水和辣椒中的capsaicin都能激活带有TRPV1的细胞,都会产生痛感,为什么辣椒和烫水让人产生很不一样的感觉呢?我先问你一个常识问题,你为什么喜欢吃香菇?

萨德:这不是常识问题,这是私人问题好吗。。。因为味道不错,而且很香啊。

哈皮:我们喜欢一种食物不仅仅是因为味觉,嗅觉因素也占了很大的比重。有些病人失去了灵敏的嗅觉,胃口也不好了。辣椒相比较没有气味的白水,有着很丰富的诱人的气味,吃的时候能产生愉悦感。这是为什么很多人喜欢吃辣的第一个原因。第二个原因,就是辣椒吃多了之后,带有TRPV1的细胞对capsaicin的敏感度会降低,这样人也就不感觉那么热和痛了。比如我和你就不一样,你很少吃辣,一吃就会鼻涕眼泪一起流,我只有吃很辣的辣椒才会那样。第三个原因,抱歉是我猜的,因为据不可靠历史,capsaicin绑到TRPV1上是偶然事件,所以我们人原先并没有把辣椒划到危险信号分子的行列,所以辣椒并不危险。

萨德又尝了一口尖椒,试图感受有可能产生的吃的愉悦感:不行,还是好辣,给我点冰水降降温。

哈皮:冰水?你确定?

萨德随即从冰箱里拿了一瓶冰水,咕咚咕咚,瞬间感受到了凉爽,但是瞬时的凉爽之后,火辣的感觉又回来了。

萨德:怎么回事?冰水只有一时的作用?

哈皮:冰的水会刺激带有“冷接收器”的细胞,可惜并没有减轻热辣感,或者说带有TRPV1的细胞还在兴奋,只是当冰冷的感觉和热辣感并存时,你的感觉没有只专注于热辣感而是分散了一大部分给冷的感觉,所以热辣感被掩盖了一些,但是冰水过后,冷觉不再有,你就能感觉到热辣感还是实实在在的在那里的。冰箱里还有冰淇凌,要不要试试看?/pic/4_dnxgcpBBLdkUu7Fx4ILKMv37NM5wfw.png

萨德:冰水没用,冰淇凌一样也没用呀。

哈皮拿了一个冰淇凌,递给了萨德。

萨德猛吞了一口:咦?奇怪真的有用呢。为什么呢?

哈皮:冰淇凌什么做的?

萨德:水,牛奶或者奶油。冰水没有用,难道是牛奶的原因?

萨德立马又吃了一大口尖椒,然后拿了袋牛奶咕咚咕咚的喝起来,细细感觉了一会儿:有效耶!

哈皮开心了:不错嘛,会自己做实验了!要降低带有TRPV1的细胞的兴奋度,最简单的方法,就是用其他化学物质来溶解capsaicin。capsaicin是非极化(non-polar)的,只有用同是非极化的分子才能溶解它,而牛奶中的milk fat正是非极化的;相反的,水是极化(polar)的,所以不起作用。

萨德:我忽然想起一个植物,和辣椒产生的热感不同,它恰好产生的是冷感。薄荷叶子。

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哈皮:哈哈,我想你已经知道答案了。

参考:http://lifehacker.com/why-you-shouldnt-drink-water-after-eating-spicy-foods-1745721086

https://en.wikipedia.org/wiki/Thermoreceptor

https://en.wikipedia.org/wiki/Nociceptor

https://owlcation.com/stem/Did-you-know-that-spicy-is-not-a-taste

acknowledgement: 感谢和魔法师先生的愉快讨论(公众号:问题网络计划)

扩展阅读

为什么核桃和人脑长的这么像?

Reggiiiiiie2017-01-17 09:14:49

那我还有个问题。人在寒冷的环境中,喝点酒能暖和一点有没有科学道理?喝点酒,是跟吃辣椒感觉热一样是一种大脑的感受还是物理上身体确实感觉热了?是不是吃辣椒之后,先是大脑热感被激活,感觉到热,然后又产生了一系列变化,最终让身体发热?

卡卡2017-01-17 09:36:04

当我看到这个标题的时候已经开始发热了。赞 3