科学家首次揭晓:薄荷为何带来“冷”感?
在寒冷的冬日清晨走出户外,或含一片薄荷在口中,那种沁人心脾的清凉感究竟从何而来?近日,据美国生物物理学会(Biophysical Society)披露,科学家终于首次近距离观察到了人体内的“冷感受器”,揭开了这个日常体验背后的分子秘密。这一发现不仅解答了冬季空气甚至薄荷如何“欺骗”大脑产生凉爽感的长期谜题,还可能为疼痛和眼疾的治疗开辟新路径。
这项研究聚焦于一种名为TRPM8的微观蛋白质通道,它嵌入在负责皮肤、口腔和眼睛的感官神经元膜中。“想象TRPM8就像你体内的一支微观温度计,”杜克大学的研究人员解释道,“它是向大脑传递寒冷信号的主要传感器。我们早就知道会发生这种现象,但一直不清楚具体机制。现在我们终于看清了。”
研究表明,当环境温度降至约46°F至82°F(约8°C至28°C)时,TRPM8通道会打开,允许离子进入细胞,触发神经信号传向大脑,从而产生寒冷感。
薄荷之所以能带来清凉,是因为其中的薄荷醇扮演了“骗子”的角色——它会附着在通道的特定部位并触发其打开,效果与低温如出一辙。因此,尽管薄荷醇本身并未降低任何物体的温度,身体却会接收到与触摸冰块相同的信号。
为了捕捉这一过程,研究团队使用了冷冻电子显微镜,对快速冷冻的蛋白质进行成像,获得了TRPM8从闭合到开放的多个结构快照。图像清晰显示,低温和薄荷醇通过蛋白质内部相关但不同的通路激活该通道:低温主要引起离子通过区域的结构变化,而薄荷醇则结合到另一区域,触发连锁反应。当两者结合时,冷却效果会协同增强。
理解TRPM8的工作原理具有重要的医疗价值。该通道的问题与慢性疼痛、偏头痛、干眼症甚至某些癌症密切相关。例如,一种名为阿可特蒙的干眼症眼药水,正是利用薄荷醇类似物激活这条清凉通路,刺激泪液产生、缓解刺激。研究人员还发现了一个被称为“冷点”的特定蛋白质区域,它在温度感知和保持通道持续响应中起关键作用。
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