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红辣椒火辣辣,镇痛减肥抗癌症

医药界的新宠儿——红辣椒 吃辣的可以减肥吗? 为什么辣椒让人满头汗?抗癌新药的希望所在

不懂世的猪 发表于  2014-04-27 08:00

为什么红辣椒尝起来火辣辣?了解其中的机制,能为慢性疼痛、肥胖症、甚至癌症的治疗提供新的方法。图片来源:lenta-ua.net

(文/Moheb Costandi)起初有一种欢愉的刺痛感,随后你的整个口腔会有着火一般的烧灼感。你大汗淋漓,眼泪与鼻涕横流。你喘着粗气喝水,却感觉没有东西能浇灭这团火焰。然而一旦这种痛感消退,你就怀疑自己会在下次寻找更大的刺激。

享用过咖喱的人都知道这种感受。数个世纪以来,大厨们一直在运用红辣椒和其他辣椒来调配他们的烹饪试验。但直到大约十几年前,科学家才开始理解我们如何品味辛辣食物。现在,他们不但知道怎么解释红辣椒和青芥末的火热感,也能解释薄荷脑之类的香料如何产生冰凉感。

该发现的意义不仅局限于食物烹饪。同样的机制构建了身体内部的“测温仪”,一些动物甚至利用这个机制在黑暗中视物。理解这种机制,让小小的红辣椒开启了研究的新领域。这个领域的内容很丰富,涉及到慢性疼痛、肥胖症和癌症等等。

故事要从1997年说起。虽然长期以来人们都在尝试推测辣椒火热感的来源,但直到这一年,美国加利福尼亚大学旧金山分校戴维·朱丽叶斯(David Julius)的团队才第一次发现,其关键组分辣椒素(capsaicin)是如何“点燃”我们口腔的。我们绝大多数的感觉取决于特定细胞表面的特定“通道”,每一个通道与不同类型的刺激相关。当这个通道被激活时,细胞上的孔打开,允许电荷以离子形式(带电粒子)流入。这些离子通道常在神经上发现,离子的流入能引发电脉冲。

与辣椒素对应的通道可能有很多,但经过一些精妙的基因学研究,朱丽叶斯将它确定了下来——就是被称之为TRPV1的通道。至关重要的是,朱丽叶斯随后指出,这个通道与令人难受的高温(大约43℃以上)相关联,这样的温度足以损伤组织。这就简单明了地解释了,为什么吃红辣椒的感觉像是把口腔点着了似的。

先前人们就认为,其他的TRP通道与一系列感觉有关,但发现它们构建了我们的内部测温仪,这还是第一次。没过多久,相关的蛋白质通道就被人发现,可以用来解释其他温度和食物相联的感觉。比如2002年,朱丽叶斯发现了TRPM8通道,该通道会被相对冰凉的温度所激活,对应的温度大约是10℃到30℃。这个通道也能被薄荷脑激活,从而给人带来冰凉感。

我们体内不同的TRP蛋白对应于不同的温度范围,也能被不同的食物激活。因此,红辣椒才会火辣辣,薄荷才会凉丝丝。图片来源:《新科学家》

温度感知

在识别了TRPM8通道后,朱丽叶斯和他的同事对一批小鼠进行了基因工程改造,进行了下一步试验。这些小鼠携带了该通道基因的两份有缺陷的拷贝,正常情况下这个基因编码的是该通道的蛋白质。随后他们将这些小鼠置于有两个小隔间的盒子中,每个小隔间的环境温度不一样,藉此来测试动物对寒冷的敏感度,并与那些正常的同窝幼崽的行为进行对比。

试验结果显示,正常的小鼠有一种强烈的选择偏好,即选择温度保持在30℃的小隔间,而基因工程改造过的小鼠能长时间欢实地待在较冷的小隔间里,只有当温度低于15℃之后才倾向于选择暖和的小隔间。同时,比起正常的同窝幼崽,它们识别冰凉和温暖表面的能力要弱很多。

研究者正在填补我们对身体恒温器理解的其他空白。他们的研究使得我们清楚认识到,有些动物进化出了令人惊奇的恒温机制。比如,响尾蛇和吸血蝙蝠就有一种极度敏感的TRPA1通道的变体,这种通道变体与大约10℃的温度相对应,与它们的红外热成像系统相协作。

然而,这种对感觉的新理解只引起了一半的兴奋,正如随后所显露的那样,这些通道的职责很广,很可能在一系列紊乱中发挥作用。在与痛觉刺激对应的神经上发现这些通道,引起了人们特别的兴趣——这些通道可以起到一种开关的作用,能放大或降低神经的敏感性。当这些机制由于特定的变异而起反作用时,即使在最轻微的温度变化也能产生剧烈的疼痛。但另一方面,这些通道为研究新型镇痛剂打开了一扇充满希望的大门,利用这些通路作为控制疼痛的切入点,具有潜在的可能性。

最初,绝大多数的研究着眼于TRPV1——朱丽叶斯发现的第一个通道。不幸的是,通过这个途径来改变痛觉远比开始看起来要困难,因为人们很快就发现,潜在药物会产生不需要的并可能有危险的副作用。因为TRPV1与高温监测有关,任何封闭它功能的东西都会使得人们对造成疼痛的高温不够敏感。这意味着会更容易受伤,比如在淋热水浴时烫伤自己。此外,鉴于该通道与核心体温调节相关,封闭这个通道的药物能导致危险的高烧。“每一个主要的制药公司都挤进来了,”英国伦敦大学学院的疼痛学家约翰·伍德(John Wood)说,“投入了大约600亿美元用来尝试制造基于TRPV1的药物。我们制造了数百个候选药物,并仔细研究了它们的特征,但没有一个是有用的。”

这样的问题让许多研究人员灰心丧气,但是如果我们更好地理解这些通道与它们临近环境的相互作用,也许还有办法。2013年,英国剑桥大学的彼得·麦克诺顿(Peter McNaughton)及其同事发现了一种蛋白质,能在发炎时调节TRPV1的功能。这种被称为AKAP79的蛋白质,似乎能将细胞的分子转变为特定构造。“它能将一些信号通路的组分聚集到细胞内的合适位置,以便在通路开启后能整装待发,”同在剑桥大学领导这项研究的琼·贝特西(Joan Btesh)解释说。当这种蛋白质过量时,TRPV1通道产生神经脉冲的阈值会降低。这就意味着,通常无害的温度会让人感觉到疼痛——这便是慢性疼痛的一系列问题,包括纤维性肌痛、偏头痛以及某些损伤。

研究与红辣椒有关的TRP蛋白,已经成为医药界的一大热门方向,有望开发出针对慢性疼痛、肥胖甚至癌症的新药物。图片来源:《新科学家》

嘴角流涎

幸运的是,应该会有途径能够逆转这个效应。麦克诺顿和贝特西的团队发现了一种化学物质,可以阻止AKAP79蛋白与TRPV1蛋白通道的结合,从而减少与炎症相关的疼痛。而且至关重要的是,它不会减少对热度的敏感性。贝特西说:“通过封闭两种蛋白的相互作用,我们减少了与刺激相关的可用TRPV1通道的数量,并防止已经位于细胞膜上的通道发生修饰。”到目前为止,小鼠试验是肯定这一点的。

其他人正在寻找将这些药物小范围运用于身体的方法,以制造更好的局部镇痛剂。目前,牙医用的局部麻醉药有一个很不愉快的效果,那就是它放倒了你所有的神经细胞,包括那些与肌肉运动相关的神经,让你的面部暂时麻痹。其中一个解决方案就是,运用红辣椒中的辣椒素或者相应的分子,作为一种优先关闭疼痛神经的钥匙:通过临时打开热通道,建立一个镇痛剂的入口,随后在细胞内以自己的方式起作用。由于与肌肉运动相关的神经没有相同的受体,它们就不受到影响,因此受药者就不至于口水横流了。

考虑到神经细胞上有许多温度通道,因此可能还会有许多其他靶点。举例来说,在许多疼痛状态下,比如骨关节炎,众所周知降温有一定的镇痛效果,且对炎症有舒缓作用。这很可能与TRPM8有关,但其他的TRP通道也可能会起作用,因而情况相当复杂。鉴于这些通路过于活跃可能会引起对寒冷的过度敏感,想找到一个舒服的平衡点不太容易。

与此同时,其他研究人员正在研究如何利用这些通道来对抗肥胖。其中一个思路是,利用这些通道扰乱身体的恒温器,以控制能量消耗,从而燃烧多余的体重。很明显,这必须很谨慎——除了可能出现那些在缓解疼痛研究中遇到的危险,其益处也是不可预测的。例如,你可以认为破坏热度感受机制能够使其产生处在寒冷温度时的反应,激发自动机制以燃烧更多热量来补偿。但是动物研究的结果是矛盾的:一些研究中,缺乏TRPV1受体的小鼠体重减轻,而在另一些试验中体重却在增加。

温和地刺激TRPV1受体,可能是一个解决方案。举例来说,激活TRPV1通道似乎压制了脂肪细胞的产生,而这种细胞专门以脂肪的形式来储存能量。其他研究则暗示,刺激该通道能燃烧已经形成的脂肪。由于它与味觉有关,可能对饭后饱腹感也有贡献,可以防止我们吃得过多。

虽然准确原因还在讨论,但到目前为止,人体试验是充满希望的。举例来说,实验对象每天摄入一定常规剂量的辣椒素,能量消耗会出现适度的增加——足以在数月后产生稳定的体重减轻。

也许最为惊人的发现是,这些通道可能与肿瘤生长相关。比如说,TRPM8,允许我们品尝薄荷的通道,已知在前列腺癌中有着异常高的含量。癌症越严重,这种蛋白在癌细胞中含量就越高。动物研究揭示,这个通道可能与引起细胞分化的细胞信号通路协作。由于这些通道也在血管上皮细胞中发现,它们通过促进滋养肿瘤的血管形成,可能对癌症的扩散也有贡献。

因此以TRPM8离子通道为靶点,可以提供一个控制癌细胞增长的方法。其中一个实验表明,抑制TRPM8活性的化学物质能减缓在培养皿中生长的前列腺癌细胞的增殖速度。这样的试验会最终有望产生阻止癌症扩散的药物。事实上,有一项临床试验正在进行中。

朱丽叶斯最初的研究只是想揭示红辣椒导致火辣的秘密,而现在这些前景已远远超越了这个目的。曾经看起来像是咖喱大爱的好奇心,如今却在医疗事业上刻上了浓重的一笔。

目前至少有一件事我们可以确定,那就是现在的医药领域,几乎没有哪个领域的研究能这么热门了。

 

编译自:《新科学家》,Curry cure: Chillies are the hot new thing in medicine

扩展阅读

比分娩还惨

极度的热或冷会让我们所有人感觉到疼痛,但是对一些人来说,即使是很小的温度变化也会很难受。2010年,英国伦敦大学学院的约翰·伍德及其同事在一户哥伦比亚家庭中,识别了一种称为家族偶发性疼痛综合征的疾病,他们自述有严重的疼痛综合征。

“在变冷或疲劳的情况下,这些人会遭受胸痛的折磨,能他们疼晕过去,”伍德说,“他们要两个小时后才能缓解过来,但已经疼得精疲力竭。女人们则说,这种疼痛比分娩时还厉害。”

伍德的团队在对该家庭成员的基因组测序后,识别出TRPA1基因上的一个突变,看起来是这个家庭悲剧的幕后元凶。这个基因编码细胞表面的受体蛋白,或称为通道,先前认为与极冷的温度相关。伍德及他的同事们所识别的这个突变,不是使TRPA1失效,而是使这个通道更为敏感,因此TRPA1蛋白质在应该休息时却变得很活跃。

伍德补充道,这种疼痛综合征可能是发现这种突变的哥伦比亚家庭所独有的。所以即使这个研究给出了有益的洞见,即疼痛与TRP通道相关,医药公司也不太可能会花钱来研发缓解这个家庭急性不适的方法。

 

他们叫他冰人……

维姆·霍夫(Wim Hof)这位59岁的荷兰人,有着非凡的长时间抵御极低温度的能力。这种能力让他获得了至少20项的世界纪录。2009年,霍夫用两天时间就完成乞力马扎罗山的登顶,除了一条短裤什么都没穿。同年晚些时候,他在芬兰纬度高于北极圈的地方跑完了全程马拉松,温度大约-20℃——同样,仅穿了短裤。2011年,他打破了自己保持的冰水忍耐的世界纪录,浸没在冰水中长达近2小时。

被称为“冰人”的维姆·霍夫。图片来源:rnw.nl

霍夫将这归于自己用意识控制肉体功能的能力。“精神战胜物质,”他说,“我通过呼吸训练学习控制神经、心血管和免疫系统。这使得我能在寒冷中停留更长时间,忍受更大的疼痛。”

霍夫的声明得到了科学证据的支持。荷兰奈梅亨拉德邦大学2012年的案例研究指出,他的冥想法看起来能产生受控的压力反应,减少通常来自于冰冷天气的不舒适感。

基因学很可能也起到了一些作用,因为有个特定的基因能产生寒冷敏感度的个体差异。这个基因编码一种受体蛋白或通道,称为TRPM8,通常存在于疼痛感受神经纤维的亚组中。特定的TRPM8变体可以使人们对能产生疼痛的低温更敏感或更不敏感,有某些突变甚至可能使人们对低温彻底没有感觉。

“我还不知道任何人类TRPM8基因的可识别的突变,”美国加利福尼亚大学旧金山分校的生理学家朱丽叶斯说,“但是一些人,比如霍夫,听起来像是可进行DNA测序的合适人选。”

 

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热门评论

  • 2014-04-27 19:07 K先生的毒揍

    好是好,菊花抗议啊~

    [7] 评论
  • 2014-04-29 12:44 陈胜歌

    几千年前研究这东西的人叫做中医,他们早就发现了药物的温度特性并把药物分为温热寒凉四类,用来治疗不同属性的疾病,现在你们却因为不懂中医而说中医是骗子。我从小一到冬天就手脚冰凉,手上肤色变紫甚至变黑,就算洗完热水澡也会马上凉下来,十几年了只要冬天一沾冷水没有马上擦干就会长冻疮,前几年的时候吃了好多泡椒鸡爪(连泡椒带汁一起吃)结果那个冬天没怎么觉得冷(虽然在冬天快过去的时候还是长了点冻疮,以前都是很早就出现的)不过泡椒的效果没能持续到第二年。去年中医老师给我开了点中药,整个冬天手都没有变紫,最多也就是肤色变暗也基本没有长冻疮。这是一个孤例,但它确实存在。我本身也是学西医的,知道西医的口服药物主要是靠吸收小分子化合物来影响人体治愈疾病,但这不是唯一的方法,冬天给人浇一盆冷水导致这个人发烧,所有人都知道致病的因素并不是水分子而是寒冷,可是大多数人都忽略了这一点,既然能致病那么类似的原理肯定还能治病。这就是我相信中医的原因,本身有一个较为完善的理论体系,同时也有确实的效果来重现理论,虽然目前看起来与科学无法兼容,但我认为中医就是飘荡在科学体系上方的一朵乌云,一旦被人破解就是一片新的天地。

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    [6] 评论

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全部评论(34)
  • 1楼
    2014-04-27 08:21 我开心vacation
    引用文章内容:我们体内不同的TRP蛋白对应于不同的温度范围,也能被不同的食物激活。因此,红辣椒才会火辣辣,薄荷才会凉丝丝。

    杀.........................................
    再杀..................................
    接着杀.........................
    杀完了....................
    以后吃辣椒加点薄荷.....

    [0] 评论
  • 2楼
    2014-04-27 09:58 成功的花

    辣椒炒薄荷吃会怎么样?

    来自山寨果壳.wp
    [1] 评论
  • 3楼
    2014-04-27 11:57 bluesky365

    红辣椒吃着冒汗。。

    [0] 评论
  • 4楼
    2014-04-27 15:14 杨婴 古生物学与地层学博士生

    一直不太喜欢这种吃了两头受苦的东西……不过把它做成药是个不错的选择。话说只能做成胶囊吧,就像大蒜素一类

    [0] 评论
  • 5楼
    2014-04-27 18:36 samlinlin
    引用@成功的花 的话:辣椒炒薄荷吃会怎么样?

    根据第二幅图,应该和吃大蒜差不多:)

    [0] 评论
  • 6楼
    2014-04-27 19:07 K先生的毒揍

    好是好,菊花抗议啊~

    [7] 评论
  • 7楼
    2014-04-27 19:23 jswxdzc

    太刺激粘膜了。

    [0] 评论
  • 8楼
    2014-04-27 20:23 起名困难户111

    我是一朝脸上长痘痘,从此辣椒是路人。。。。也不知道脸上的痘痘跟辣椒有没有关系。或者跟空气有关系?

    [0] 评论
  • 9楼
    2014-04-27 23:28 天空里的鱼

    青辣椒不服!

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  • 10楼
    2014-04-28 00:39 西子熊猫君

    大爱辣椒。。。

    [0] 评论
  • 11楼
    2014-04-28 01:10 凤求凰_62998

    "投入了大约600亿美元用来尝试制造基于TRPV1的药物", 真的很怀疑“600亿美元”这个数字的准确性,but I have no access to the original paper。Just doubt since it's too much at least for me. I guess maybe 60 million, not billion. I will try to get the original paper.

    [1] 评论
  • 12楼
    2014-04-28 08:47 不懂世的猪 古生物学博士生

    我收到的原文真的写的是billion,其实我也震惊

    [0] 评论
  • 13楼
    2014-04-28 09:01 冬鼠包

    大蒜竟然处于两边……

    [0] 评论
  • 14楼
    2014-04-28 10:47 Twilightlee
    “投入了大约600亿美用来尝试制造基于TRPV1的药物。我们制造了数百个候选药物,并仔细研究了它们的特征,但没有一个是有用的。”


    投入600亿美元,而且数百个候选药物没有一个是有用的。拍板投钱的人知道么?

    600亿肯定是笔误啦,或者单位不是美元,韩元还差不多。

    [0] 评论
  • 15楼
    2014-04-28 11:20 3dzou

    四川人,三天不吃辣椒就浑身不自在。。。

    [1] 评论
  • 16楼
    2014-04-28 12:59 大橘子Van
    引用@幸福的小虾米丶丶丶 的话:我是一朝脸上长痘痘,从此辣椒是路人。。。。也不知道脸上的痘痘跟辣椒有没有关系。或者跟空气有关系?

    其实我觉得吧,痘痘跟辣椒的关系其实不太大,跟熬夜、缺水、空气的原因会更大

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  • 17楼
    2014-04-28 13:14 關7人事

    吃一點辣椒就會狂流汗和鼻涕,精神亢奮,但是一點都不好受,所以,不太喜歡吃辣椒

    [0] 评论
  • 18楼
    2014-04-28 13:18 深夜坐家 资深美食达人
    引用@双料黑客 的话:太不河蟹了,必须打码。

    泥垢了。。。万恶的马赛克。。。

    [0] 评论
  • 19楼
    2014-04-28 15:28 猜猜猜猜456

    昨天晚上刚刚研究了辣椒

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  • 20楼
    2014-04-28 16:10 闲拾落花

    大蒜居然两头都有0.0

    [0] 评论
  • 21楼
    2014-04-28 20:42 不懂世的猪 古生物学博士生
    引用@双料黑客 的话:太不河蟹了,必须打码。

    我都没意识到,竟然还能这么解读,河蟹吧

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  • 22楼
    2014-04-29 01:28 qq11391
    引用@K先生的独奏 的话:好是好,菊花抗议啊~

    正所谓是“宁肯屁眼儿流脓,也不肯嘴巴受穷”啊

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  • 23楼
    2014-04-29 01:32 qq11391
    引用@成功的花 的话:辣椒炒薄荷吃会怎么样?

    四川一些餐馆很喜欢这样做菜的,比如水煮虾那个沾酱就是这样的,酱油香料什么的不说了,就说主要调味料就是生的小米辣还和鲜薄荷叶,有些居然还配芥末,真是口味重来爽到爆啊,吃一口便幸福的泪流满面……

    [0] 评论
  • 24楼
    2014-04-29 12:21

    酸甜苦,涩腥冲又该有那些故事

    来自果壳网移动版
    [0] 评论
  • 25楼
    2014-04-29 12:24
    引用@双料黑客 的话:
    有节操要捡,没有节操创造节操也要捡——X主席语录

    马的真好

    来自果壳网移动版
    [0] 评论
  • 26楼
    2014-04-29 12:44 陈胜歌

    几千年前研究这东西的人叫做中医,他们早就发现了药物的温度特性并把药物分为温热寒凉四类,用来治疗不同属性的疾病,现在你们却因为不懂中医而说中医是骗子。我从小一到冬天就手脚冰凉,手上肤色变紫甚至变黑,就算洗完热水澡也会马上凉下来,十几年了只要冬天一沾冷水没有马上擦干就会长冻疮,前几年的时候吃了好多泡椒鸡爪(连泡椒带汁一起吃)结果那个冬天没怎么觉得冷(虽然在冬天快过去的时候还是长了点冻疮,以前都是很早就出现的)不过泡椒的效果没能持续到第二年。去年中医老师给我开了点中药,整个冬天手都没有变紫,最多也就是肤色变暗也基本没有长冻疮。这是一个孤例,但它确实存在。我本身也是学西医的,知道西医的口服药物主要是靠吸收小分子化合物来影响人体治愈疾病,但这不是唯一的方法,冬天给人浇一盆冷水导致这个人发烧,所有人都知道致病的因素并不是水分子而是寒冷,可是大多数人都忽略了这一点,既然能致病那么类似的原理肯定还能治病。这就是我相信中医的原因,本身有一个较为完善的理论体系,同时也有确实的效果来重现理论,虽然目前看起来与科学无法兼容,但我认为中医就是飘荡在科学体系上方的一朵乌云,一旦被人破解就是一片新的天地。

    来自果壳网移动版
    [6] 评论
  • 27楼
    2014-04-29 15:47 黄山红牡丹

    大蒜冷热两头都占?好神奇啊

    [0] 评论
  • 28楼
    2014-04-29 20:30 起名困难户111
    引用@大橘子Van 的话:其实我觉得吧,痘痘跟辣椒的关系其实不太大,跟熬夜、缺水、空气的原因会更大

    其中熬夜,空气都中。。我们大学生现在的话很少有12点前睡觉的。我们宿舍都是12点以后睡,搞的我也不能早睡。还有我们大学那个城市空气每天都是严重污染,我表示很无助。还是青岛家好。

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  • 29楼
    2014-05-01 17:15 希波克拉底门徒 医学硕士

    得孟非以前还吓唬过湖南的女嘉宾,说吃辣容易得癌,现在发现吃红辣椒不会增加患癌风险,反而还可能降低患癌风险。转一个老帖 http://weibo.com/1921495471/AgalysiIA

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  • 30楼
    2014-05-23 21:23 caroline_9049

    就是会减肥么。。。。减肥,,

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