走进科学
为何冷和热会让我们感觉到痛
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炽热的烤盘，寒冷的冰块，在热学上是完全不相同的两个状况，但是在皮肤看来，这两个东西都能刺激痛觉的产生。大家都知道，极冷和极热对于皮肤和组织，都能产生严重的伤害，所以皮肤成了人类保护本体的感知器。而大脑则能通过皮肤传来的信号，不论冷热，给自己一种非常难受的自我保护回馈——产生痛觉。
我们经常认为，充满神经末梢和接收器的皮肤，主要作用是感受触碰，产生触觉。不过这些“触觉”，更专业的名词是somatosensation，体感，其实包含了很多种不同的感知系统。
首先当然是触觉本身，这种感知系统能识别皮肤接收到的机械刺激。接着，肌肉和皮肤都有本体感知系统，这种感知能确定身体各个部位的位置和朝向，比如做表情；然后是今天要说的Nociception，痛感。这种感觉总体来讲，就是生物探测有害刺激的感觉。顾名思义，痛觉，就是痛感系统的一个反馈。
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痛觉的发生，一般是痛感神经收到了机械、化学或者热学的刺激，传输神经信号到大脑，大脑分析信号后发现可能的伤害，给相对应的身体部分产生痛觉，然后根据需要，原理刺激源头。有些时候，保护性反射速度快过大脑分析的速度，比如一些非条件反射。举个例子，手被烧到，一般大家先把手收回来，再慢慢感觉到痛，这是因为痛觉神经信号经过脊柱反射，直接刺激手臂肌肉，同时传输到大脑，大脑再做出痛觉反馈。因为大脑的回路较长，所以痛觉之后发生。
因为痛觉对于生物体的保护如此重要，相比起其他的感觉，痛感神经系统没有特殊的细胞接收器，这样减少了一级化学反馈，减少反应时间。视觉接收器有视锥细胞和视杆细胞，这些细胞在光照下产生化学反应，通过分泌出的离子给视神经信号；嗅觉、味觉接收器，在接收到特定分子后，会根据产生的化学键分泌离子，再传给神经末梢。而痛感神经，有自己单独反馈回路，并且没有细胞感受器，直接由神经元细胞壁上的蛋白质接收外界的刺激，这样信号生成就更快。
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研究最多的蛋白质是TRPV1，瞬间感受器电位阳离子通道，子类A，成员1。这种蛋白质专门接收极热的刺激。 TRPV1在42摄氏度以下就会休眠，只要温度一超过42度，蛋白质通道启动，神经元外部离子瞬间涌入内部，产生一个电信号。这也就是为什么，在42摄氏度上下，不论是老鼠还是人类，都是“温暖”到“烫”的一个门槛。
研究第二多的是，TRPM8，瞬态感受器阳离子电压通道，子分类 M，成员 8。这种蛋白质专门接收冷的刺激。这个蛋白质大约在26摄氏度以下被激活，打开离子通道，离子涌入，导致神经元皮质去极化，产生一个动作电位，给大脑一个电信号。
如果TRPM8只管26摄氏度以下的寒冷，如果再冷一些呢，还是它来管吗？其实不是，在极冷的情况下，TRPM8就失效了，工作就要转给TRPA1。因为科学界对于这个蛋白质的理解不是很多，只知道在极冷的情况下工作，比如冰激凌的刺激，所以不清楚它是否是接受到冷信号，还是等TRPM8失效后自行解锁的。
因为痛感神经是蛋白质直接控制的，在不同的条件下，蛋白质的活性不一样，所以给大脑的信号也有强弱之分。举个例子，一般40度左右的洗澡水，大家会觉得很舒服。但是当你在海滩上玩了一整天，皮肤晒得通红，再去洗澡，可能高于体温一点点就会觉得疼痛不已。这是因为TRPV1在皮肤红肿、防御系统工作的时候，活性会上升，增加疼痛感觉，代替你妈妈说你几句。
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不过呢，毕竟是蛋白质的活动，能刺激蛋白质的不只是温度。比如一些植物的分泌物，就能导致这些痛觉的产生。最出名的是辣椒素。
首先说明，辣味，不是舌头能感觉的味觉之一。舌头能感觉的味觉，现在人类都还没有区分好，小学的时候讲的是4味，酸、甜、苦、咸；21世纪后，日本科学家一百年前发现，中国厨师了解千年的“鲜味”，终于被科学界接受，被定义为“氨基酸的味道”，所以现在是“酸甜苦咸鲜”五味。
辣味，是舌头上的痛感神经产生的一种痛觉，因为是在嘴里产生的，所以很容易被认为是一种味觉。其实，在身体敏感的地方，涂上有辣椒素的东西，也保证你能嗨翻天。辣椒素刺激的对象就是TRPV1，产生的反应就是离子通道大开，痛觉源源不断。
同样的，薄荷醇，冰素等等化学物质，对于26度C的TRPM8蛋白也有相同的刺激效果。所以大家吃口香糖，那种“清新”感觉是一种舌头被迷惑的降温感。至于TRPV1，别名叫做“芥末接收器”，在接受芥菜等植物时能发大招。所以抹茶冰激凌和芥末是一个口感，还是有原因的。
不过话又说回来，植物分泌物为啥要刺激动物的痛感神经呢？其实大家都知道，辣椒、薄荷、芥末辛辛苦苦长出来那么多刺激物，就是为了防止我们这些高等消费者吃呀，结果我们不但不远离，反而吃出那么多花样。这也就是为什么，在鱼类，鸟类和兔子等等动物体内的TRPV1蛋白质不会被辣椒素影响到，而老鼠和人类会有辣味，是因为它们生来不吃辣椒。
说到最后，当你下次欢天喜地和同学吃着重庆火锅，或者陪着妹子在日料店里沾芥末，还是抽完烟不让爸妈发现嚼一片口香糖，回想一下这几百万年的进化之路，动物为了保护自己演化的痛感神经，制造出来那么多神奇的蛋白质；植物用来防卫自己的分泌物，费劲心思连接到人类的痛感神经。这如此神奇的一切的一切，现在被用来增加口福之享。
竟然觉得挺带感的，赶紧多吃几口。
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