為何冷和熱會讓我們感覺到痛

熾熱的烤盤，寒冷的冰塊，在熱學上是完全不相同的兩個狀況，但是在皮膚看來，這兩個東西都能刺激痛覺的產生。大家都知道，極冷和極熱對於皮膚和組織，都能產生嚴重的傷害，所以皮膚成了人類保護本體的感知器。而大腦則能通過皮膚傳來的信號，不論冷熱，給自己一種非常難受的自我保護回饋——產生痛覺。

我們經常認為，充滿神經末梢和接收器的皮膚，主要作用是感受觸碰，產生觸覺。不過這些「觸覺」，更專業的名詞是somatosensation，體感，其實包含了很多種不同的感知系統。

首先當然是觸覺本身，這種感知系統能識別皮膚接收到的機械刺激。接著，肌肉和皮膚都有本體感知系統，這種感知能確定身體各個部位的位置和朝向，比如做表情；然後是今天要說的Nociception，痛感。這種感覺總體來講，就是生物探測有害刺激的感覺。顧名思義，痛覺，就是痛感系統的一個反饋。

痛覺的發生，一般是痛感神經收到了機械、化學或者熱學的刺激，傳輸神經信號到大腦，大腦分析信號後發現可能的傷害，給相對應的身體部分產生痛覺，然後根據需要，原理刺激源頭。有些時候，保護性反射速度快過大腦分析的速度，比如一些非條件反射。舉個例子，手被燒到，一般大家先把手收回來，再慢慢感覺到痛，這是因為痛覺神經信號經過脊柱反射，直接刺激手臂肌肉，同時傳輸到大腦，大腦再做出痛覺反饋。因為大腦的迴路較長，所以痛覺之後發生。

因為痛覺對於生物體的保護如此重要，相比起其他的感覺，痛感神經系統沒有特殊的細胞接收器，這樣減少了一級化學反饋，減少反應時間。視覺接收器有視錐細胞和視桿細胞，這些細胞在光照下產生化學反應，通過分泌出的離子給視神經信號；嗅覺、味覺接收器，在接收到特定分子後，會根據產生的化學鍵分泌離子，再傳給神經末梢。而痛感神經，有自己單獨反饋迴路，並且沒有細胞感受器，直接由神經元細胞壁上的蛋白質接收外界的刺激，這樣信號生成就更快。

研究最多的蛋白質是TRPV1，瞬間感受器電位陽離子通道，子類A，成員1。這種蛋白質專門接收極熱的刺激。 TRPV1在42攝氏度以下就會休眠，只要溫度一超過42度，蛋白質通道啟動，神經元外部離子瞬間湧入內部，產生一個電信號。這也就是為什麼，在42攝氏度上下，不論是老鼠還是人類，都是「溫暖」到「燙」的一個門檻。

研究第二多的是，TRPM8，瞬態感受器陽離子電壓通道，子分類 M，成員 8。這種蛋白質專門接收冷的刺激。這個蛋白質大約在26攝氏度以下被激活，打開離子通道，離子湧入，導致神經元皮質去極化，產生一個動作電位，給大腦一個電信號。

如果TRPM8隻管26攝氏度以下的寒冷，如果再冷一些呢，還是它來管嗎？其實不是，在極冷的情況下，TRPM8就失效了，工作就要轉給TRPA1。因為科學界對於這個蛋白質的理解不是很多，只知道在極冷的情況下工作，比如冰激凌的刺激，所以不清楚它是否是接受到冷信號，還是等TRPM8失效後自行解鎖的。

因為痛感神經是蛋白質直接控制的，在不同的條件下，蛋白質的活性不一樣，所以給大腦的信號也有強弱之分。舉個例子，一般40度左右的洗澡水，大家會覺得很舒服。但是當你在海灘上玩了一整天，皮膚曬得通紅，再去洗澡，可能高於體溫一點點就會覺得疼痛不已。這是因為TRPV1在皮膚紅腫、防禦系統工作的時候，活性會上升，增加疼痛感覺，代替你媽媽說你幾句。

不過呢，畢竟是蛋白質的活動，能刺激蛋白質的不只是溫度。比如一些植物的分泌物，就能導致這些痛覺的產生。最出名的是辣椒素。

首先說明，辣味，不是舌頭能感覺的味覺之一。舌頭能感覺的味覺，現在人類都還沒有區分好，小學的時候講的是4味，酸、甜、苦、咸；21世紀後，日本科學家一百年前發現，中國廚師了解千年的「鮮味」，終於被科學界接受，被定義為「氨基酸的味道」，所以現在是「酸甜苦咸鮮」五味。

辣味，是舌頭上的痛感神經產生的一種痛覺，因為是在嘴裡產生的，所以很容易被認為是一種味覺。其實，在身體敏感的地方，塗上有辣椒素的東西，也保證你能嗨翻天。辣椒素刺激的對象就是TRPV1，產生的反應就是離子通道大開，痛覺源源不斷。

同樣的，薄荷醇，冰素等等化學物質，對於26度C的TRPM8蛋白也有相同的刺激效果。所以大家吃口香糖，那種「清新」感覺是一種舌頭被迷惑的降溫感。至於TRPV1，別名叫做「芥末接收器」，在接受芥菜等植物時能發大招。所以抹茶冰激凌和芥末是一個口感，還是有原因的。

不過話又說回來，植物分泌物為啥要刺激動物的痛感神經呢？其實大家都知道，辣椒、薄荷、芥末辛辛苦苦長出來那麼多刺激物，就是為了防止我們這些高等消費者吃呀，結果我們不但不遠離，反而吃出那麼多花樣。這也就是為什麼，在魚類，鳥類和兔子等等動物體內的TRPV1蛋白質不會被辣椒素影響到，而老鼠和人類會有辣味，是因為它們生來不吃辣椒。

說到最後，當你下次歡天喜地和同學吃著重慶火鍋，或者陪著妹子在日料店裡沾芥末，還是抽完煙不讓爸媽發現嚼一片口香糖，回想一下這幾百萬年的進化之路，動物為了保護自己演化的痛感神經，製造出來那麼多神奇的蛋白質；植物用來防衛自己的分泌物，費勁心思連接到人類的痛感神經。這如此神奇的一切的一切，現在被用來增加口福之享。

竟然覺得挺帶感的，趕緊多吃幾口。

[小魚兒 via BBC]

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