日常生活，我们无时无刻不在感知酸甜苦辣、寒热温凉。但这些习以为常的温度感受与刺激反应，是如何在神经系统中转化为电脉冲的呢？美国两位科学家因这方面的贡献荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖。
北京时间昨天下午5点34分，瑞典卡罗琳医学院宣布，将2021年诺贝尔生理学或医学奖授予戴维·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安两名科学家，以表彰他们在发现温度与触觉“感受器”方面所做出的贡献，两位获奖者将分享1000万瑞典克朗奖金（约合736万元人民币）。
戴维·朱利叶斯（David Julius）是美国生理学家。他是加利福尼亚大学旧金山分校教授，曾获邵逸夫生命科学及医学奖。阿登·帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian），亚美尼亚裔，分子生物学家和神经学家，在美国加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所。戴维·朱利叶斯利用辣椒素（一种来自辣椒的刺激性化合物，可引起灼热感）来识别皮肤神经末梢中对热有反应的传感器。阿登·帕塔普蒂安使用压敏细胞发现了一类新型传感器，可以对皮肤和内部器官中的机械刺激作出反应。这些突破性发现启动了密集的研究活动，使得我们对神经系统如何感知热、冷和机械刺激的理解迅速增加。
图片来源：央视新闻
从神经层面来看，感知外界刺激的分子受体是人类五大感官系统的生物学基础。其运作过程可以通俗地理解成“接受刺激，传递信号，大脑接收并做出反应”。这个过程需要一类被称为感受器的结构的帮助。它们在特定情况下会被激活。这就像锁需要特定钥匙才能打开一样。大量科学研究很早就发现了与视觉、嗅觉相关的分子受体。“但在朱利叶斯和帕塔普蒂安之前，我们的理解始终包含一个根本的未解之谜：温度刺激和机械刺激是如何在神经系统内转化为电信号的？”瑞典卡罗琳医学院表示。
外部环境刺激（如高温和压力）激活感觉神经膜上的离子通道受体，产生电脉冲，电信号通过背根神经节（DRG）到达大脑的感觉区域。| 图片来源：kavliprize.org微信公众号“原理”解释，提到辣的东西，我们都会有一种“热”的感觉，红辣椒会让你嘴巴感觉灼烧，吃完辣椒第二天“身体末端”很有可能也会经历火辣辣地疼。神奇的是，还有一些东西会让我们觉得“冷”，比如薄荷。1997年，朱利叶斯率先在感受疼痛的神经元上，识别出辣椒素特异性受体分子TRPV1。他证明这是一个热敏受体，可以被辣椒素或43℃以上的物理高温激活，产生电信号。信号沿伤害性传入神经系统上传至大脑。大脑将之解读为“疼痛”的刺激感。所以，辣觉被科学地定义为痛觉。朱利叶斯证实，TRPV1广泛地分布在人类身上。这就解释了为何辛辣食物进出身体时，上下都会有灼热感。
在TRPV1基础上，TRP通道在温度感知中的作用被进一步确认。朱利叶斯和帕塔博蒂安独立使用化学物质薄荷醇，识别出TRPM8受体，这是一种会被寒冷激活的受体。
TRP通道作为热感受器。| 图片来源：kavliprize.org科学界还发现TRP通道更多的家族成员，包括“芥末感受器”TRPA1、会被百里香等香料激活的TRPA3等。阿登·帕塔普蒂安和同事识别出了一个基因，在进一步的研究中，该基因的通道被证明可以调节血压、呼吸和膀胱控制等生理过程。我国相关基础研究、医学研究领域的专家解读：“诺奖首度‘花落’疼痛领域，是医学文明的重要里程碑。麻醉领域中，镇痛、镇静和肌松是三大要素，诺奖正是对于‘镇痛’发展的高度肯定。两位科学家的研究将为解决多种疼痛药物靶点、乃至人工智能模仿触感等带来启示。”机体与外界接触有五种感官——视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，两位诺奖科学家研究的是可以更近距离认识世界的“躯体感”（触觉），并在各自独立研究领域发现了人体感知温度、压力及疼痛的分子机制，为与触觉相关的生理疾病研究提供重要依据。复旦大学脑科学研究院研究员韩清见介绍，自己研究小儿自闭症会有痛觉缺损，基础研究进一步发现，也与TRPV1有关。此外急性瘙痒（如寻麻疹患者等），原因是机体组胺激活了TRPV1通道，导致瘙痒症状。【链接】
百年诺贝尔生理学或医学奖亦是一部人类与疾病的“战斗史”
诺贝尔生理学或医学奖于1901年首次颁发，至今已走过120个年头。
多年来，该奖项得主潜心研究、不断探索，寻找着对抗疾病和死亡的新方法，造福全人类。这个奖项，亦是一部人类与疾病的“战斗史”。
如今，糖尿病已是一种常见的内分泌代谢疾病，但在二十世纪之前，它曾被看作“不治之症”。
直到1921年，弗雷德里克·班廷及其同事从狗的体内分离出消耗糖所需的活性物质，并把这种物质注入一条患有糖尿病、濒临死亡的狗，这条狗的病情很快出现好转。这种物质正是胰岛素，无数的糖尿病患者因此过上正常生活。
班廷则获得了1923年的生理学或医学奖，当时年仅32岁的他，成为迄今为止该奖项的最年轻得主。
青霉素的发现，同样意义重大，这让人类不再恐惧细菌感染，平均寿命得以显著延长。亚历山大·弗莱明等人，因此获得1945年的诺贝尔奖。
屠呦呦。
除此之外，最为中国人熟知的，是中国科学家屠呦呦从中药中分离出抗疟药物青蒿素，因而获得2015年诺贝尔奖，以此为基础的疟疾疗法，拯救了数百万人的生命。
过去5年诺贝尔生理学或医学奖得主名单
2020年
美国和英国科学家Harvey J.Alter，Michael Houghton，Charles M.Rice获奖，以表彰其“发现丙型肝炎病毒”。
2019年
美英三位科学家William G.Kaelin Jr，Sir Peter J.Ratcliffe和Gregg L.Semenza获奖，获奖理由是“发现了细胞如何感知和适应氧气的可用性”。
2018年
美国科学家James P.Allision和日本科学家Tasuku Honjo获奖，获奖理由是“发现了抑制负面免疫调节的癌症疗法”。
2017年
三位美国科学家Jeffrey C.Hall，Michael Rosbash和Michael W.Young获奖，以表彰其“生物节律的分子机制方面的发现”。
2016年
日本科学家Yoshinori Ohsumi获奖，获奖理由是“发现了细胞自噬机制。”
来源｜综合新华社、中新社、澎湃新闻、上观新闻报道等
编辑｜费吟梅
出品｜长江健康传媒
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