为什么薄荷吃起来凉飕飕


赵思家,UCL神经医学本科、计算机硕士、博士在读

原问题:为什么含有薄荷的牙膏或者沐浴露使用后会带给人清凉感?

啊嚏,大冷天的回答这个问题我也真是作死。回答一个为什么吃辣椒会热辣辣这样的问题我就可以贴火锅的封面图了…幽怨…手贱…

薄荷或说含有薄荷的洗漱用品或者食物,即使实在常温甚至高温,都会给人带来凉飕飕的感觉,譬如摩洛哥常喝的薄荷茶,那么烫,而且有时要加很多很多糖,但还是会有凉凉的味道。

@Shandy Lee 说的对,这种凉凉的感知是因为薄荷里的薄荷醇(menthol,长下面这样,来自维基百科)。

实际上想一下“凉”这种感知是很有趣的。如果你一口闷了一个冰块,包在嘴巴里,你舌头和嘴巴立马就木了,一直包着不动,不一会儿就会觉得很痛。吃含有薄荷醇的东西,舌头也会觉得凉飕飕的,但一直放在里面就不会痛。

@君玉琅所说,人之所以会感受到温度的变化,热的还是凉的,是因为在所有负责感受和传递冷热的神经细胞里有一种叫 TRPM8 的感受器。

TRPM8 是一个 voltage gated ion-channel protein,我不知道中文该怎么翻,一点点掰开来说就是,这玩意儿是个蛋白质,作用是在神经细胞膜上当一个上了锁的小门(离子通道),当温度变低时,这个门儿就会被打开,允许钙离子 Ca2+ 进入细胞。当阳离子 Ca2+ 进入细胞后,形成电流,然后会沿着神经细胞传递到下一个神经细胞,不过这个中间过程就复杂些了,在此不提。

但,外界温度改变不是能让 TRPM8 开门儿得唯一因素。薄荷醇也可以在常温下激活它。薄荷醇碰上这个蛋白质之后,这个蛋白质做的门儿会变形,导致门打开,然后钙离子就可以进去了。实际上,科学家是先发现薄荷醇,然后发现这个蛋白质对薄荷醇有反应,才发现这个蛋白质在凉的感知上的作用的。

在吃薄荷时,薄荷醇将舌头上的相关神经细胞激活,所以产生了凉的感知。即使你已经把薄荷吞下去了,但舌头上还留着有,这时只要喝一小口水,神经细胞又会激活,再次感到喝西北风的感觉。

除了薄荷醇,还有其他的 chemical 也有相似的作用,如桉油醇 eucalyptol (天然产物,桉树油的主要成分,主要作用在一些食品烹制中、还有杀虫剂)和 人工合成的超强致凉物 icilin,让人和动物感受到凉的感觉,它比薄荷醇强 200 倍。

实际上感知热(温度升高)也是一样有相对应的“门”离子通道,叫 TRP-V1,也是通过让钙离子通过来传递信息的,但是钙离子是从里面往外流,而不是从外往细胞里面流。辣椒里的辣椒素(capsaicin, 维基百科:辣椒素) 就是靠直接与 TRP-V2 作用,产生“热”的感觉。(Rosenbaum et al. 2003)

实际上薄荷的功效不止是给你舌头或者头皮凉飕飕的清爽感觉,薄荷醇这样的制冷的物质长久以来都用来舒缓一些疼痛,如关节炎、肌肉或者骨疼。现在还不太确定准确的去痛机理是什么,不过很有可能是因为作用在 TRPM8 通道上,其详细的细胞和分子作用细节请见 Knowlton et al. 2013。

同时,吃薄荷时会有“冷木了”的感觉,是因为薄荷醇与另一个非常重要的通道,κ-opioid receptor (kappa opioid receptor) (Galeotti et al. 2002)。

另外,薄荷醇还有血管舒张的作用,将薄荷醇放在疼痛的肌肉上,然后慢慢的揉,会增加这个周围区域的血液流量,因为血液带来氧气和养分来帮助这个区域修复,同时也将导致疼痛的各种物质带走,所以肌肉会得到舒缓,修复也会加快。

最后,薄荷醇还对炎症有作用,这个大家想必很多人都深有体验,特别是喜欢用茶树精油类型来祛痘的女生。实际上痘痘除了有脏东西在里面,还有就是旁边会有一圈红红的,甚至会产生炎症恶化。学过基础医学就会知道,发炎,inflammation,有五个主要迹象(最有名的就是下面这个图,从左到右是:),热、红、肿、痛、失去功能。而薄荷醇可以舒缓至少热这个迹象,进而可以舒缓炎症。当然咯,没有薄荷醇,直接来个冰袋来冰敷也是可以的。

图片来自:inflam.jst.go.jp/en/ill

风吹过,会感到凉爽,是因为风带走了皮肤上的热,并加快了皮肤上水分的蒸发,蒸发便会吸热,所以皮肤会感到凉。

所以,薄荷醇所带来的凉飕飕的感觉的原理和吹风带来的凉爽(?爽吗?最近伦敦冷死了一点都不爽 )是不一样的。

这几天很冷,大家注意保暖啊!多吃薄荷不会感冒,但多吹风,啊嚏,就会感冒了…啊嚏!

References

Capsaicin, 2015. . Wikipedia, the free encyclopedia.

Galeotti, N., Di Cesare Mannelli, L., Mazzanti, G., Bartolini, A., Ghelardini, C., 2002. Menthol: a natural analgesic compound. Neurosci. Lett. 322, 145–148.

Knowlton, W.M., Palkar, R., Lippoldt, E.K., McCoy, D.D., Baluch, F., Chen, J., McKemy, D.D., 2013. A Sensory-Labeled Line for Cold: TRPM8-Expressing Sensory Neurons Define the Cellular Basis for Cold, Cold Pain, and Cooling-Mediated Analgesia. J. Neurosci. 33, 2837–2848. doi:10.1523/JNEUROSCI.1943-12.2013

Rosenbaum, T., Gordon-Shaag, A., Munari, M., Gordon, S.E., 2004. Ca2+/Calmodulin Modulates TRPV1 Activation by Capsaicin. J Gen Physiol 123, 53–62. doi:10.1085/jgp.200308906

TRPM8, 2014. . Wikipedia, the free encyclopedia.

Vasodilation, 2015. . Wikipedia, the free encyclopedia.

Why menthol chills your mouth when it’s not actually cold [WWW Document], n.d. . The Conversation. URL theconversation.com/why (accessed 1.22.15).

Yosipovitch, G., Szolar, C., Hui, X.Y., Maibach, H., 1996. Effect of topically applied menthol on thermal, pain and itch sensations and biophysical properties of the skin. Arch Dermatol Res 288, 245–248. doi:10.1007/BF02530092

κ-opioid receptor, 2015. . Wikipedia, the free encyclopedia.

这个答案我只是个搬运工。大部分参考了英国科普网站 the conversation 的一篇新的科普文章:theconversation.com/why, 原作者是 Anwesha Ghosh, 美国罗彻斯特大学生物学在读博士生。

谢谢阅读。如转载,请私信 赵思家
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神经科学知乎专栏:zhuanlan.zhihu.com/neur

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