Nếu bạn nhấm nháp một chiếc lá bạc hà, bạn có thể nhận thấy rằng nó làm cho miệng bạn cảm thấy mát mẻ. Đó là bởi vì bạc hà, giống như ớt, là một câu chuyện thành công về mặt sinh hóa - ít nhất là đối với thực vật.
Sự kỳ diệu tiến hóa nằm trong các phân tử đặc biệt mà các nhà máy này tạo ra: capsaicin trong ớt và tinh dầu bạc hà trong bạc hà. Các nhà khoa học nghĩ rằng tổ tiên của thực vật có thể đã bắt đầu sản xuất các hóa chất để ngăn chặn kẻ săn mồi.
Paul Wise, một thành viên tại Trung tâm cảm biến hóa học Monell ở Philadelphia, nói: "Thực vật có thể tiến hóa các hợp chất để sử dụng như một cơ chế bảo vệ và thông qua chọn lọc tự nhiên, chúng đã tìm thấy một số điều xảy ra."
"Các nhà máy sản xuất các hợp chất ít có khả năng ăn hơn", ông nói. Những con sống sót đủ lâu để sinh sản có thể phát tán hạt giống và truyền gen của chúng cho các thế hệ tiếp theo.
Đó là lý do tại sao bạc hà làm tinh dầu bạc hà. Nhưng tại sao nó làm cho miệng của bạn cảm thấy mát mẻ?
Tóm lại, câu trả lời là tinh dầu bạc hà đánh lừa cơ thể chúng ta cảm thấy lạnh, mặc dù chúng ta không. Cả tinh dầu bạc hà và capsaicin đều ảnh hưởng đến hệ thống các thụ thể cảm giác theo dõi những thứ như chạm, nhiệt độ và đau. Được gọi là hệ thống somatosensory, mạng lưới nơ-ron phức tạp này khác với các hệ thống chịu trách nhiệm về vị giác và khứu giác.
"Có những tế bào thần kinh dưới da có thể cảm nhận được những cảm giác khác nhau, như nóng và lạnh", Seok-Yong Lee, phó giáo sư sinh hóa tại Đại học Duke, nói với Live Science. Những tế bào thần kinh này giám sát môi trường bằng cách sử dụng một loạt các protein chuyên biệt được nhúng trong màng tế bào. Các protein kiểm soát các đường hầm nhỏ gọi là các kênh ion có thể cho phép vật chất đi qua màng tế bào. Các kênh ion được đóng lại cho đến khi protein thụ thể phát hiện kích thích mà nó tìm kiếm.
"Một khi họ cảm nhận được hóa chất hoặc nhiệt, các protein sẽ bật và cho phép các ion thấm qua màng tế bào", Lee nói. Những ion mới từ thế giới bên ngoài kích hoạt một tín hiệu điện nhỏ, gọi là tiềm năng hành động, tế bào thần kinh chuyển đến não.
Tiềm năng hành động giống như một bức điện điện hóa có nội dung "một số thụ thể lạnh trên lưỡi đã được kích hoạt". Bộ não giải thích hợp lý rằng "lưỡi lạnh", nhưng không phải lúc nào cũng như vậy.
Hầu hết các protein thụ thể được thiết kế để mở các kênh ion của chúng khi chúng phát hiện một kích thích cụ thể. Ví dụ, các nhà khoa học protein gọi TRPM8 (phát âm là "chuyến đi M 8") chủ yếu liên quan đến cảm lạnh - nó phát điên khi bạn liếm một cây kem ốc quế.
Lý do bạc hà làm cho miệng bạn cảm thấy mát mẻ là vì các phân tử tinh dầu bạc hà cũng khiến các thụ thể TRPM8 mở các kênh ion của chúng và gửi một tiềm năng hành động đến não, tự động diễn giải xung điện nhỏ là "lưỡi lạnh", ngay cả khi nó không .
"Làm mát là tất cả cảm giác," Wise nói. Nếu bất cứ điều gì, nồng độ cao của tinh dầu bạc hà có thể gây viêm cục bộ, dẫn đến nhiệt độ tăng nhẹ.
Các nhà khoa học có thể suy đoán tại sao TRPM8 nhạy cảm với cảm lạnh và tinh dầu bạc hà, nhưng vẫn chưa có nhiều bằng chứng chắc chắn. Chỉ mới vài tháng kể từ khi Lee và các đồng nghiệp của mình công bố một nghiên cứu trên tạp chí Science mô tả cách thức protein nhận ra các phân tử tinh dầu bạc hà.
"Một lý do chính khiến chúng ta nhạy cảm trong miệng, mắt và mũi đối với những thứ như ớt và tinh dầu bạc hà là vì các đầu dây thần kinh ở rất gần bề mặt", Wise nói thêm.
Vì vậy, lần tới khi bạn đang thưởng thức kem sô cô la bạc hà, hãy nhớ rằng đó không chỉ là những tinh thể đá làm bạn lạnh; bạc hà cũng là một người chơi tích cực.