癢覺的進(jìn)化：有了能撓癢的手腳，癢才有意義
貓奴狗奴都知道，每當(dāng)撓它們的胳肢窩，它們就會(huì)忽然安靜下來，四腳朝天，非常享受。抖音上還有人在雞、豚鼠甚至蜥蜴身上試過。
癢到底是一種什么感覺？是觸覺，還是痛覺？
癢造就了王菲的名曲，也讓左拉和曾國(guó)藩難受了一輩子，那么，地球上的動(dòng)物是從什么時(shí)候進(jìn)化出癢的感覺來的？
觸，痛，癢，傻傻分不清楚？
凡動(dòng)物都有觸覺。這種與外界物質(zhì)的直接接觸一般是非傷害性的刺激，但動(dòng)物光有觸覺還不夠，還需要有感知傷害性刺激的能力。例如刺、掐、擰、扯、高溫、低溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、電擊等。
之所以動(dòng)物需要這種能力，是因?yàn)楸绕鹬参飦恚瑒?dòng)物更經(jīng)受不起身體的傷害。植物的構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，身體也沒有固定的形狀，失去一根樹枝，甚至攔腰折斷，都不會(huì)危及植物的生命。而動(dòng)物的身體構(gòu)造復(fù)雜，身體傷害會(huì)造成大量體液外流，危及生命。
如果動(dòng)物對(duì)傷害沒有感覺，也不會(huì)從傷害中學(xué)習(xí)，在以后的生活中就不會(huì)主動(dòng)避免同樣的傷害。那還不是等死或找死嗎。
為了讓動(dòng)物感覺并且記住傷害，這種感覺必須足夠強(qiáng)烈，難以忍受，這就是動(dòng)物的痛覺。痛覺使動(dòng)物做出激烈的反應(yīng)，迅速離開傷害源。
除了痛覺，動(dòng)物還需要感知對(duì)身體比較輕微的、潛在有害的刺激。例如蚊蟲叮咬、螞蟻爬過、真菌感染（例如各種癬）、植物的毒液等，這些傷害不至于致命，但是也可能對(duì)身體造成一定程度的局部損害，所以也不能置之不理。這種只是提醒身體有不良刺激存在，不需要身體做出激烈的反應(yīng)的感覺就是癢。動(dòng)物對(duì)癢的反應(yīng)不是逃離刺激源，而是伸向刺激源，這就是抓撓。
因此痛和癢都是對(duì)身體有潛在傷害的刺激的感覺，但是彼此之間又有明顯的區(qū)別。
痛和癢都是對(duì)動(dòng)物不愉快的刺激，難以用語(yǔ)言描述，我們還無(wú)法用儀器來測(cè)定動(dòng)物是否感到痛或者癢，以及痛、癢的程度如何。所以在科學(xué)上，目前還只能用動(dòng)物的反應(yīng)方式來間接地定義這兩種感覺：痛是使動(dòng)物產(chǎn)生逃避反應(yīng)的不愉快刺激，而癢則是使動(dòng)物產(chǎn)生抓撓行為的不愉快刺激。
好下面來硬知識(shí)了，痛和癢給我們體驗(yàn)不同，其形成的微觀機(jī)制也是不同的。癢并不是“微痛”，或者疼痛的弱化版。
感受疼痛的微觀結(jié)構(gòu)是細(xì)胞膜上的 TRP 離子通道。TRP 離子通道通道最先是從果蠅的一個(gè)突變體上發(fā)現(xiàn)的。人類有六種，從TRPV1到 TRPV6。
引起痛覺的原因相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，即主要是機(jī)械性的創(chuàng)傷、極端溫度和化學(xué)傷害。但是能夠引起癢的因素卻要多得多，例如蚊蟲叮咬可以引起癢，和一些植物接觸也會(huì)感到癢。螞蟻爬過可以引起癢，用細(xì)纖維撓鼻孔也可以引起癢。皮膚感染（例如各種癬）可以引起癢，皮膚病變（例如濕疹、蕁麻疹、牛皮癬、皮膚干燥）也可以引起癢。傷口愈合時(shí)會(huì)感到癢、膽道阻塞也會(huì)造成癢。治療瘧疾的氯喹會(huì)引起癢，鎮(zhèn)痛的嗎啡也會(huì)引起癢。淋巴瘤可以引起癢，黑色素瘤也可以引起癢。
這些都是產(chǎn)生癢的外因，動(dòng)物的身體內(nèi)還必須有可以感受這些刺激的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，才能產(chǎn)生癢，也就是必須要有受體。
現(xiàn)在對(duì)各種致癢因素和感受它們的受體的研究還遠(yuǎn)不完全，所以癢仍然有些神秘。
不過就目前的研究而言，G 蛋白偶聯(lián)受體類是產(chǎn)生癢的重要結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)種類繁多的家族，包括Mrgpr、H1R、GPBAR、PAR等等。當(dāng)然，還需要 TRP 離子通道的幫助，才能讓神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出癢的信號(hào)。
癢覺的歷程：有了能撓癢的手腳，癢才有意義啊
痛覺的功能比較好理解，那是為了使動(dòng)物及時(shí)逃離和以后避免身體傷害，而癢覺的功能就比較難理解。
許多慢性瘙癢癥患者所感受到的癢對(duì)身體并沒有任何好處，反而會(huì)嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。演化過程為什么要發(fā)展出這樣的機(jī)制？為什么動(dòng)物要發(fā)展出那么多種受體來把各種刺激轉(zhuǎn)化成為癢的感覺？
如果我們檢查一下引起癢的主要物質(zhì)和它們的受體出現(xiàn)的時(shí)間，也許能夠給我們一些線索。
組胺是一種能夠引起人瘙癢的物質(zhì)，但組胺在線蟲身上卻不存在。
線蟲體內(nèi)既不合成組胺，從外部給線蟲組胺刺激，它也沒有任何反應(yīng)。而且線蟲也沒有感受其他致癢物質(zhì)的受體（Mrgpr，會(huì)對(duì)一些植物的分泌物產(chǎn)生癢感反應(yīng)）造成的癢感。
所以，很有可能線蟲是不會(huì)癢的，但是線蟲已經(jīng)有觸覺和痛覺，也許這兩種感覺可以代替癢的功能。
而昆蟲，例如果蠅、 蝗蟲、蟑螂、蟋蟀、蜜蜂、蒼蠅，身體里面已經(jīng)有組胺，而且在中樞神經(jīng)系統(tǒng)里面有組胺的受體，但是與脊椎動(dòng)物用的受體H1R不同，這些受體和昆蟲的感覺神經(jīng)纖維沒有關(guān)系。昆蟲也沒有 Mrgpr 類型的受體，說明昆蟲很可能也沒有癢的感覺。所以那種用頭發(fā)挑逗蟋蟀，讓它們發(fā)怒，其實(shí)并不是因?yàn)轶疤W了。
在脊椎動(dòng)物中，硬骨魚類，例如斑馬魚還沒有 Mrgpr 類受體。即使是和四足動(dòng)物更接近的肺魚也沒有。在目前為止，也沒有魚類感覺神經(jīng)纖維有組胺受體的報(bào)道。很可能魚類也是沒有癢的感覺的。為什么魚類沒有癢感呢，大概水生環(huán)境中，要分清水流刺激、碰觸、癢、疼痛等這些感覺，對(duì)于魚類這種腦還非常初級(jí)的動(dòng)物來說，實(shí)在太奢侈了。
直到四足動(dòng)物，才出現(xiàn)Mrgpr 類型的受體，Mrgpr 最初出現(xiàn)在蛙類動(dòng)物中。從兩棲類動(dòng)物開始，動(dòng)物從水中生活轉(zhuǎn)移到陸上生活。陸上的生活環(huán)境和水中有很大的差別，動(dòng)物也面臨一些新的問題，例如寄生蟲的侵襲和有些植物的刺激等。在這種情況下，簡(jiǎn)單的觸覺和痛覺已經(jīng)不夠，而需要更加精細(xì)的感覺來區(qū)分無(wú)害的觸覺和有害但不致命的感覺，例如蚊蟲叮咬和與刺激性的植物接觸。
對(duì)于無(wú)害的觸覺，身體只是獲得外部世界的信息而無(wú)須做出反應(yīng)，而對(duì)于能夠引起身體不適的觸覺，身體的反應(yīng)就是除掉這些刺激源，例如寄蟲和引起不適的植物。這種與良性接觸不同的感覺就是癢，而身體的反應(yīng)就是抓撓。
昆蟲爬過皮膚的感覺是與脊椎動(dòng)物主動(dòng)接觸外部物體不同的，動(dòng)物也把這種觸覺感覺為癢。如果昆蟲已經(jīng)造成局部傷害，如叮咬，受傷的部分會(huì)分泌組胺，造成癢的感覺，提醒動(dòng)物用抓撓的辦法去除掉這些昆蟲。對(duì)于有刺激性的植物，如刺毛黧豆，最好的辦法就是脫離接觸，抓撓也是除去或者減少這些接觸的方法，這些接觸刺激性物質(zhì)造成的癢感則通過 Mrgpr 類受體來實(shí)現(xiàn)。
所以四足動(dòng)物發(fā)展出癢感，是動(dòng)物從水生環(huán)境到陸生環(huán)境轉(zhuǎn)變的結(jié)果。
魚類沒有癢感，只有四足動(dòng)物才有癢感，還有一個(gè)重要的原因，就是四足動(dòng)物有四肢，所以可以抓撓身體的各個(gè)部分，而這是沒有四肢的魚類做不到的。在魚類身上發(fā)展出癢的感覺不僅沒有用處，還會(huì)干擾魚的正常生活（想象一下手被捆住的人臉上發(fā)癢的情形）。
只有抓撓成為可能時(shí)，癢的感覺才出現(xiàn)。
昆蟲雖然也能用肢腳梳理身體，但是昆蟲還沒有發(fā)展出感覺組胺的 GPCR 型受體，也沒有 Mrgpr 類型的受體，它們的神經(jīng)系統(tǒng)可能也不具備分辨良性觸覺和癢的能力。
植物的刺激性和毒性是植物對(duì)抗動(dòng)物吞食的方法，不同的動(dòng)物能夠接觸到的有刺激性的植物種類也不同。每種動(dòng)物都有自己特有的寄生蟲，而寄生蟲和動(dòng)物是共同演化的。由于這些原因，動(dòng)物所擁有的 Mrgpr 型受體在種類上和數(shù)量上都差別很大。不同動(dòng)物之間 Mrgpr 受體的氨基酸序列的相似性一般只有 50% 左右
例如人只有10種 Mrgpr 類型的受體，而小鼠有 24 個(gè)，為什么小鼠感受癢的受體種類這么多呢，也許是小鼠的生活環(huán)境比人類要復(fù)雜，反正人是不會(huì)往下水道、臭水溝那里鉆的。
同時(shí)，癢感的受體也不是一成不變的，如今的人類跟500萬(wàn)年前的人類，在受體方面就已經(jīng)有了不同，畢竟那個(gè)時(shí)期人類茹毛飲血、露天席地，隨時(shí)受到各種動(dòng)植物騷擾，而今天我們把自己和自然隔離起來，很多受體就沒了作用。
所以，人類有 8 個(gè) Mrgpr 型基因，已經(jīng)失去了功能，成了偽基因，小鼠的 Mrgpr 偽基因則多達(dá) 26 個(gè)，說明隨著環(huán)境變化，有些 Mrgpr 基因由于不再需要而被淘汰了。
感覺癢刺激機(jī)制的出現(xiàn)也帶來一個(gè)副作用，就是其他的生理和病理過程也能夠觸發(fā)感覺癢的系統(tǒng)，造成對(duì)動(dòng)物沒有好處的癢感覺，例如人類的濕疹。這已經(jīng)不是動(dòng)物發(fā)展出這些機(jī)制最初的目的，但是由于生物系統(tǒng)的復(fù)雜性，這樣的副作用難以完全通過演化過程來消除。特別是在身體自身已經(jīng)不能夠糾正的病理情況下，這些副作用就更難以避免。
疼痛也是一樣，疼痛本來是提醒動(dòng)物逃離傷害源，但是癌癥侵襲正常組織時(shí)造成的組織破壞同樣會(huì)引起痛覺。
現(xiàn)在對(duì)于癢的研究還處于初期階段，還有大量的問題沒有答案。癢仍然是神秘的，不止是我們身體感受到的癢，還有精神中感受到的那種難以名狀的感覺，七年之癢、理想之癢……
本文經(jīng)授權(quán)摘編自《生命通史》，標(biāo)題為編者所加。
《生命通史》
北京大學(xué)出版社
文章封面圖片來源：pixabay.com
動(dòng)圖來源：tenor.com
