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猫薄荷驱虫剂及其TRPA1通道的功能

一种有用而有趣的植物

猫薄荷对一些家猫和它们的野生亲戚有一种有趣的作用。当这些动物接触到这种植物的叶子时,它们表现出的兴奋感可能令人印象深刻。猫薄荷还以其驱虫能力而闻名,尤其是蚊子。科学家最近发现了这种能力背后的机制。详细了解这种机制是很重要的。如果全球变暖继续下去,有害昆虫的活动范围扩大,新的有效的驱除昆虫的方法可能变得至关重要。

在蚊子体内,猫薄荷通过刺激细胞膜上的TRPA1通道发挥作用。我们的细胞膜上也有这个通道,但猫薄荷不会伤害我们。这种植物也不会让我们产生猫所经历的快感。这种植物的各种影响令人费解,也很有趣。研究这种草药可能非常有用。

猫薄荷植物简介

猫薄荷是薄荷家族的一员唇形科.它有一个非常合适的学名荆芥cataria。在猫和蚊子身上引发这种有趣效果的化学物质叫做荆芥内酯。

这种植物是原产于欧洲和亚洲的多年生草本植物。像薄荷家族的其他成员一样,它有方形的茎。它的叶子有齿,成对地附着在茎上。它们大致呈椭圆形或三角形。

猫薄荷的花小而管状。管子有一个上下“唇”。两边的嘴唇是浅裂的。花是白色的,白色带粉红色或紫色斑点,或完全淡粉色或淡紫色。他们被顶在一根高高的长钉上。

猫薄荷被认为是可食用的。有些人用这种植物的叶子泡茶。然而,人们对摄入大量这种植物或由其制成的产品的安全性存在一些担忧。不应频繁或大量摄入。

关于荆芥内酯的事实

猫薄荷作为一种有用的驱虫剂已经有很长一段时间了。众所周知,它对蚊子特别有效。一些科学家说,它在驱蚊方面比一种常用的杀虫剂避蚊胺(DEET,N,N-二乙基-间甲苯酰胺)更有效。研究人员最近发现,猫薄荷中的荆芥内酯可以激活蚊子体内的TRPA1,但不会激活我们体内的TRPA1。结合它的有效性,这可能使它成为一种很好的驱虫剂。

Nepatalactone于1941年由威斯康星大学的Samuel McElvain发现,并被归类为环烯醚。这位科学家正在研究猫薄荷植物中的精油。这种植物从一种叫做香叶醇的化学物质中制造荆芥内酯。这种化学物质存在于其他植物中,我们用它来制作香水。猫薄荷在制造荆芥内酯的过程中氧化香叶醇分子,或向其添加氧气。

内酯是挥发性的。它被释放到空气中,击退接近植物的特定类型的昆虫。这种化学物质以稍微不同的形式存在,被称为异构体。一些昆虫会被其中一种异构体所吸引,如下文所述。幸运的是,蚊子不是。引用中的“费洛蒙”一词指的是一种由动物释放到环境中的化学物质,它会对同类的其他成员产生影响。在下面描述的情况下,不同的物种也可以检测到信息素。

大豆蚜虫(Aphis glycines)…使用Z,E-nepetalactone作为信息素成分,绿色草蛉(神经翅目:草蛉科)被这种化合物吸引,可能是因为它们的幼虫以蚜虫为食。

——Nadia Melo等人,通过当代生物学

细胞膜结构

如上图所示,细胞或质膜包含双层磷脂分子,或磷脂双分子层。蛋白质分散在膜上。有的只存在于细胞膜表面,有的则穿过细胞膜。细胞膜也含有胆固醇分子。

TRPA1通道是细胞膜上的一个完整的蛋白质,或者是一个永久附着在细胞膜上的蛋白质。它也是一种跨膜蛋白因为它能穿过整个膜。外周蛋白也是完整的蛋白质,但它们在膜表面和附近被发现,而不是通过膜延伸。如图所示,膜中的蛋白质分为其他类别。

碳水化合物分子链附着在膜的外表面。如果链附着在磷脂上,它被称为糖脂。如果它附着在蛋白质上,就叫做糖蛋白。

一种完整的跨膜蛋白

蛋白质由一条或多条氨基酸链组成。链条可以很长。根据蛋白质中褶皱的位置,可以在分子中间形成通道或孔。该通道允许物质通过细胞膜,如果蛋白质延伸穿过细胞膜,就像TRPA1通道一样。

通过蛋白质的通道并不是一个被动的路线,它允许任何合适大小的颗粒通过膜。该通道由特定因素激活,并决定哪些物质可以通过蛋白质。研究物质通过膜蛋白和其他方法进入和离开细胞的方式对健康和疾病非常重要。

TRP通道

瞬时受体电位(TRP)通道是细胞膜上的蛋白质,当条件合适时,可以使特定物质通过细胞膜。该通道也称为色氨酸离子通道和色氨酸受体。

TRP家族包含28个成员,分为6个亚科。TRPA1代表“瞬时受体电位锚蛋白1”。该频道在上面的视频中显示。它有时被称为山葵受体,因为在人体中,山葵中的一种化学物质会刺激它。它也被简称为TRPA1。

  • 受体名称中的T (Transient)意味着一旦它受到某种特定物质的刺激,其形式的变化不会持续很长时间。
  • R(受体)指的是蛋白质接受或结合到细胞外的分子。
  • P(电势)是指以离子流动的形式出现的电势。
  • 锚蛋白是由大约33个氨基酸组成的一小段。蛋白质中通常有多个锚蛋白。它们在生物体内一种蛋白质与另一种蛋白质的相互作用中发挥作用。

本文讨论TRPA1通道。在人类中,TRPV1通道通常位于TRPA1通道附近。人们相信,它们都会对各种有害刺激做出反应,至少在我们身上,它们是相互作用的。

TRPA1离子通道与动作电位

研究人员发现TRPA1通道位于人类的感觉神经元(以及其他一些类型的细胞)上。神经元是一种神经细胞。神经元聚集在一起形成神经。

感觉神经元从感知到环境变化的受体接收信号,然后将信号传输到由大脑和脊髓组成的中枢神经系统。神经元中涉及动作的事件顺序如下。(除了TRPA1受体外,还存在其他受体。)

  • TRPA1受体通过与特定分子结合而受到刺激。
  • 离子通道的反应是改变其形状以允许阳离子(带正电荷的离子)流入细胞。
  • 阳离子的涌入改变了细胞的内部环境。
  • 如果变化足够大,就会在神经元中产生动作电位。动作电位是膜电位或电压的快速上升和下降。它是由细胞膜对特定离子的渗透性变化引起的。
  • 动作电位一旦产生,就会在神经元的下一个区域触发另一个动作电位的产生。这个过程不断重复,导致一波动作电位沿着神经元向前传播。
  • 在感觉神经元的末端,动作电位触发刺激另一个结构的过程,如脊髓中的神经元或脑神经。

动作电位在我们的神经系统中至关重要,使我们得以存在。详细了解它们的行为可能是一个复杂的话题,但对科学家和医学研究人员来说,这是一个重要的话题。

人体TRPA1通道刺激

尽管TRPA1通道在感觉神经元之外的其他类型的细胞中也被发现,但它们在神经元中的作用似乎已经得到了最好的研究。神经元受体对有毒化学物质的存在有反应。它们似乎参与了以一种不愉快的感觉的形式发出警告信号,从而在有害刺激出现时触发回避行为。TRPA1有时被认为是一种刺激受体。

异硫氰酸烯丙酯(AITC)是一种著名的TRPA1激动剂(刺激剂)。它有时被称为芥末油,但在芥末和芥末中都有。芥末油激活了我们感觉神经元上的TRPA1通道。一旦神经元被该通道触发,它就会向大脑的特定部分发送信号,使我们感到疼痛或不适,并鼓励我们试图避免或中和它。

科学家们知道,当TRPA1通道发出的信号到达我们大脑的特定部位时,它们会在受到刺激的身体部位产生疼痛或刺激的感觉。如上所述,神经冲动由带电粒子流组成,这些带电粒子流穿过细胞膜并沿着细胞膜流动。这是如何在我们的头脑中产生疼痛或不适的感觉的,目前还不完全清楚。

斯蒂芬斯按蚊是传播疟疾的蚊子之一。

斯蒂芬斯按蚊是传播疟疾的蚊子之一。

蚊子体内的TRPA1通道

蚊子可以引起人类一些重大疾病,并传播一些危险的微生物。这些昆虫引起的问题包括疟疾、登革热、西尼罗河病毒和寨卡病毒感染、基孔肯雅热以及其他疾病。人们需要预防蚊子传播的疾病,这些疾病有时很严重,甚至是致命的。重要的是,保护是有效的,而不伤害人。猫薄荷和内酯可能在这方面很有帮助。

和我们一样,在蚊子体内,TRPA1通道扮演着伤害感受器的角色,这种感受器可以检测到潜在的破坏性刺激。它们的工作方式可能与我们的不完全相同,但它们看起来确实相似。昆虫和我们一样,也有感受器、神经元、神经和动作电位。它们也有大脑,尽管与我们的大脑相比,它相对简单。它们神经系统的结构意味着我们可以通过它们的TPRA1受体引起不愉快的感觉来“说服”昆虫离开一个区域。

研究人员发现,猫薄荷中的荆芥内酯会刺激蚊子体内的TRPA1受体,但不会刺激人类。根据参与下面最后一篇参考文章中描述的研究的科学家们的说法,昆虫“至少”有四种形式的受体。研究表明,荆芥内酯激活了蚊子体内这种受体的特定形式埃及伊蚊还有果蝇黑腹果蝇是非常有效的驱蚊剂。然而,它不会激活昆虫体内所有形式的受体。

如果研究人员对昆虫感受器的结构和行为了解得更多,他们可能会修改或设计物质来刺激荆芥内酯错过的感受器。即使这对控制蚊子没有必要,但增加的知识可能在许多方面都是有用的。

研究人员发现化学物质香茅也能激活蚊子体内的TRPA1。和内酯一样,香茅也是一种由植物产生的化学物质。

一种潜在的重要驱虫剂

有些人喜欢用自然疗法来解决问题。当科学证明猫薄荷这样的特定植物对我们有益时,这真是太棒了。这种植物及其所含的荆芥内酯可能有助于保护我们免受有害昆虫的侵害。科学家们需要进行更多的研究来了解这种植物的作用和潜在的好处,但这些努力可能是非常值得的。

对昆虫和人类中TRPA1及其相关受体的研究可能会带来重要的发现。这些发现可能对驱虫有用。它们也可能对我们生活的其他方面或我们所关心的动物的生活有用。我希望是这样。

参考文献

  • 猫薄荷来自密苏里植物园的事实
  • Nepetalactone来自约翰·英尼斯中心(植物科学、遗传学和微生物学研究中心)的信息
  • 关于膜的信息蛋白质(包括完整的)国家生物技术信息中心
  • 瞬态受体电位的事实渠道来自美国国家医学图书馆
  • TRPA1:感觉通道《NCBI书架上的天才
  • TRPA1的信息通道摘自《自然科学报告》
  • 的影响受体来自自然科学报告的蚊子
  • 刺激受体TRPA1介导蚊子《当代生物学》,《细胞出版社》

据作者所知,这些内容是准确和真实的,并不意味着要取代来自合格专业人士的正式和个性化的建议。

©2021 Linda Crampton

评论

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月17日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

嗨,维迪雅。如果能把猫薄荷或其成分用作驱虫剂,那就太好了。我认为生物学也很迷人!

Vidya d sagar2021年3月17日:

一篇很有趣的文章,艾丽西娅。如果驱蚊剂可以从猫薄荷等植物中天然制成,这不是很美妙吗?这样对我们人类和我们所关心的动物来说更安全。我们要了解TRPA1通道是如何工作的。生物是我最喜欢的科目。它是如此迷人。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月17日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢,埃曼。感谢您的来访和评论。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月17日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

嗨,玛丽。夏天是一个可爱的季节,但它也有一些缺点,比如某些昆虫的出现。我希望你在小屋度过一个愉快的季节。

Eman Abdallah Kamel2021年3月17日,埃及:

谢谢你,琳达,这篇关于猫薄荷植物及其对蚊子影响的有趣文章。我非常喜欢读这篇文章。

玛丽诺顿2021年3月17日,加拿大安大略省:

夏天马上就要到了,我们当然需要防蚊子。当我为小屋购买植物时,我一定会寻找猫薄荷。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月17日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

非常感谢你的评论,德维卡。我非常感谢你的来访。

Devika普米族ć2021年3月17日,克罗地亚杜布罗夫尼克:

艾丽西娅我知道大自然自有办法治愈我们的病痛。猫薄荷不一样,它能保护我们不受蚊子叮咬。你在这个独特的标题上做了一个有用且信息量最大的集线器。你的想法和研究是杰出的!

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月17日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢你的评论,EK。我非常感谢你所说的话。

EK贾东2021年3月17日,巴基斯坦阿伯塔巴德:

我以前没见过这种植物。谢谢你告诉我这些,艾丽西娅。我想告诉你一些事;你是我在hubpages上最喜欢的作者,我最喜欢的是你的善良。

再接再厉。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

嗨,Nithya。非常感谢您的评论。

Nithya引导2021年3月16日从迪拜起飞:

一篇关于猫薄荷植物和TRPA1通道的有趣而有信息的文章。令人惊奇的是,蛋白质是如何构成细胞膜的一个组成部分及其功能的。感谢您分享一篇详细、易懂、信息丰富的文章。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

嗨,Chitrangada。自然当然对我们有帮助。驱虫是一种伟大的能力。非常感谢您的来访和评论。

Chitrangada夏朗2021年3月16日,印度新德里:

信息很好,表达得很好。

猫薄荷看起来很眼熟,但我不知道这么有趣的细节。大自然中到处都是这样的植物,它们对不同的生物有不同的作用。我听说过其他一些草药可以驱虫。

谢谢你分享这篇经过充分研究和信息丰富的文章。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

非常感谢你的评论,米斯巴,尤其是在凌晨2:45 !我希望你今晚睡个好觉。

Misbah酋长摘自2021年3月16日的《这个存在只是一个幻觉》:

嗨,琳达,我很喜欢这次阅读

现在是西班牙凌晨2:40

我在手机上装闹铃

只是想检查一下惠普的通知,看到了你的集线器

你那篇漂亮的文章让我没法睡觉…哈哈

这是一篇平衡性很好的文章

我很喜欢,信息量很大

我不喜欢蚊子,因为它们会传播登革热病毒

祝福

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

我的猫也喜欢猫薄荷。观察它们对这种草药的反应很有趣。谢谢你的来访和评论,佩吉。

佩吉·伍兹2021年3月16日,德克萨斯州休斯顿:

我们的猫总是喜欢里面有猫薄荷粉的玩具。我不知道猫薄荷是薄荷家族的一部分,也不知道它能驱蚊。谢谢你的另一篇精彩的文章,琳达。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

嗨,帕梅拉。我喜欢很多昆虫,但不喜欢蚊子!它们可能对人类有害,尤其是在某些地区。非常感谢您的评论。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢你的评论和分享信息,Manatita。谢谢你的来访。

帕梅拉Oglesby2021年3月16日,来自阳光明媚的佛罗里达州:

我从来没有想过猫薄荷是薄荷家族的一部分,这是一篇迷人的文章,琳达。这篇文章中有丰富的事实,我很欣赏。虽然我知道我不喜欢蚊子,但我不知道它们携带这么多疾病。这是另一篇优秀的文章。

manatita442021年3月16日,伦敦:

写得很好,这次对我来说有点深。至于植物,它类似于我在加勒比地区使用的一种植物。它有药用价值。在某些环境中,这种驱蚊效果可能很好。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

非常感谢你,弗兰。我希望你能爱上生物。我认为这是一个迷人的话题。

弗兰骗2021年3月16日,俄亥俄州托莱多市:

琳达,我非常喜欢你所有非常详细的科学文章。而且,信息总是丰富的。我可能还会爱上生物学。再次感谢。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

嗨,比尔。我们这里也有阳光。在外面工作阳光很好。谢谢你的评论。我很感激你一找到这篇文章就看了。

比尔荷兰2021年3月16日,华盛顿州奥林匹亚:

我正要出去晒晒太阳,突然出现了这个。我想我最好在它消失在视频里之前抓住它。

我只是喜欢这个标题;那篇文章是额外的收获。我从没听说过这个,但你最好相信我会尝试的。谢谢你,琳达!

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

谢谢你,罗恩。我喜欢探索科学文献。

罗恩Hooft2021年3月16日,加拿大渥太华:

伟大的中心。你做了调查。总是很高兴见到你。

琳达·克兰普顿(作者)2021年3月16日,加拿大不列颠哥伦比亚省:

非常感谢你,莉兹。猫薄荷是一种有趣的植物。

莉斯韦斯特伍德2021年3月16日,英国:

这是一篇非常有趣且呈现良好的文章。读到一种天然驱虫剂,并发现TRPA1通道是如何工作的,这是很有趣的。我也有兴趣读到猫薄荷是薄荷家族的植物,因为我可以看到叶子的相似之处。

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