Биологи обнаружили белок, который обрывает молекулярные сигналы горечи. Если во вкусовых клетках нет этого белка, то животные и человек не могут отделаться от неприятного послевкусия. Ученые уверены, что отсутствие антигорькой молекулы может быть причиной фантомного ощущения горечи.
Вкусовые клетки
Вкусовые рецепторы нужны не только для того, чтобы получать от еды удовольствие. Ощущение вкуса -- это один из способов получения информации о качестве, безопасности и питательной ценности продуктов. Легкие и кишечник тоже чувствуют вкус. Но им такие ощущения нужны не для познания, а для возбуждения аппетита и облегчения дыхания.
Человек и другие млекопитающие распознают сладкий, пикантный (пряный, острый), горький, соленый и кислый вкусовые оттенки. «Когда вы пьете тоник, молекулы хинина «включают» вкусовые клетки, которые начинают посылать в мозг сигнал о том, что тоник горький», -- пишут ученые из научно-исследовательских центров США, объясняя, что механизм информирования мозга о горечи и других вкусовых ощущениях хорошо изучен, в нем нет белых пятен. Но не совсем понятно, как «отключаются» активизированные клетки-информаторы после того, как горькая пища перестала их раздражать.
Биологи объясняют, что активация вкусовых клеток связана с увеличением концентрации ионов кальция (Ca2+) в цитозоле – жидкой части содержимого клетки. Чтобы мозг перестал «чувствовать» вкус, ионы кальция должны покинуть цитозоль вкусовых клеток.
Нейтрализатор горечи
Молекулярный биолог Ликван Хоанг (Liquan Huang) из Центра химических ощущений Монелла (Monell Chemical Senses Center) и его коллеги решили разобраться с механизмами очищения вкусовых клеток от ионов кальция. Биологи обнаружили, что в рецепторах, распознающих горечь, слишком много белка Serca3.
«Эта молекула входит в семейство Ca2+-АТФаз внутренних мембран (SERCA). Она «конфискует» кальций, загоняя его в сеть внутриклеточных мембран -- эндоплазматический ретикулум», -- пишут биологи в статье, опубликованной сегодня в PLoS ONE.Чтобы проверить, действительно ли Serca3 останавливает сигналы горечи, ученые создали мышей, в геноме которых отсутствовал ген этого белка (мыши Serca3-KO).
В ходе эксперимента мыши пробовали растворы пищевых химикатов пяти вкусовых групп. Для этого исследователи в течение сорока восьми часов позволяли мышам пить дистиллированную воду и раствор одного из вкусовых химикатов (сахар, соль, хинин и другие). Через двое суток животным давали передышку на несколько дней, после чего в клетке снова появлялись поилки с дистиллированной водой и другим раствором вкусового химиката. Во время эксперимента ученые измеряли количество выпитой жидкости и следили за поведением животных
Оказалось, что мыши без белка Serca3 испытывают более сильное и длительное отвращение к горькой воде, чем обычные животные. Они больше фыркали и отплевывались и дольше не подходили к поилке. «Это связано с тем, что они слишком долго чувствуют горькое послевкусие», -- объясняют ученые результаты наблюдений.
Биологи отмечают, что отвращение к горькой воде заметно не только в поведении. У экспериментальных мышей языкоглоточный нерв реагировал на горькую воду сильнее, чем у животных из контрольной группы. Достоверно значимых отличий по отношению к соленым и кислым вкусовым химикатам биологи не обнаружили. Но они обратили внимание, что у мышей Serca3-KO изменяется чувствительность к сладкому и острому вкусу. Как оказалось позже, эти изменения связаны с компенсаторным появлением родственного соединения - белка Serca2. Кстати, и у людей с обостренным восприятием горечи, изменяется вкус к сладкому и острому.
«Наши результаты объясняют, почему люди по-разному воспринимают вкус, -- завершают авторы исследования. -- Хотя это фундаментальная работа, она имеет и прикладное значение. Например, можно разработать лекарственные препараты для людей, которе ощущают фантомные вкусы».
