Kiedy w 1995 roku uczeni natrafili na receptory smaku w trzustce, nie wiedzieli, co tak naprawdę odkryli. Myśleli, że to jakieś specyficzne trzustkowe receptory glukozy” – mówi Gary Beauchamp, dyrektor Monell Chemical Senses Center w Filadelfii, ekspert od zmysłu smaku. Tymczasem z roku na rok rośnie liczba badań, które wykazują, że receptory smaku mamy prawie wszędzie – nie tylko na języku, ale i w trzustce, wątrobie, żołądku, jelitach, nerkach, kręgosłupie i sercu, a mężczyźni – w jądrach i spermie. „Wygląda na to, że receptory smaku w ustach to coś w rodzaju efektu ubocznego, a te najważniejsze są zlokalizowane w innych organach” – mówi Beauchamp.

Dlaczego świadomie odczuwamy smak tylko tego, co wkładamy do ust? Ponieważ komórki smakowe w innych częściach naszego ciała są połączone z autonomicznym układem nerwowym, działającym poza kontrolą naszej woli.

Fuj, trucizna

Receptory smaku w ustach skupiają się w kubkach smakowych (po 50–100 w jednym) i pomagają nam wykrywać pięć podstawowych smaków: gorzki, słodki, kwaśny, słony i umami (możliwe, że do smaków podstawowych zalicza się też np. tłusty czy mineralny, ale naukowcy wciąż nie są co do tego zgodni). Zadaniem receptorów smaku w ustach jest najprawdopodobniej zniechęcanie nas do jedzenia trucizn (które zwykle są gorzkie) czy zepsutych owoców (są zazwyczaj kwaśne), a kusić do pałaszowania wszystkiego, co słodkie, gdyż ten smak sugeruje dużą ilość kalorii. Smak słony zachęca nas do szukania sodu, koniecznego do prawidłowego funkcjonowania organizmu, a umami do spożywania pokarmów bogatych w białko. Ale czemu miałyby służyć receptory smaku w płucach czy kręgosłupie? I dlaczego, skoro mamy receptory smaku niemal wszędzie, jesteśmy świadomi wyłącznie smaków tego, co mamy w ustach, a nie tego, co nam choćby zalega na żołądku? Odpowiedź na to ostatnie pytanie jest dość prosta – twierdzi biofizyk Yan Li z Monell Chemical Senses Center, autorka badań nad receptorami smaku.

„Receptory smaku, które mamy na języku, są połączone z tzw. somatycznym układem nerwowym, którego działanie podlega kontroli naszej świadomości. Te zaś, które znajdują się w pozostałych częściach ciała, są połączone z autonomicznym układem nerwowym. Jego działanie powoduje reakcje niezależne od naszej woli, jak np. bicie serca. To dlatego nie jesteśmy w stanie świadomie wyczuć smaku płucami” – tłumaczy Li. Jeśli zaś chodzi o odpowiedź na pytanie, jaką rolę odgrywają receptory smaku w innych niż usta częściach ciała, naukowcy wciąż wiedzą niewiele. Z tego, co dotychczas odkryto, wynika, że zdolność wykrywania substancji smakowych przez różne narządy ciała jest jednak niezmiernie ważna dla naszego zdrowia.

Gorzkie odchudzanie

Receptory smaku słodkiego i umami występujące w żołądku, kiedy „poczują” cukier czy aminokwasy, pobudzają wydzielanie hormonu głodu (greliny), co zachęca nas do zjadania większej ilości pokarmu. Z kolei receptory smaku słodkiego w jelitach odgrywają ważną rolę w przyswajaniu glukozy. U chorych na cukrzycę typu 2 nie funkcjonują prawidłowo, co prowadzi do nadmiernego i zbyt szybkiego wchłaniania tego cukru. Zdaniem prof. Inge Depoortere z Uniwersytetu w Leuven w Belgii odkrycie roli receptorów smakowych w przebiegu cukrzycy to dobra wiadomość dla chorych – może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia i skuteczniejszych leków. Badania nad receptorami smaku gorzkiego dają z kolei nadzieję na pigułkę przeciw objadaniu się, która pomoże w kontroli apetytu.

Prof. Depoortere wspólnie z innymi uczonymi wykazała, że wstrzykiwanie gorzkich substancji do żołądka powoduje wydzielanie hormonu głodu i krótkotrwałe pobudzenie apetytu, które szybko ustępuje uczuciu sytości. A to sprawia, że szybciej odkładamy widelec czy łyżkę. Wydłuża się też czas, jaki jesteśmy skłonni odczekać, nim sięgniemy po kolejną przekąskę. Skutek? Szczuplejsza sylwetka. W dodatku igły i strzykawki nie są konieczne – do wspomagania odchudzania wystarczyłaby pigułka zawierająca gorzkie substancje. „Właśnie nad nią pracujemy” – mówi prof. Depoortere. „Na razie prowadzimy badania na otyłych zwierzętach”. Jeszcze bardziej niezwykłe są odkrycia Noama Cohena, profesora otolaryngologii z University of Pennsylvania. W swoich eksperymentach Cohen wykazał, że receptory smaku gorzkiego w nosie i zatokach przynosowych działają niemal jak agenci wywiadu prowadzący nasłuch: wykrywają komunikację chemiczną między bakteriami chorobotwórczymi, dzięki czemu nasz układ odpornościowy może sobie z nimi sprawniej poradzić.

 

Naukowcy od dawna wiedzą, że różnimy się od siebie pod względem tego, w jakim stopniu jesteśmy wyczuleni na gorycz. Badacze tacy jak Linda Bartoshuk z University of Florida dzielą ludzi na tej podstawie na supersmakoszy (ok. 25 proc. w społeczeństwach zachodnich), zwykłych smakoszy (około 50 proc.) i osoby mało czułe na gorzki smak (jakieś 25 proc.). Okazuje się, że supersmakosze nie tylko lepiej niż ci ostatni wyczuwają gorycz brokułów (i mniej chętnie je z tego powodu jedzą), ale też za pomocą receptorów smaku gorzkiego w nosie sprawniej wykrywają komunikację między bakteriami. A w konsekwencji rzadziej lądują w łóżku z zapaleniem zatok.

Odkrycie receptorów smaku gorzkiego w drogach oddechowych może pomóc w wynalezieniu nowych leków na astmę. Stephen Liggett, profesor medycyny z University of Maryland, odkrył komórki smakowe w płucach zupełnie przez przypadek, kiedy prowadził badania nad skurczami dróg oddechowych. Zauważył, że gdy receptory smaku wykrywają rozpylone gorzkie substancje, mięśnie się rozluźniają, a oddychanie staje się łatwiejsze. Jest to, zdaniem naukowca, pierwszy krok na drodze do opracowania skuteczniejszych leków na astmę czy przewlekłą obturacyjną chorobę płuc. Być może w tym celu zostanie wykorzystana chinina – ekstrakt z kory drzewa rosnącego w Andach i pierwszy skuteczny lek przeciw malarii, słynny z gorzkiego smaku. 

Pigułka antykoncepcyjna dla mężczyzn?

Równie rewolucyjne (jeśli nie bardziej) mogą się okazać badania Bedricha Mosingera, biologa molekularnego z Monell Chemical Senses Center. Podobnie jak Liggett, Mosinger dokonał swoich odkryć zupełnie przypadkiem. W ramach badań nad odczuwaniem smaków próbował skrzyżować ze sobą dwa rodzaje myszy – takie, które w wyniku manipulacji genetycznych nie odczuwały smaku słodkiego i umami, oraz takie, które były dodatkowo „ślepe” na gorycz. Niestety, mimo usilnych starań naukowców myszki-krzyżówki nie przychodziły na świat. Mosinger i jego koledzy długo nie rozumieli, dlaczego tak się działo – aż połączyli swoje problemy z dokonanym właśnie odkryciem receptorów smaku w... jądrach i spermie.

Okazało się, że myszy, które pozbawiono niektórych receptorów smaków, były bezpłodne – miały mało plemników, a te i tak nieliczne były nieprawidłowo wykształcone. Nie oznacza to jednak, że problemy ze smakowaniem wpływają automatycznie na problemy z płodnością – jest wiele przyczyn, dla których można mieć kiepsko funkcjonujące kubki smakowe (choćby mechaniczne uszkodzenia nerwów w ustach z powodu wypadków czy procedur dentystycznych). Mosinger tłumaczy jednak, że o wiele łatwiej jest „zablokować” receptory smaku w jądrach i spermie niż na języku. Choćby za pomocą niektórych leków.

„Zaskakujące jest to, jak wiele takich leków jest na rynku” – mówi Mosinger, który nie chce jednak podać żadnych nazw (bo badania jeszcze trwają). Zaburzenia płodności u mężczyzn mogą również powodować preparaty chwastobójcze. Mosinger prowadzi właśnie eksperymenty nad powszechnie używanymi środkami do oprysku zbóż, na przykład kukurydzy. Dobra wiadomość jest taka, że badania naukowców z Monell mogą w przyszłości nie tylko pomóc w leczeniu niepłodności, ale też doprowadzić do powstania pigułek antykoncepcyjnych dla mężczyzn. Takich, które wyłączą komórki smakowe w jądrach.

Co czuje kręgosłup

Mimo że sporo już wiemy o receptorach smaku w jelitach, płucach czy jądrach, rola tych komórek w innych częściach ciała pozostaje nieznana. Nie wiemy, po co nam receptory smaku w kręgosłupie. Jennifer Pluznick, profesor fizjologii z Johns Hopkins University w Baltimore, opublikowała w czerwcu wyniki swoich badań, z których wynika, że receptory te uczestniczą w „smakowaniu” pH płynu mózgowo-rdzeniowego. Po co? Na razie nie wiadomo. Niewiele też wiemy o funkcji receptorów smaku gorzkiego w naczyniach krwionośnych – prawdopodobnie odgrywają one jakąś rolę w regulacji ciśnienia krwi.

Uczeni z University of Leicester w Wielkiej Brytanii wysnuli zaś hipotezę, że receptory smaku słodkiego w macicy kobiet mogą mieć wpływ na przedwczesny poród – np. jeśli są stymulowane sztucznymi słodzikami, takimi jak stosowane w napojach typu „light”. Ta hipoteza wciąż jednak wymaga weryfikacji. Lat badań wymagać też będzie odkrycie tego, co robią receptory smaku słodkiego w nerkach, receptory umami w sercu czy receptory smaku gorzkiego w mózgu.


ODDYCHANIE GORYCZĄ

Naukowcy odkryli niedawno receptory smaku gorzkiego w układzie oddechowym (T2R). Odgrywają one ważną rolę w ochronie naszego organizmu przed toksycznymi substancjami i infekcjami.

W górnych drogach oddechowych (w nosie i tchawicy) receptory smaku wyczuwają gorzkie substancje, co powoduje uwolnienie kationów wapnia (Ca2+) z zapasów wewnątrzkomórkowych. Podwyższone stężenie wapnia aktywuje kanał, którym napływają jony sodu – komórka się depolaryzuje. To zaś otwiera kanał dla jonów Ca2+ w błonie komórkowej, co powoduje, że stężenie wapnia w komórce jeszcze bardziej rośnie. W efekcie wydzielany jest neurohormon zwany acetylocholiną, który pobudza włókna nerwowe do odruchów obronnych. Efekt? Kichnięcie

Także w komórkach mięśni gładkich płuc receptory smaku wykrywają gorzkie substancje. Wzrost stężenia kationów wapnia (Ca2+) powoduje otwarcie kanałów dla jonów potasu, co pozwala na ich ucieczkę. To zaś prowadzi do hiperpolaryzacji i relaksacji komórek mięśni gładkich


Konsultacja naukowa: prof. Józef Kula, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności Politechniki Łódzkiej