W jaki sposób nasz mózg jest informowany o smaku słodkim, gorzkim i umami?

Zespół badaczy z dziewięciu placówek, w tym m.in. z Uniwersytetu w Pensylwanii, odkrył jakie mechanizmy są wykorzystywane podczas procesu przekazywania informacji do mózgu o smaku słodkim, gorzkim oraz umami. Według naukowców  adenozyno-5'-trifosforan  (ATP) – główny nośnik  energii chemicznej naszego organizmu – jest uwalniany jako neuroprzekaźnik w kubkach smakowych rozpoznających te smaki.

Kevin Foskett, profesor z Uniwersytetu w Pensylwanii wraz ze swoimi współpracownikami opisał w „Nature” dlaczego wydzielanie ATP jest kluczem w tej sensorycznej ścieżce informacyjnej. Odkryli oni, że białkowy modulator homeostazy wapna (CALHM1), zidentyfikowany niedawno przez laboratorium Foskett jako nowy kanał jodowy, jest niezbędny w procesie przekazywania do mózgu informacji o smaku poprzez wydzielanie ATP. 

Badacze twierdzą, że CAHLM1 jest kanałem uwalniającym ATP przy smaku słodkim, gorzkim oraz umami, aby wytworzyć odpowiednie połączenie nerwowe. Pozostałe dwa rodzaje smaku – kwaśny i słony, korzystają z innych mechanizmów wysyłania do mózgu informacji dotyczących smaku.

Kubki smakowe posiadają wyspecjalizowane komórki, dzięki pracy których możliwe jest powstanie sprzężonych białkowych receptorów G (GPCR). Receptory wiążą się z molekułami smaku, inicjując złożony łańcuch procesów molekularnych. Ostatnim krokiem jest otwarcie porów w błonie komórkowej, utworzonej przez CALHM1. Za pośrednictwem porów, cząsteczki ATP opuszczają komórkę oraz pobudzają pobliskie neurony do kontynuacji nadawania sygnału do ośrodków smakowych mózgu. 

Testując wpływ CALHM1 na myszach, członkowie zespołu z Monell Chemical Senses Center i Feinstein Institute for Medical Research, odkryli w jaki sposób wpłynął on na odczuwanie przez nie smaku. U zwierząt, pozbawionych CALHM1, zaobserwowano ciężkie zaburzenia postrzegania związków słodyczy, goryczy oraz umami, podczas gdy w normie pozostał smak kwaśny oraz słony. Zauważono także, że niedobór CALHM1 wpływa na percepcję smaku bez ingerowania w rozwój komórek smakowych oraz ich funkcję ogólną. 


Myszy zachowują się bardzo nietypowo - mówi doktor Michael G. Tordoff z Monell Chemical Senses Center i dodaje:Zarówno myszy, jak i ludzie, lubią smak sacharozy i innych środków słodzących, unikają natomiast gorzkich smaków. Myszy pozbawione CALHM1 traktują gorzkie i słodkie związki chemiczne jakby były wodą. W ogóle nie czują ich smaku.


Źródło: Akiyuki Taruno, Valérie Vingtdeux, Makoto Ohmoto, Zhongming Ma, Gennady Dvoryanchikov, Ang Li, Leslie Adrien, Haitian Zhao, Sze Leung, Maria Abernethy, Jeremy Koppel, Peter Davies, Mortimer M. Civan, Nirupa Chaudhari, Ichiro Matsumoto, Göran Hellekant, Michael G. Tordoff, Philippe Marambaud, J. Kevin Foskett. CALHM1 ion channel mediates purinergic neurotransmission of sweet, bitter and umami tastes. Nature, 2013.