Как это работает?
Вкусовая система млекопитающих, в том числе и человека, представлена вкусовыми рецепторными клетками (taste receptor cells (TRCs)), расположенными преимущественно на вкусовых сосочках языка. На апикальных участках этих сосочков происходит взаимодействие рецепторов с водорастворимыми «вкусными» молекулами и генерируется импульс, который бежит по трем краниальным нервам – лицевому, языкоглоточному и блуждающему. Ганглионарное волокно оканчивается в ростральной части ядра солитарного тракта в продолговатом мозге, далее волокна идут в орбитофронтальную часть коры, миндалину, гипоталамус и базальные ганглии. На уровне этих структур происходит осознание некоторых характеристик вкуса: качество, интенсивность, гедонизм и локация.
Принято выделять 5 видов вкусовых ощущений: горькое, соленое, сладкое, кислое, умами; некоторые исследователи отдельно выделяют шестым вкусом – вкус жирного, а седьмым вкусом – вкус алиментарного.
Вкусовые рецепторные клетки подразделяют на 4 подтипа.
Ион натрия является стимулом для ощущения соленого, именно он взаимодействует с первым подтипом рецепторных клеток и взаимодействует со следующими рецепторами: GLAST– обратный транспартер глутамата;
NTPDase2– интегральный мембранный протеин экто-АТФаза;
NET – транспортер норэпинефрина;
ROMK – наружный медулярный калиевый канал почки.
Вкус умами - особый вкус, который придает аминокислота – глутамат. Вкус горького вызывается алкалоидами, ионами калия, кофеином.
Ощущение сладкого вызывают не только сахара (глюкоза, фруктоза, сукроза, мальтоза), но и аминокислоты – триптофан, фенилаланин, серин; белковые молекулы – монеллин, бразеин, тауматин; искусственные подсластители – аспартам, цикламат, сахарин.
За вкус сладкого, умами и горького отвечает 2-й подтип рецепторных клеток, и к ним относятся:
T1R– семейство 1 вкусовых рецепторов;
T2R - семейство 2 вкусовых рецепторов;
mGluRs– метаботрофные глютаматные рецепторы;
α-gus– альфа-густдуцин;
PLCβ2–фосфолипаза C β2;
TRPM5 - транзиторные рецепторы потенциал-катионные каналы М5;
Panx1– паннексин.
Кислый вкус считается вызванным внутриклеточным изменением концентрации протонов водорода. 3-й подтип рецепторных клеток связан с ощущением кислого, рецептор: PKD, polycystic kidney disease-like channel.
Известно, что индивидуальное восприятие вкусов (вне зависимости от качества) варьирует достаточно широко: с возрастом интенсивность ощущения вкуса снижается примерно на 2-5% в год, после среднего отита восприятие вкуса усиливается примерно на 10%. Также восприятие вкуса зависит от пола, так называемых супертэйстеров (supertasters) больше среди женщин.
О вкусах не спорят?
Исследования генетических особенностей вкусовой перцепции ведутся достаточно активно: выходит огромное количество исследований, посвященных изучению самих рецепторов, путей передачи сигналов от них, активно изучаются гены, которые кодируют вкусовые рецепторы, исследуются этногенетические различия вкусовых рецепторов, а также взаимосвязь различных вариантов генов с различными заболеваниями.
Последний вариант исследований особенно интересен для практикующих врачей, но к нему остается много вопросов.
1. Как оценить в клиническом исследовании качества вкуса? Немаловажную роль здесь играют гендерные отличия – женщины действительно характеризуют вкусовые ощущения более подробно, этнические отличия – в разных этносах преобладают те или иные варианты генов, кодирующие вкусовые рецепторы.
2. В первой части статьи подробно перечислялись рецепторы, которые участвуют в рецепции вкусов. Для каждого вкуса их множество, помножим это множество на различные варианты мутаций….получим бесконечное количество вариаций…какой ген изучать-то нужно?
3. Авторы многих статей особенно старались найти взаимосвязь между восприятием сладкого и ожирением, но такие связи далеко не всегда находились.
4. Ну, и нельзя не вспомнить о формировании пищевого поведения. Ведь ребенок с рождения знает только вкус материнского молока или молочной смеси, а со сладким/соленым его знакомит семья. Так и формируются вкусовые пристрастия.
А теперь несколько кратких иллюстраций.
Цель: определить взаимосвязь между ожирением/избыточным весом, чрезмерным потреблением сладкого и мутацией в гене TAS1R2 (полиморфизм rs12033832). TAS1R2 – рецептор отвечает за чувствительность к сладкому.
Участники: 2,204 человек (генетики любят большие числа), до этого их выбрали из 3602 человек, исключив тех, кто не подходил под критерии. Все участники вели 7-дневный пищевой дневник, у всех ИМТ более 25 кг/м2.
Результаты: Не было найдено взаимосвязи между ожирением/избыточным весом, чрезмерным потреблением сладкого и мутацией в гене TAS1R2.
Комментарий: отличный грамотный дизайн исследования, понятная цель, но, увы, результат получился отрицательным.
Цель: определить взаимосвязь между возможностью ощущать глутамат (вкус умами) и тремя мутациями в генах TAS1R1, TAS1R3 и mGluR1.
Участники: 142 человека. Да, немного. Но в данном случае использовалась иная методология, участников хотели протестировать и разделить на 3 группы: гипочувствительные (те, кто плохо чувствует вкус глутамата), нечувствительные (те, кто не чувствует вкус глутамата) и чувствительные (те, кто чувствует вкус глутамата). Для этого всем участникам предложили попробовать 2 различных раствора – один чистый раствор, содержащий мононатрий L-глутамат (необычный вкус - вспомните привкус пармезана, морепродуктов), второй – солевой раствор (солененькое). Стоит отметить, что солевой раствор тоже отличался по концентрации NaCl, потому что вкус соленого, разумеется, тоже ощущается всеми по-разному.
Результаты: вместо ожидаемого подразделения на 3 группы, получилось 8 групп, и их стоит перечислить:
чувствительные, которым вкус умами показался неприятным,
чувствительные, которым вкус умами показался приятным,
нечувствительные,
нечувствительные, ощущавшие раствор мононатрия L-глутамата менее соленым, чем солевой раствор,
нечувствительные, ощущавшие раствор мононатрия L-глутамата более соленым, чем солевой раствор,
ощущавшие вкус умами через какое-то время, после нескольких проб,
ощущавшие раствор мононатрия L-глутамата не соленым и не умами,
вообще нечувствительные.
И конечно, никакой взаимосвязи между отдельными мутациями в каждом гене и комбинацией этих мутаций не было обнаружено.
Комментарий: безусловно, была проделана титаническая работа, нельзя сказать, что напрасная, ведь она наглядно демонстрирует, что вкусы не делятся четко на сладкое и несладкое, или умами и не умами. Вкусовые ощущения крайне многогранны.
Количество небольших клинических исследований, посвященных изучению вкусовых рецепторов, ежегодно растет. Исследования достаточно разнородны, что заметно по двум примерам выше, одни делают акцент на этнических различиях между участниками, в других ищут связь между мутациями и вкусовым восприятием без учета каких-либо отличий между участниками. Разумеется, мы уже знаем гены, которые кодируют этот вид рецепторов, накоплены определенные данные об одиночных мутациях в этих генах, установлена разница в восприятии вкусовых ощущений. Но, к сожалению, пожалуй, на сегодняшний день нет возможности суммировать имеющиеся данные и начать применять эти знания в клинической практике.
Есть однозначное понимание только одного: вкусовое восприятие – это сложный акт, который зависит от гендерной и этнической принадлежности, особенностей центрального восприятия, к тому же, на наше восприятие влияют пищевые привычки. Однако вопрос в заголовке звучал так: влияет ли генетика на восприятие вкуса? Роль генов, которые кодируют вкусовые рецепторы, невозможно сбрасывать со счетов. Более того, очевидно, что в случае со вкусовым восприятием мы имеем дело с полигенной природой этого типа перцепции, поэтому отсутствие данных о ключевой мутации, которая принципиально влияла бы на вкусовое восприятие, выглядит достаточно логично.
