Локалізація смаків на мові та в нашому мозку; Дивовижна наука
Що стосується нервової сторони, ділянки мозку, що беруть участь у визначенні смаків, також ще недостатньо вивчені.
Кілька останніх публікацій допомагають пролити світло на ці таємниці. Тож давайте подивимось, як працює смак - від смакових рецепторів нашої мови до нейронів нашого мозку.
Смак, смаки
Для початку згадаймо одну загальновідому річ: смак у суворому розумінні - це щось більш обмежене, ніж використання його у повсякденній мові. Коли ми говоримо "ця теляча ковдра на смак", ми маємо на увазі відчуття, які здебільшого пов'язані із запахом. Смаки, які сприймає лише наша мова, дуже обмежені. Саме з цієї причини вам особливо не слід пити хороший Сен-Емільон при застуді !
Другий елемент трохи менш відомий: смакових відчуттів не чотири, а п’ять ! Окрім солодкої/солоної та кислої/гіркої класики, існує і п’ятий аромат, виявлений у 20 столітті, і який отримав назву умами, що означає смачне по-японськи.
Хімічно кажучи, сприйняття умами стимулюється глутамат натрію, молекула, яка природно міститься в м’ясі, сирі, стиглих помідорах або соєвому соусі. Насправді харчова промисловість це розуміє і часто додає його до продуктів, щоб служити «підсилювачем смаку» (шукайте це на своїх етикетках під маленькою назвою E621)
До чого смак ?
Хороша маленька страва - це приємно, але з суворо біологічної точки зору можна задатися питанням, для чого це смак. Як часто, за всім цим стоїть історія природної адаптації. Смак дозволяє тваринам краще орієнтуватися на споживання їжі, уникаючи потенційно небезпечних продуктів.
Солодке та умами допомагають нам виявляти продукти з високим вмістом вуглеводів та білків, які необхідні для нашого метаболізму. Навпаки кислота і гіркість, спочатку досить неприємні відчуття, застерігають нас від токсичної або зіпсованої їжі. Нарешті брудні дозволяє організму забезпечити справедливу збалансованість надходження іонів натрію: це приємно в малих дозах, але неприємно в занадто великій кількості.
Тому цілком зрозуміло, що еволюція, можливо, сприяла людям, здатним добре смакувати. І до того ж у веселій формі, смак може відрізнятися від одного виду до іншого. Наприклад: гіркі речовини не однакові у людей та шимпанзе; миші не реагують на аспартам; і котячі зовсім не пахнуть солодко ! Оскільки вони переважно м’ясоїдні, ця нездатність помітити продукти з високим вмістом вуглеводів, мабуть, не надто погана для наших друзів-котів.
Смакові клітини
Щодо сприйняття смаку, існує чіткий міф: про локалізацію кожного смаку в певній області мови. Але насправді, цієї смакової карти на мові не існує ! Не кінчик язика підбирає солодке, а боки солоне. Але ми все ще знаходимо це помилкове твердження в багатьох місцях, як протилежне у маленькій книжці з картинками, що належить моїй дочці.
Насправді вказані зони цілком правильні, але у кожній із цих областей ми можемо сприйняти 5 смаків. У цих районах знаходяться смакові рецептори, які містять смакові рецептори, самі утворені з клітин, відповідальних за сприйняття смаку. Якщо кожна клітина присвячена одному смаку серед п’яти, у певній області мови ми знаходимо всі п’ять типів клітин.
Незважаючи на різні можливості, п’ять типів клітин насправді дуже схожі морфологічно. Фактично, eВони відрізняються лише наявністю специфічних рецепторів на їх поверхні. Рецептор - це білок, який вставляється в клітинну мембрану і може зв’язуватися з даною молекулою. Таким чином, існують рецептори для солодких молекул (відомі як рецептори T1R2 і T1R3), інші - для гірких молекул (T2R) тощо.
На малюнку нижче [1] наведено приклад рецептора гіркоти та молекули, що має форму, сумісну з цим рецептором. Коли така молекула знаходиться в нашому роті, вона прикріплюється до поверхні клітин, що мають ці рецептори. Потім ці клітини попереджатимуть наш мозок і змусять відчувати присутність гіркої молекули.
Маніпулювати смаками
Смаковими рецепторами на поверхні клітин є білки. І як ви знаєте, білки синтезуються організмом, слідуючи інформації генетичного коду, що міститься в ДНК. І тут стає смішно, тому що маніпулюючи експресією генів у різних клітинах, ми можемо маніпулювати сприйняттям смаку !
Наприклад, я сказав вам, що на відміну від нас, миші не пахнуть аспартамом. Але якщо ми вводимо мишам людські гени, що кодують наші підсолоджувачі, смакові клітини мишей вироблять ці рецептори, сумісні з молекулою аспартаму, і дозволять їм сприймати цей підсолоджувач. !
Ще важче, що Мюллер та його співробітники [2] змогли створити всілякі миші зі зміненими смаками. Наприклад, вони вибрали речовину, яка спочатку була несмачною для мишей (опіат), і змусили певних мишей експресувати ген, що кодує рецептор, сумісний з цією речовиною: для половини мишей вони націлювали її на солодкі клітини, а інша половина в гірких клітинах. добре половина мишей почала любити цю речовину опіат (який тому вони вважали солодким), тоді як друга половина уникала цього, оскільки вони вважали це гірким !
Ми можемо навіть просунути штепсель ще далі: прийнявши рецептор для гіркого білка і експресуючи його в клітинах, які виявляють солодкість, ми можемо дати відчуття солодкості молекулам, які зазвичай виявляються гіркими ! Тож можна багато чому навчитися, виявляючи рецептори, що беруть участь у різних смакових відчуттях. Більше того, деякі автори статті беруть участь у роботі компанії Senomyx, яка має сотню патентів на використання смакових рецепторів для виявлення in vitro нових молекул, які можуть бути використані як замінники солодкого, солоного чи солодкого.
Смаки в мозку
Є одне питання, яке я залишив відкритим, - це знання того, як клітини, які сприймають смаки, пов’язані з нашим мозку і викликають приємні чи неприємні відчуття.
Недавня публікація [3] дозволила встановити - знову ж таки на мишах - карту розташування регіонів, стимульованих різними смаками. Автори показують, що у випадку солодкої, умами, солоної або гіркої стимуляції активація відбувається в чітко визначена область мозку і різна для кожного з цих смаків. На діаграмі навпроти [3] показано, наприклад, розташування гіркої зони в мозку миші.
Тому різні смакові клітини добре пов’язані з даною областю мозку, що відповідає за те, щоб ви відчували себе приємно чи неприємно. Звідти можна замислитися, чому ми, люди, як правило, любимо гірке і кисле і робимо їх частиною нашого кулінарного мистецтва. Мазохізм, або культурна диверсія наших біологічних функцій ?
Тим, хто хоче піти далі, настійно рекомендую прочитати publi [1], в якому підсумовуються 10-річні відкриття різних смакових рецепторів. Ми деталізуємо природу цих білків трохи детальніше, і, зокрема, дізнаємось, що умами та солодкі використовують однакові рецептори, але поєднуються по-різному. !
[1] J. Chandrashekar et al., Рецептори та клітини для смаку ссавців, Nature 444, 288 (2006)
[2] К. Мюллер та співавт., Рецептори та логіка кодування гіркого смаку, Nature 434, 225 (2005).
[3] X. Chen et al., Густопічна карта смакових якостей мозку ссавців, Science 333, 1262 (2011)