Rūgtās garšas uztveres molekulārais pamats lielā mērā ir noskaidrots
DIfE pētnieki nesen publicēja savus plašos rezultātus par rūgtās garšas uztveres molekulāro bāzi ķīmiskajās sajūtās (DOI: 10.1093/chemse/bjp092; Meyerhof et al., 2009; The Molecular receptive ranges of Human TAS2R Bitter Taste Receptors).
Rūgtvielas pēc struktūras ir ļoti atšķirīgas. Daudzas no šīm vielām ir atrodamas augos, citas ražo dzīvnieki, bet vēl citas rodas pārtikas pārstrādes vai novecošanas un sabrukšanas procesos. Bet kā ir iespējams uztvert visas šīs neviendabīgās rūgtās vielas tikai ar 25 dažādu veidu sensoriem?
Zinātnieku komanda, kuru vadīja divi garšas pētnieki Volfgangs Mejerhofs un Maiks Bērenss, pētīja šo jautājumu. Ar šūnu kultūras sistēmas – sava veida "mākslīgās mēles" palīdzību viņi pārbaudīja 104 dabisko un sintētisko rūgtvielu iedarbību uz 25 dažādiem cilvēka rūgtās garšas receptoriem. Pirmo reizi viņi varēja identificēt saistošos partnerus pieciem no desmit sensoriem, kas joprojām tiek uzskatīti par “bāreņiem”*, un piešķirt vienu vai vairākus piemērotus receptorus 64 rūgtām vielām, kurām nebija zināms neviens receptors. Pie šīm rūgtajām vielām pieder neskaitāmas vielas, kas ikdienā padara mūsu dzīvi "rūgtu", piemēram, kofeīns no kafijas, limonīns no citrusaugļiem, hinīns no rūgtā citrona, etilpirazīns, kas rodas grauzdēšanas procesos, sinigrīns no dažāda veida kāpostiem, bet arī zāļu sastāvdaļas.
Lai gan daži receptori reaģēja tikai uz dažām specifiskām vielām, cita veida sensori spēja atpazīt plašu dažādu rūgto vielu klāstu. Trīs no receptoru veidiem bija pietiekami, lai noteiktu apmēram pusi no 104 pārbaudītajām rūgtajām vielām. Kopumā garšas sensori atpazina gan dabiskās, gan sintētiskās vielas. Tomēr daži receptori galvenokārt reaģēja uz dabīgām vielām, savukārt citi skaidri deva priekšroku sintētiskām rūgtvielām.
Taču pārbaudītās rūgtvielas arī izturējās atšķirīgi: 63 no pārbaudītajām vielām aktivizēja tikai vienu līdz trīs receptoru veidus. Turpretim 19 no vielām vienlaikus stimulēja līdz 15 sensoru veidiem. Atsevišķu vielu sliekšņa koncentrācijas, kas ir jāpārsniedz, lai izraisītu rūgtu signālu, bija ļoti atšķirīgas.
"Dažādu rūgtvielu nevienlīdzīgās robežvērtības varēja rasties dažādu iemeslu dēļ," saka Maiks Bērens. "Piemēram, vielu toksicitātei varēja būt nozīme." Strihnīns un brucīns ir divi strukturāli cieši saistīti, rūgti augu alkaloīdi. Tomēr tie atšķiras pēc to toksicitātes. Lai gan strihnīna nāvējošā deva svārstās no 5 līdz 10 mg, brucīna letālā deva ir 1000 mg. Tas atspoguļojas arī abu vielu sliekšņa vērtībās rūgtajam receptoram 46. Strihnīns aktivizē receptoru koncentrācijā, kas ir XNUMX reizes zemāka nekā brucīns. Interesanti, ka sliekšņa koncentrācija, pie kuras tiek noteikts strihnīns, aptuveni atbilst dabiskajai koncentrācijai, kādā šis toksīns ir atrodams vemšanas sēklās.
Background informācija:
*Tā sauktie “bāreņu” receptori ir receptori, kuriem pētnieki vēl nav spējuši piešķirt saistošo partneri.
Rūgtās garšas uztvere ir iedzimta, un pat mazuļi var uztvert rūgtās vielas. Ja iedodat mazulim kaut ko rūgtu, tas centīsies to izspļaut, cik ātri vien iespējams. Lai gan nav vispārējas saiknes starp rūgtumu un toksicitāti, zinātnieki parasti uzskata, ka rūgtuma sajūta ir paredzēta, lai pasargātu mūs no indīgas pārtikas ēšanas.
Volfgangs Mejerhofs vada vienu no vadošajām darba grupām DIfE, kas nodarbojas ar garšas izpēti Vācijā. Grupai izdevās identificēt visus 25 cilvēka rūgto receptoru gēnus. Rūgtie receptori atrodas uz mēles, bet arī aukslēju, rīkles un balsenes apvidū. Jau 2005. un 2006. gadā Mejerhofa darba grupas rezultāti parādīja, ka cilvēka evolūcijas laikā rūgtās garšas uztverei ir bijusi svarīga loma. 2007. gadā Mejerhofa grupa parādīja, ka garšas šūnām ir dažādi rūgto receptoru komplekti. Vismaz molekulārā un šūnu līmenī tas atbilstu priekšnosacījumiem, lai atšķirtu dažādas rūgtvielas.
Vācijas Cilvēka uztura institūts Potsdamas-Rehbrücke (DIfE) ir Leibnicas asociācijas biedrs. Tajā tiek pētīti ar uzturu saistīto slimību cēloņi, lai izstrādātu jaunas stratēģijas profilaksei, terapijai un uztura ieteikumiem.
Pētījumi koncentrējas uz aptaukošanos (aptaukošanos), diabētu un vēzi.
Leibnicas asociācijā pašlaik ir 86 pētniecības institūti un pētniecības pakalpojumu iestādes, kā arī trīs asociētie biedri. Leibnicas institūtu orientācija svārstās no dabas, inženierzinātnēm un vides zinātnēm līdz ekonomikai, sociālajām un telpiskajām zinātnēm un humanitārajām zinātnēm. Leibnica institūti stratēģiski un tematiski strādā pie visai sabiedrībai svarīgiem jautājumiem. Tāpēc federālās un štatu valdības kopīgi atbalsta Leibnicas asociācijas institūtus. Leibnicas institūtos strādā aptuveni 14.200 6.500 cilvēku, no kuriem aptuveni 2.500 ir zinātnieki, tostarp XNUMX jaunākie zinātnieki. Vairāk zem www.leibniz-gemeinschaft.de
Avots: Potsdam-Rehbrücke [DIFE]
