Molekulárny základ vnímania horkej chuti do značnej miery objasnený
Výskumníci DIfE nedávno publikovali svoje rozsiahle výsledky na molekulárnej báze vnímania horkej chuti v Chemical Senses (DOI: 10.1093/chemse/bjp092; Meyerhof a kol., 2009; Molekulárne receptívne rozsahy ľudských receptorov horkej chuti TAS2R).
Horké látky sú štrukturálne veľmi odlišné. Mnohé z týchto látok sa nachádzajú v rastlinách, iné sú produkované živočíchmi a ďalšie vznikajú pri spracovaní potravín alebo pri procesoch starnutia a rozkladu. Ako je však možné vnímať všetky tieto heterogénne horké látky iba pomocou 25 rôznych typov senzorov?
Tím vedcov pod vedením dvoch výskumníkov chuti Wolfgang Meyerhof a Maik Behrens skúmal túto otázku. Pomocou systému bunkovej kultúry - akéhosi "umelého jazyka" - testovali účinok 104 prírodných a syntetických horkých látok na 25 rôznych ľudských receptorov horkej chuti. Prvýkrát boli schopní identifikovať väzbových partnerov pre päť z desiatich senzorov, ktoré sú stále považované za „osirotené“*, a priradiť jeden alebo viacero vhodných receptorov 64 horkým látkam, pre ktoré nebol známy žiadny receptor. Medzi tieto horčiny patrí množstvo látok, ktoré nám každodenne „ztrpčujú“ život, ako napríklad kofeín z kávy, limonín z citrusových plodov, chinín z horkého citrónu, etylpyrazín, ktorý vzniká pri pražení, sinigrín z rôznych druhov kapusty, ale aj liečivé zložky.
Zatiaľ čo niektoré z receptorov reagovali len na niekoľko špecifických látok, iné typy senzorov dokázali rozpoznať široké spektrum rôznych horkých látok. Tri z typov receptorov boli dostatočné na detekciu asi polovice zo 104 testovaných horkých látok. Vo všeobecnosti chuťové senzory rozpoznali prírodné aj syntetické látky. Niektoré z receptorov však prednostne reagovali na prírodné látky, iné naopak jednoznačne „preferovali“ syntetické horčiny.
Ale testované horké látky sa tiež správali inak: 63 testovaných látok aktivovalo iba jeden až tri typy receptorov. Naproti tomu 19 látok stimulovalo súčasne až 15 typov senzorov. Prahové koncentrácie jednotlivých látok, ktoré sa musia prekročiť, aby sa spustil horký signál, boli veľmi rozdielne.
"Nerovnaké prahové hodnoty pre rôzne horké látky sa mohli vyvinúť z rôznych dôvodov," hovorí Maik Behrens. „Úlohu mohla zohrať napríklad toxicita látok.“ Strychnín a brucín sú dva štruktúrne blízko príbuzné horké rastlinné alkaloidy. Líšia sa však toxicitou. Kým smrteľná dávka pre strychnín sa pohybuje od 5 do 10 mg, smrteľná dávka pre brucín je 1000 mg. To sa odráža aj v prahových hodnotách oboch látok pre horký receptor 46. Strychnín aktivuje receptor v koncentrácii XNUMX-krát nižšej ako brucín. Je zaujímavé, že prahová koncentrácia, pri ktorej sa deteguje strychnín, zhruba zodpovedá prirodzenej koncentrácii, pri ktorej sa tento toxín nachádza v semene zvratkov.
Základné informácie:
*Takzvané „osirotené“ receptory sú receptory, ku ktorým výskumníci zatiaľ nedokázali priradiť väzbového partnera.
Vnímanie horkej chuti je vrodené a aj bábätká dokážu vnímať horké látky. Ak dáte batoľaťu niečo horké, pokúsi sa to čo najrýchlejšie vypľuť. Hoci neexistuje všeobecná súvislosť medzi horkosťou a toxicitou, vedci vo všeobecnosti veria, že pocit horkosti je tu na to, aby nás chránil pred jedením jedovatých potravín.
Wolfgang Meyerhof vedie jednu z vedúcich pracovných skupín v DIfE, ktoré sa zaoberajú výskumom chuti v Nemecku. Skupine sa podarilo identifikovať všetkých 25 ľudských génov pre horké receptory. Horké receptory sa nachádzajú na jazyku, ale aj v oblasti podnebia, hltana a hrtana. Už v rokoch 2005 a 2006 výsledky Meyerhofovej pracovnej skupiny ukázali, že vnímanie horkej chuti hralo počas evolúcie človeka dôležitú úlohu. V roku 2007 Meyerhofova skupina ukázala, že chuťové bunky majú rôzne sady horkých receptorov. Minimálne na molekulárnej a bunkovej úrovni by to spĺňalo predpoklady na rozlíšenie rôznych horkých látok.
Nemecký inštitút pre výživu ľudí Potsdam-Rehbrücke (DIfE) je členom združenia Leibniz. Skúma príčiny chorôb súvisiacich s výživou s cieľom vyvinúť nové stratégie prevencie, terapie a výživové odporúčania.
Výskum sa zameriava na obezitu (obezitu), cukrovku a rakovinu.
Leibnizova asociácia v súčasnosti zahŕňa 86 výskumných ústavov a zariadení výskumných služieb, ako aj troch pridružených členov. Zameranie inštitútov Leibniz siaha od prírodných, technických a environmentálnych vied až po ekonómiu, sociálne a priestorové vedy a humanitné vedy. Leibniz inštitúty pracujú strategicky a tematicky na otázkach dôležitých pre spoločnosť ako celok. Federálna a krajinská vláda preto spoločne podporujú inštitúty Leibnizovej asociácie. Leibniz inštitúty zamestnávajú približne 14.200 6.500 ľudí, z ktorých približne 2.500 XNUMX sú vedci, vrátane XNUMX XNUMX mladých vedcov. Viac pod www.leibniz-gemeinschaft.de
Zdroj: Potsdam-Rehbrücke [DIfE]
