Spis treści
Tak jak zapowiadałam ostatnio, dzisiaj opowiem Ci więcej o receptorach, które odgrywają znaczącą rolę w odczuwaniu smaku. Czym właściwie są receptory? Jaka jest ich funkcja w organizmie? Jakie receptory odpowiadają za odczuwanie smaku? Czym jest zmienność międzyosobnicza i jaki ma wpływ na wrażenia smakowe?
Co to są receptory?
Receptory według definicji to wyspecjalizowane komórki lub narządy zmysłowe odbierające informacje z otoczenia. Są one strukturami, które wykrywają związki chemiczne lub bodźce fizyczne. Związki, które łączą się z receptorami zwane są ligandami. Jednak nie wszystkie ligandy mają wystarczającą „siłę”, by pobudzić receptor. Te, który mają taką właściwość to agoniści. Agonista łączy się z receptorem i zmienia jego postać (konformację). Wówczas wytwarzany jest stopniowy potencjał w neuronach czuciowych. Jeśli jest on wystarczająco silny, to wywołuje on potencjał czynnościowy, który jest przekazywany do centralnego układu nerwowego. Tam z kolei jest integrowany z innymi czuciowymi informacjami. Obok agonistów występują antagoniści. To ligandy, które potrafią łączyć się z receptorem, jednak nie zmieniają jego konformacji.
Skoro już wiemy nieco więcej o samych receptorach, powróćmy do jedzenia i ich roli w odczuwaniu smaku. Jak pisałam w ostatnim artykule o odczuwaniu smaku, receptory znajdują się w sensorach, które umiejscowione są w kubkach smakowych. Kubki smakowe znajdują się natomiast w brodawkach ulokowanych na naszym języku. W przypadku odczuwania smaku istotne są następujące receptory:
1) receptory sprzężone z białkami G (GPCRs – ‘G-protein coupled receptors’) – umożliwiają doznawanie smaku gorzkiego, słodkiego i umami
2) PKD2L1 – percepcja smaku kwaśnego (dodatkowo Car4 – odpowiada za wyczuwanie dwutlenku węgla, znajduje się na „kwaśnych” komórkach)
3) nabłonkowe kanały sodowe (ENaC) – wyczuwanie smaku słonego.
Temat receptorów jest wciąż nie do końca zbadany i nieco tajemniczy nawet dla samych badaczy. Najpierw odkryto receptory, które wykrywają smak gorzki, słodki i umami (GPCRs – początek drugiego tysiąclecia). Receptory odpowiedzialne za smak słony i kwaśny pozostają dalej mało zbadane. Dlatego też skupię się tylko na tych pierwszych i przedstawię kilka najważniejszych faktów, by nie zanudzić Cię zawiłymi chemicznymi nazwami i przypuszczalnymi, ale wciąż niepotwierdzonymi tezami.
Wyjątkowy e-book z 20 przepisami na nietuzinkowe, autorskie dania: przystawki, zupy, dania główne i desery
Receptory smakowe
Receptory, które wyczuwają smak gorzki, słodki i umami to receptory smakowe (TRs – ‘taste receptors’) i należą do jednej grupy receptorów sprzężonych z białkami G (GPCRs). Spośród receptorów TRs wyróżniamy dwie grupy:
– receptory T1Rs – smak słodki i umami,
– receptory T2Rs – smak gorzki.
Struktura obu grup jest podobna, jednak grupa T2Rs jest bardziej liczna, bowiem należy do niej aż 25 typów receptorów, a każdy z nich rozpoznaje konkretne molekuły. Wystarczy tylko jeden z nich, by rozpoznać gorzką substancję. Inaczej jest w przypadku smaku słodkiego i umami – tutaj musi dojść do połączenia (heterodimeryzacji) dwóch receptorów:
– T1R2 i T1R3 – smak słodki,
– T1R1 i T1R3 – smak umami.
Wspólną cechą receptorów smakowych TRs jest zmienność międzyosobnicza (‘inter-individual variation’), która związana jest z różnicami w doznawaniu tych smaków. Pewnie nie raz zastanawiało Cię, dlaczego inaczej odczuwasz poziom słodkości ciasta czekoladowego czy słoność obwarzanka niż inna osoba. Jest na to naukowe wyjaśnienie.
Wynika to z polimorfizmu pojedynczych genów (SNPs), czyli zmienności sekwencji DNA (mutacji w genach). W niektórych przypadkach kodon koduje inne aminokwasy i wówczas formowane są nieco inne receptory (T2R) – haplotypy. To z kolei może skutkować odmienną specyficznością ligandu, czyli związku, który wiąże się z receptorem i go aktywuje. Przyjmuje się, że haplotypy są podstawą tych smakowych różnic.
Dzisiaj zakończę na tym, byś się nie zniechęcił tą dawką wiedzy, a szczególnie dużą ilością dziwnych skrótów i innych chemicznych zaklęć i formuł. W kolejnych postach zajmę się bardziej szczegółowo trzema smakami: słodkim, gorzkim i umami. Zacznę od tego, który kochają chyba wszyscy!
PS Jest już też artykuł o smaku kwaśnym.
Podsumowanie:
- Receptory to struktury, które wykrywają wrażenia i pomagają nam w odbieraniu otaczającego nas środowiska.
- Za odczuwanie poszczególnych smaków odpowiedzialne są różne, przeważnie inne receptory.
- Zmienność międzyosobnicza jest odpowiedzialna za różnice w odczuwaniu smaku przez różne osoby.
Literatura:
Biga, L. M., Dawson, S., Harwell, A., Hopkins, R., Kaufmann, J., LeMaster, M., … & Runyeon, J. (2020). Anatomy & physiology. Pobrane z: https://open.oregonstate.education/aandp/
Modrzyński, M., Zawisza, E., & Rapiejko, P. Cellular receptors and the base of intracellular communication. Part I. Receptor definition and mode of transmition of signal substances. Medycyna Rodzinna. Pobrane z: http://www.czytelniamedyczna.pl/669,receptory-komlrkowe-i-zasady-komunikacji-midzykomlrkowej-cz-i-definicja-receptor.html
Vincken, J.P. (2018). Molecular Gastronomy. Wageningen University & Research.
How the Gustatory Sensory System (Taste) Works. Pobrane z: https://handsonotrehab.com/gustatory-sensory-system-taste/
Pingback: Jak polubić jedzenie? - Nauka na talerzu - Marta Szumiata
Pingback: Naukowe podejście do gotowania czyli foodpairing - wywiad z Martą Szumiatą