На протяжении десятков лет ученые полагали, что вкусовые рецепторы человека специфически реагируют на хлорид аммония — пищевую добавку, которая особенно популярна в Скандинавии. Исследователи предположили, что если люди могут различать хлорид аммония, его, вероятно, следует отнести к шестому вкусу. Однако любые попытки обнаружить вкусовые рецепторы, отвечающие за его восприятие, должного результата не принесли. Теперь за дело взялась группа ученых из США, и, кажется, у них все получилось.
Язык человека покрывают маленькие «пупырышки» — так называемые вкусовые сосочки. Их четыре типа, у тех, что отвечают за вкус, внутри находятся вкусовые рецепторы гораздо меньшего размера. В одном вкусовом сосочке может содержаться от нескольких до сотни таких рецепторов.
Вкусовые рецепторы реагируют на один из четырех вкусов — кислый, соленый, сладкий, горький, после чего выделяют химические вещества «нейротрансмиттеры», которые посылают сигнал нейронам, а те с помощью нервных импульсов в мозг. Получив информацию, мозг определяет пищу как кислую, сладкую, горькую, соленую.
В начале 1990-х годов японские ученые допустили, что на языке человека существуют рецепторы для восприятия еще одного, пятого вкуса — умами, его еще называют «вкус мясной пищи». За оценку этого вкуса отвечают глутаматные рецепторы.
В новом исследовании, которое было опубликовано в журнале Nature Communications, группа ученых из Университета Южной Калифорнии (США) под руководством Эмили Лиман утверждает, что получила доказательства того, что вкусовые рецепторы могут чувствовать шестой вкус — хлорид аммония (нашатырь, NH4Cl). Например, он содержится в соленой лакрице — популярной в Скандинавии конфете. Специалисты выяснили, что человеческий язык воспринимает хлорид аммония через те же рецепторы, которые различают кислый вкус.
На протяжении нескольких десятилетий ученые признавали, что язык человека специфически реагирует на хлорид аммония. Но несмотря на обширные исследования обнаружить рецепторы, которые бы отвечали за этот вкус, найти не удавалось. Именно это попыталась сделать группа Эмили Лиман.
Ранее ученые обнаружили белок, отвечающий за «доставку» кислого вкуса — OTOP1. Он находится внутри клеточных мембран и образует «ионный канал», через который водородные ионы поступают в клетки рецепторов. Кислый вкус создают именно водородные ионы, содержащиеся в различных кислых продуктах (аскорбиновая кислота, уксусная кислота).
Поскольку хлорид аммония может влиять на концентрацию водородных ионов внутри клеток рецепторов, команда Лиман предположила, что он тоже должен взаимодействовать с OTOP1.
Чтобы это выяснить, ученые ввели ген Otop1, кодирующий белок OTOP1, в выращенные в лаборатории человеческие клетки. В итоге образовался «ионный канал». Затем исследователи подвергли клетки воздействию хлорида аммония и измерили реакцию. Выяснилось, что он достаточно сильно активирует OTOP1, даже лучше, чем это делают водородные ионы.
«Хлорид аммония выделяет небольшое количество аммиака, который перемещается через ионный канал внутрь клетки и делает ее более щелочной. Вместе с тем в клетку начинает поступать гораздо меньше водородных ионов», — объяснила Лиман.
Когда ученые закончили экспериментировать с человеческими клетками, они провели два опыта на лабораторных мышах.
В первом эксперименте исследователи измерили электропроводность. Для этого ученые взяли мышей с обычными вкусовыми рецепторами и мышей, которым отредактировали гены так, чтобы они не производили белок OTOP1. После чего следили за тем, насколько хорошо клетки вкусовых рецепторов генерируют электрические импульсы при употреблении животными хлорида аммония.
Клетки вкусовых рецепторов «нормальных» мышей после введения хлорида аммония проявили «электрическое возбуждение», а аналогичные клетки «модифицированных» мышей, никак не отреагировали. Эксперимент подтвердил гипотезу ученых о том, что когда через канал OTOP1 проходит хлорид аммония, в клетках вкусовых рецепторов генерируется электрический сигнал.
Во втором опыте специалисты изучили реакцию мышей на обычную воду и воду с добавлением хлорида аммония. Мыши с работающим белком OTOP1 находили вкус хлорида аммония непривлекательным и не пили жидкость, а генно-модифицированные (с неработающим OTOP1), наоборот, не возражали против хлорида аммония даже в больших концентрациях.
«Мы пошли еще дальше и проверили наши выводы на других видах и людях. Оказалось, что у человека белок OTOP1 еще более чувствителен к хлориду аммония, чем у других животных», — пояснила Лиман.
Итак, почему же животные, в том числе и люди, так чувствительны к хлориду аммония? Лиман объяснила, что причина в эволюции. Способность различать вкус хлорида аммония развилась, чтобы живые организмы не употребляли опасную пищу, в которой содержится большое количество вредных веществ с высокой концентрацией аммония (катиона NH4). В некоторой степени аммоний токсичен и может нанести вред здоровью, именно поэтому виды приобрели вкусовые механизмы для его обнаружения.
Хотя американские ученые и нашли доказательства так называемого «шестого вкуса», говорить о его официальном признании международным научным сообществом пока рано, нужны дополнительные исследования.