Фото:
Не менее двадцати пяти различных видов рецепторов в нашем организме заняты распознанием горького вкуса. Они также присутствуют в мозге, сердце и дыхательной системе, и теперь есть те, кто изучает их роль: от выявления опасности до помощи пищеварению, и даже до «отслеживания» бактерий и активации противовоспалительной системы.
Иврит не любит горький вкус. «Горько на душе», «горькая истина», «горький конец» — это лишь некоторые из общепринятых выражений, которые используют этот вкус, как обозначение чего-то плохого. «И горько мне, вкус горечи во рту», – писал Натан Зах в положенном на музыку стихотворении «Дерево в поле».
Точно так же существует заповедь есть на Песах кусочки хрена («марор»), чтобы вспоминать о горькой судьбе израильтян в Египте. С другой стороны, многие виды пищи и напитков содержат горькие ингредиенты, и горечь также присутствует во многих веществах, которые полезны для здоровья, в рецептах народной медицины и современных препаратов. Так что же означает горький вкус и почему наши отношения с ним так сложны?
Научные исследования в области вкуса очень разнообразны: от химии и биоинформатики до фармакологии. Они также существуют в областях психологии и лингвистики, «потому что стоит вопрос о том, как описать ароматы и запахи», – объяснила профессор Маша Нив, исследователь вкуса и заместитель декана факультета сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды Еврейского университета в Реховоте. Среди прочего, лаборатория Нив показала, как горький вкус увеличивает агрессивность и враждебность среди подопытных животных.
Нив говорит, что во рту присутствуют не только рецепторы разных знакомых вкусов – сладкого, соленого, горького, кислого, – но, вероятно, и рецепторы для распознания таких дополнительных вкусов, как вкус жирного и тому подобное. Она говорит, что уникальность рецепторов горького вкуса заключается в том, что у людей есть двадцать пять различных типов рецепторов горького вкуса, в то время, как сладкий вкус воспринимается только одним рецептором. По словам исследователя, такое разнообразие рецепторов связано с одной из привычных причин горького вкуса: выявление опасности.
«Набор рецепторов для распознания горького вкуса подходит к экологической нише, в которой организм живет и с которой ему приходится справляться, – объяснила Нив. – У грызунов тридцать типов рецепторов горького вкуса, а у птиц только три типа», – сказала она, добавив: «Лягушка, возможно, потому, что она может жить и в воде, и на суше, имеет пятьдесят различных типов рецепторов. Но это, вероятно, не единственная роль рецепторов горького вкуса».
Одна из ведущих гипотез заключается в том, что разнообразие рецепторов связано с проблемами окружающей среды: поскольку токсины могут быть очень разнообразными, рецепторы должны им соответствовать. Однако Нив отмечает, что «не все, что горько на вкус, ядовито, и не все, что ядовито, горько на вкус».
Кроме того, в последние годы исследователи обнаружили рецепторы в других частях тела, а не только во рту, что указывает на то, что не только проблема борьбы с токсинами создала множество рецепторов горького вкуса. Среди прочего, рецепторы были обнаружены в пищеварительной и дыхательной системах, в сердце, в клетках крови, в поджелудочной железе, в мозге и в репродуктивной системе. «Существуют доказательства того, что рецепторы помогают пищеварительной системе, и с этим связано то, что многие люди, сидящие на диете, принимают горькую пищу», – объяснила исследователь вкусов.
Еще одна недавно появившаяся роль рецепторов горького вкуса – в дыхательных путях, где они «отслеживают» вредные бактерии. «Есть очень интересные работы, которые показывают, что рецепторы горького вкуса, существующие в дыхательной системе, реагируют на молекулы, которые выделяют бактерии, чтобы «общаться» друг с другом, – сказала Нив. – Они также «отслеживают» бактерии и образуют основную линию защиты, активируя систему, которая борется с воспалением».
По словам исследователя из Реховота, есть также доказательства того, что активация рецепторов горького вкуса может помочь в борьбе с астмой. Кроме того, по ее словам, существуют предварительные исследования, которые указывают на функцию борьбы рецепторов горечи с прогрессированием раковых опухолей. «Очевидно, рецепторы горечи делают больше вещей, чем принято думать, и поэтому интересно узнать, за что еще они могут отвечать».
Похож на апельсин
Вернемся ко вкусу во рту. Нив пытается опровергнуть принятое предположение, что разные области языка распознают разные вкусы. По ее словам, эта ошибка связана с неправильным переводом старой статьи. «Рецепторы вкуса смешаны на языке, – говорит она. – Каждый рецептор имеет отдельную вкусовую клетку, но клетки находятся в одном вкусовом рецепторе, и каждый рецептор может проявлять себя в разных частях языка».
Внешняя форма вкусовых рецептора похожа на луковицу, но Нив сравнивает его… с апельсином: «Вы можете представить рецептор, как апельсин, где каждая долька – это вкусовая клетка, отвечающая за распознание одного вкуса, – говорит она. – Разница заключается в концентрации рецепторов. Передняя часть языка имеет более выраженные рецепторы сладкого вкуса, а в задней части возрастает концентрация рецепторов горечи».
Нив работала с коллегами, чтобы расшифровать, как пища достигает рецепторов горького вкуса и соединяется с ними. После понимания этого механизма она и студенты-исследователи в ее лаборатории начали создавать механизм, который имитировал бы структуру горькой или сладкой пищи. Студентка Айна Даган-Винер построила резервуар из тысячи веществ, известных как горькие, вместе с резервуаром веществ, известных как не горькие.
Они описали физические и химические свойства каждой молекулы и загрузили информацию в компьютер, который с помощью машинного обучения научился распознавать новые молекулы и различать молекулы горького и не горького вкусов. «Сейчас мы работаем над обучением компьютера распознавать «особенно горькие» молекулы», – сказала Нив.
Эта способность идентифицировать горькие и не горькие вещества помогает пищевой и фармацевтической промышленности. В последние годы одной из основных задач исследований пищевых продуктов стал поиск натуральных и полезных альтернатив сахару. «Проблема в том, что многие из более здоровых подсластителей горьки, – сказала Нив. – Теперь мы надеемся, что способность определять горечь по структуре вещества поможет найти новые натуральные подсластители без выраженной горечи». Для фармацевтической промышленности, сказала она, понимание горечи так же важно: «Фармацевтические компании прилагают большие усилия на ранних стадиях разработки лекарств, чтобы не производить чрезмерно горькие лекарства».
Электронный язык
Несмотря на естественное нежелание чувствовать горький вкус, он все еще ощущается во многих видах еды и питья. Нив говорит, что один из интересных вопросов, который еще не решен, заключается в том, как происходит «привыкание» к горькому вкусу на уровне мозговой деятельности. Поведенческие исследования показали, что от двадцати до тридцати принятий того или иного продукта позволяют привыкнуть к новому вкусу. Исследователи также знают, как выявить участки мозга, связанные с различными вкусами. Однако механизм мозга, позволяющий привыкнуть к горечи, еще не обнаружен.
Кроме того, по словам исследователя, есть большая разница между людьми по их восприятию горького вкуса. Например, по ее словам, существует генетический вариант, распространенный среди населения (показатель варьирует в разных географических регионах), который определяет, будут ли беременные женщины чувствовать горечь при употреблении в пищу брокколи или брюссельской капусты.
В будущем, говорит Нив, она надеется увидеть электронно-биологический язык, основанный на самих рецепторах вкуса (в отличие от существующих датчиков, которые воздействуют на химические реакции и, следовательно, менее точны), что позволит нам определить вкус веществ.
Другой целью исследования является понимание структуры вкусовых рецепторов, которая не была изучена до настоящего времени. «Если мы понимаем их структуру, то можем манипулировать ими, чтобы они действовали сильнее или слабее», — объяснила Нив. Почему это хорошо? «Если вместо того, чтобы искать новый подсластитель, мы найдем способ сделать сахар слаще, люди будут потреблять меньше сахара, но ощущение сладости не пострадает».
А как насчет «марора»? Главная функция вкуса корешка хрена – острота, а не горечь, сказала Нив. А салат? На биохимическом уровне исследования показывают, что сегодня салат по-прежнему содержит горькие молекулы, но меньше, чем когда-либо раньше. «Так что наш «марор» не такой уж и горький», – заключила Нив.
Асаф Ронэль, «ХаАрец», Л.К. К.В.
Иллюстрация:
