У мишей знайшли універсальні смакові рецептори
Американські нейробіологи виявили у лабораторних мишей групу клітин-смакових рецепторів, які реагують на кілька різних смаків, а не на якийсь один (як більшість рецепторів такого роду), повідомляється в. Вони, як і більш спеціалізовані рецептори, необхідні для повноцінного сприйняття конкретних смаків - солоного, солодкого, гіркого та умами (смаку глутамату).
Щоб визначити, чи їстівний якийсь предмет чи ні, потрібно спробувати його на смак. Якщо він гіркий, то, швидше за все, це не треба їсти, якщо кислий - ймовірно, теж (продукт міг зіпсуватися), а якщо солодкий або зі смаком умами - високий шанс, що перед вами щось висококалорійне, що було б особливо корисно з'їсти. У місці безпосереднього контакту з потенційною їжею - ротової порожнини - розташовані клітини з білками-рецепторами до кислого, солоного, гіркого, солодкого та умами. Більшість таких клітин реагує тільки на якийсь один смак і лише деякі - на два (наприклад, смаки кислого і води, хоча може бути, що вони реєструють не смак рідини, а якісь інші її параметри).
Однак кілька років тому нейробіологи з Університету штату Нью-Йорк в Буффало на чолі з Кетрін Медлер (Kathryn Medler) знайшли серед смакових рецепторів групу клітин, які, мабуть, активуються при стимуляції не тільки солоним і кислим, але і гірким. Взагалі, існує три типи смакових рецепторів. Клітини першого типу, судячи з усього, швидше допоміжні і за властивостями ближче до клітин нейроглії, ніж до нейронів.
Смакові рецептори другого типу активуються при наявності одного з трьох смаків - гіркого, солодкого або умами. Також є ще клітини, що реагують на кисле і солоне, це смакові рецептори третього типу. Вважається, що у смаковій системі клітини одного типу не активуються у відповідь на те, що збуджує рецептори інших типів. Такий розподіл можливостей обумовлений різницею в хімічній природі речовин, що володіють тим чи іншим смаком. Однак попередні дані Медлер і колег вказують на те, що з цього правила існують винятки, і вони відносяться до клітин третього типу.
Активність смакових рецепторів третього типу можна визначити за зміною концентрації іонів кальцію всередині них. Тому щоб перевірити, чи є серед цих нейронів рецептори з «розширеною» чутливістю, дослідники ввели в них флуоресцентні барвники, у яких інтенсивність «світіння» залежить від вмісту кальцію.
Клітини вивчали у мишей, яким інактивували ген, що кодує PLCβ3 (фосфоліпазу C-бета) - фермент, критично важливий для передачі сигналу у смакових рецепторів третього типу. Мишам іншої групи бракувало активного гена, що відповідає за виробництво IP3R3 - рецептора до інозитол-1,4,5-трифосфату. Цей рецептор в нормі забезпечує роботу клітинам другого типу.
Вплив активності різних рецепторів на сприйняття смаків мишами визначали в поведінкових експериментах. Тваринам давали воду, в яку підмішували або дуже гірка речовина денатоніум бензоат, або підсолоджувач ацесульфам калію, або сіль (хлорид натрію), який відповідає за смак умами глутамат натрію. Вчені дивилися, яку рідину тварини, яких давно не поїли, будуть лаяти охочіше. Крім поведінкових експериментів проводили і електрофізіологічні, ізолюючи смакові рецептори від інших клітин організму.
Виявилося, що тварини втрачають здатність сприймати гірке, солодке і умами і в тому випадку, якщо вимкнути IP3R3 і порушити роботу рецепторів другого типу, які на цих смаках спеціалізуються, і в тому випадку, якщо інактивувати PLCβ3 і таким чином вивести з ладу смакові рецептори третього типу - хоча вони, як вважалося раніше, не реагують на умами, солодке і гірке. Результати електрофізіологічних дослідів на ізольованих клітинах підтвердили дані поведінкових експериментів.
Виходить, що принаймні деякі клітини третього типу насправді ці смаки сприймають, а значить, є смакові рецептори, які реагують відразу на кілька смаків - навіть більше двох. Більше того, без цих неспеціалізованих клітин робота спеціалізованих смакових рецепторів другого типу неефективна. Поки незрозуміло, чи є якісь особливості обробки сигналів від неспецифічних смакових рецепторів в мозку, але вже ясно, що нашим уявленням про сприйняття смаків бракувало декількох важливих елементів.
Як і інші сенсорні системи, структури, що відповідають за сприйняття смаків, можна «обдурити», якщо штучно стимулювати їх електричним струмом, нейромедіаторами або світлом (в останньому випадку в клітини потрібно попередньо вбудувати особливі світлочутливі білки). Так, якщо посилювати або придушувати активність певних нейронів кори великих півкуль, які отримують інформацію від смакових рецепторів, можна домогтися того, що одна і та ж вода одним мишам буде здаватися солодкою, а іншим - гіркою.