Oamenii de ştiinţă au dovada că limba poate detecta un al şaselea gust de bază
Experimentele ştiinţifice au demonstrat că aceste cinci gusturi există şi sunt distincte unele de altele. Acum, pe lângă cele cinci, un nou studiu sugerează că limba l-ar putea detecta şi pe al şaselea, clorura de amoniu, ca gust de bază.
Omul de ştiinţă japonez Kikunae Ikeda a propus pentru prima dată umami ca fiind un gust de bază, pe lângă cele patru gusturi fundamentale, dulce, acru, sărat şi amar, la începutul anilor 1900.
Aproximativ opt decenii mai târziu, comunitatea ştiinţifică a fost oficial de acord cu el.
Acum, oamenii de ştiinţă conduşi de cercetătorii de la Colegiul Dornsife din cadrul universităţii din California de Sud (USC ) au dovezi ale unui al şaselea gust de bază.
În cercetarea publicată vineri, în revista Nature Communications, echipa de la USC Dornsife a descoperit că limba răspunde la clorura de amoniu prin acelaşi receptor proteic care semnalează gustul acru.
„Dacă locuiţi într-o ţară scandinavă, veţi fi familiarizaţi cu acest gust şi s-ar putea să vă placă”, spune Emily Liman, cercetător în neuroştiinţe şi profesor de ştiinţe biologice la USC Dornsife, referindu-se la populara bomboană scandinavă cunoscută sub denumirea de „lemn dulce”, pe bază de extract de licorice, care conţine clorură de amoniu, o sare alcalină, ceea ce-i conferă bomboanei o aromă unică (foto).
În unele ţări din nordul Europei, lemnul dulce sărat a fost o bomboană populară cel puţin de la începutul secolului XX. Printre ingredientele sale se numără sarea salmiak, sau clorura de amoniu.
Oamenii de ştiinţă cunosc de zeci de ani că limba răspunde puternic la clorura de amoniu.
Cu toate acestea, în ciuda cercetărilor extinse, receptorii specifici ai limbii care reacţionează la aceasta au rămas evazivi.
Liman şi echipa sa de cercetare au avut o ipoteză.
În ultimii ani, ei au descoperit proteina responsabilă pentru detectarea gustului acru. Acea proteină, numită OTOP1, se află în membranele celulare şi formează un canal pentru ionii de hidrogen care se deplasează în celulă.
Ionii de hidrogen sunt componenta cheie a acizilor şi, după cum ştiu gurmanzii de pretutindeni, limba simte acidul ca fiind acru.
Acesta este motivul pentru care limonada (bogată în acizi citrici şi ascorbic), oţetul (acid acetic) şi alte alimente acide transmit o senzaţie de acru atunci când ating limba.
Ionii de hidrogen din aceste substanţe acide se deplasează în celulele receptorilor gustativi prin canalul OTOP1.
Deoarece clorura de amoniu poate afecta concentraţia de acid – adică de ioni de hidrogen – în interiorul unei celule, echipa s-a întrebat dacă aceasta ar putea declanşa cumva OTOP1.
Pentru a răspunde la această întrebare, au introdus gena OTOP1 în celule umane cultivate în laborator, astfel încât celulele să producă proteina receptorului OTOP1. Apoi au expus celulele la acid sau la clorură de amoniu şi au măsurat răspunsurile.
„Am văzut că, în acest caz, clorura de amoniu este un activator foarte puternic al canalului OTOP1”, a spus Liman. „Se activează la fel de bine sau mai bine decât acizii”.
Clorura de amoniu degajă cantităţi mici de amoniac, care se deplasează în interiorul celulei şi ridică pH-ul, făcându-l mai alcalin, ceea ce înseamnă mai puţini ioni de hidrogen.
„Această diferenţă de pH determină un influx de protoni prin canalul OTOP1”, a explicat Ziyu Liang, doctorand în laboratorul lui Liman şi primul autor al studiului.
Pentru a confirma că rezultatul lor este mai mult decât un artefact de laborator, ei au apelat la o tehnică care măsoară conductivitatea electrică, simulând modul în care nervii conduc un semnal.
Folosind celule ale papilelor gustative de la şoareci normali şi de la şoareci pe care laboratorul i-a modificat genetic anterior pentru a nu produce OTOP1, ei au măsurat cât de bine generează celulele gustative răspunsuri electrice numite potenţiale de acţiune atunci când este introdusă clorura de amoniu.
Celulele papilelor gustative de la şoarecii de tip sălbatic au prezentat o creştere bruscă a potenţialelor de acţiune după ce s-a adăugat clorură de amoniu, în timp ce celulele papilelor gustative de la şoarecii cărora le lipseşte OTOP1 nu au reuşit să răspundă la sare.
Acest lucru a confirmat ipoteza lor că OTOP1 răspunde la sare, generând un semnal electric în celulele mugurilor gustativi.
Acelaşi lucru a fost valabil şi atunci când echipa a înregistrat semnale de la nervii care inervează celulele gustative. Ei au observat că nervii răspund la adăugarea de clorură de amoniu la şoarecii normali, dar nu şi la şoarecii cărora le lipseşte OTOP1.
Apoi, echipa a făcut un pas mai departe şi a examinat modul în care şoarecii reacţionează atunci când li se oferă posibilitatea de a alege să bea fie apă simplă, fie apă îmbogăţită cu clorură de amoniu.
Pentru aceste experimente, ei au dezactivat celulele amare care contribuie, de asemenea, la gustul clorurii de amoniu.
Şoarecii cu o proteină OTOP1 funcţională au găsit gustul clorurii de amoniu neplăcut şi nu au băut soluţia, în timp ce şoarecii lipsiţi de proteina OTOP1 nu au fost deranjaţi de sarea alcalină, chiar şi la concentraţii foarte mari.
„Acesta a fost cu adevărat elementul decisiv”, a spus Liman. „Arată că acest canal, OTOP1, este esenţial pentru răspunsul comportamental la amoniu”.
Dar oamenii de ştiinţă nu au terminat. Ei s-au întrebat dacă şi alte animale ar fi, de asemenea, sensibile şi dacă şi-ar folosi canalele OTOP1 pentru a detecta amoniul.
Ei au descoperit că la unele specii, canalul OTOP1 pare să fie mai sensibil la clorura de amoniu decât la alte specii.
Canalele OTOP1 umane au fost, de asemenea, sensibile la clorura de amoniu.
Aşadar, care este avantajul de a gusta clorura de amoniu şi de ce este atât de conservat din punct de vedere evolutiv?
Cercetătorii speculează că abilitatea de a gusta clorura de amoniu ar fi putut evolua pentru a ajuta organismele să evite consumul de substanţe biologice dăunătoare care au concentraţii mari de amoniu.
„Amoniul se găseşte în produsele reziduale – gândiţi-vă la îngrăşăminte – şi este oarecum toxic”, a explicat ea, „aşa că este logic că am evoluat mecanismele gustative pentru a-l detecta”.
Echipa avertizează însă că aceasta este o cercetare foarte timpurie şi că sunt necesare studii suplimentare pentru a înţelege diferenţele dintre specii în ceea ce priveşte sensibilitatea la amoniu şi ce face ca aceste canale OTOP1 de la unele specii să fie sensibile şi la altele mai puţin sensibile.
„Am identificat o anumită parte a canalului OTOP1 – un aminoacid specific – care este necesar pentru ca animalul să răspundă la amoniu”, a spus Liman.
„Dacă mutăm acest reziduu, canalul nu este nici pe departe la fel de sensibil la amoniu, dar răspunde în continuare la acid”.
Mai mult, deoarece acest aminoacid este conservat în diferite specii, trebuie să fi existat o presiune selectivă pentru a-l menţine, spune ea.
Cu alte cuvinte, capacitatea canalului OTOP1 de a răspunde la amoniu trebuie să fi fost importantă pentru supravieţuirea animalelor.
În viitor, cercetătorii intenţionează să extindă aceste studii pentru a înţelege dacă sensibilitatea la amoniu este conservată în rândul altor membri ai familiei de protoni OTOP, care sunt exprimaţi în alte părţi ale corpului, inclusiv în tractul digestiv.
Şi cine ştie? Poate că, în viitor, clorura de amoniu se va alătura celorlalte cinci gusturi de bază pentru a aduce numărul oficial la şase.