Știință amară

Substanțele amare sunt adesea otrăvitoare, alteori medicamente - placebo funcționează mai bine și când este amar. Prin dezvoltarea biologiei sistemelor, cercetarea receptorilor cu sensibilitate amară a devenit una dintre bazele dezvoltării medicamentelor, dar pe lângă rezolvarea misterelor, apar din ce în ce mai multe noi - de ex. ce caută receptorii amari din testicul sau creier?

Unde vor fi gusturile copilăriei?
Când mănâncă, creierul uman este surprinzător de prejudiciat
Copiii grași percep gusturile diferit
Nici măcar nu ne-am născut, dar știm deja ce are bun gust
Cercetătorii australieni spun că a șasea aromă poate fi grasă
Copiii sunt mai insensibili la gustul dulce

De la inventarea reacției în lanț a polimerazei (PCR), a secvențierii genelor și a studiilor de asociere la nivel de genom (GWAS), în special în ultimul deceniu cercetările privind receptorii și procesele de neurotransmisie implicate în percepția gustului s-au intensificat nu numai pentru o mai bună înțelegere a proceselor de bază implicate în percepția gustului, ci de asemenea, a dat noi direcții dezvoltării medicamentelor. Receptorii care simt gustul amar, dulce și umami aparțin familiei de receptori cuplați cu proteina G - o treime din medicamente acționează prin intermediul acestor receptori - și, datorită localizării lor la suprafață, sunt mai ușor de studiat decât receptorii din corp. Importanța cercetării asupra receptorilor cuplați la proteina G este indicată de faptul că Robert J. Lefkowitz și Brian K. Kobilka au primit Premiul Nobel pentru chimie din 2012 pentru astfel de lucrări.

Receptorii amari

În cadrul cercetării percepției gustului cel mai mare spațiu pentru receptorii cu sensibilitate amară (receptori de gust tip2, TAS2R) cercetarea o capătă, pentru cateva motive; pe de o parte, percepția amară este vitală pentru a evita toxinele și, pe de altă parte, poate din acest motiv, în comparație cu percepția altor arome percepția despre amărăciune este mult mai complexă, mai sensibili, în al treilea rând, s-au găsit receptori amari în alte locuri decât cavitatea bucală. Funcția acestuia din urmă este încă un mister complet, nu s-a dat încă nicio idee cu privire la funcția lor în testicule, creiere - există deja speculații cu privire la rolul amarei gastrointestinale sau pulmonare (reglarea proceselor metabolice, bronhodilatarea) (Gustator și funcții extrag ale receptorilor gustativi la mamifere. Fiziol. Comportă-te. 2011; și receptorii gustului amar pe bronhodilatatul mușchiului neted al căilor respiratorii prin semnalizarea localizată a calciului și obstrucția inversă.

Imaginea care reiese din studii sugerează că aparatul genetic din spatele percepției gustului amar este chiar mai complex decât a fost ipotezat pe baza biochimiei receptorilor. Așa cum scrie M. Ledda și colab. În numărul din ianuarie al Human Molecular Genetics (GWAS al percepției gustului amar uman identifică noi loci și dezvăluie o complexitate suplimentară a geneticii gustului amar): percepția și genetica gustului amar arată o variație individuală extraordinară. Sute de substanțe chimice foarte diferite se simt amare, și asta o mare varietate de molecule în total Este detectat de 25 de receptori diferiți; unii dintre receptori leagă doar un tip de substanță specifică, în timp ce alții simt o gamă largă de molecule. Diversitatea la nivel de receptor este în contrast puternic cu toți receptorii amari transmit stimulul prin același mecanism de semnalizare, care continuă apoi de-a lungul aceleiași căi a sistemului nervos. Drept urmare, toate substanțele amare cunoscute au același gust amar, diferența fiind pur cantitativă.

Bitter Database 550

Există un mare interes în rândul geneticienilor pentru diversitatea genetică pe scară largă din spatele percepției sale amare; două molecule sintetice sunt folosite pentru a studia acest lucru, a feniltioureacinci (PTC) si 6-n-propiltiouracilt (RECUZITĂ), care unele sunt amare, în timp ce altele sunt lipsite de gust (Existența acestui ultim grup este un mister pentru genetiștii evoluționisti: dacă percepția amară este vitală, cum s-ar putea răspândi o variantă genetică ai cărei purtători nu simt anumite substanțe amare?). Printre cei care percep PROP ca fiind amar, există așa-numitele super degustatori de asemenea pentru care aceste molecule sunt deosebit de amare (35% dintre femei și 15% dintre bărbați). Detectarea PROP și consumul de alcool cercetătorii au găsit, de asemenea, o relație inversă între ei: cu cât se percepe PROP mai amar, cu atât se găsește etanol mai neplăcut.

În măsurarea amărăciunii are efecte antipiretice și analgezice, antiinflamatoare chinina este molecula de referință: amărăciunea este considerată a fi 1 și amărăciunea celorlalte materiale este comparată cu aceasta. Până în prezent, cea mai amară moleculă este molecula sintetică descoperită ca produs secundar al cercetării anestezice locale privind lidocaina. denatoniu, care indice amar 1000; denatoniul este deci folosit ca aditiv de ex. în produsele chimice de uz casnic pentru a evita consumul accidental sau utilizarea terapeutică: utilizat sub formă de degetele și unghiile pentru a îndepărta mestecarea unghiilor și suptul degetelor.

Tendința omului de a se organiza se extinde la orice: a fost creată și o bibliotecă online accesibilă gratuit de substanțe amare (BitterDB: o bază de date cu compuși amari). Bitter Database conține 550 de molecule (substanțele amare sunt adesea alcaloizi, terpene, flavonoide, fenoli, saponine, catechine, izotiocianați); Cercetarea cu privire la acizii nucleici este esențială pentru viețuitoarele să recunoască substanțele amare, deoarece acestea sunt adesea toxice pentru ele - prin urmare studiul geneticii percepției amare este, de asemenea, important pentru geneticienii evoluționisti dispozitiv.

Cu toate acestea, gustul amar nu numai că comunică faptul că substanța este toxică, nepotrivită pentru consumul uman, deoarece mulți adulți învață să iubească gustul amar al cafelei, cacaoului sau berii. O metodă specifică de preparare a alimentelor, un astfel de gust este produs intenționat în timpul fermentării, aceasta produce peptide cu gust amar (bere, brânză, sos de soia, mizo). Peptidele amare activează hTAS2Rs, receptorii amari umani (comunicații biochimice și biofizice de cercetare) Kenji Maehashi și colab. Scrieți despre efectele bioactive ale peptidelor amare formate în timpul fermentării: antihipertensiv (inhibitor ECA), analgezic, imunomodulator, antitrombotic și scăderea colesterolului au proprietăți. Dipeptidele amare sunt cu atât mai amare cu cât efectul lor antihipertensiv este mai puternic, în timp ce în oligopeptide relația dintre amărăciune și activitatea inhibitoare a ECA este mai puțin liniară, i. Printre oligopeptide se caută medicamente antihipertensive suficient de eficiente, dar nu prea amare (C-terminalul hidrofob al acestor peptide este altfel responsabil atât pentru amărăciune, cât și pentru activitatea inhibitoare a ECA).

Ayana Wiener și colegii săi adaugă: în prezent nu știm cum putem detecta aceste 550 de molecule, care sunt foarte diferite prin structura lor chimică și proprietățile fizico-chimice, cu 25 de tipuri de receptori.

Cert este că toți receptorii amari sunt cuplați cu proteina G (Receptorul cuplat la proteina G, GPCR) și, după cum scrie Nature, A. J. Venkatakrishnan și colab., Semnăturile moleculare ale receptorilor cuplați la proteina G, ar face posibilă înțelegerea funcției acestor receptori. pentru a proiecta molecule de droguri specifice subtipului și mult mai eficiente, personalizatehez.

Poate că cea mai ciudată informație care a ieșit la iveală recent în cercetarea receptorilor de simțire a gustului este aceea receptorii senzitivi amari, dulci și umami au fost găsiți la animalele experimentale - mouse - în testicul și blocarea acestor receptori a făcut animalele infertile (Pierderea genetică sau blocada farmacologică a genelor gustative exprimate de testicule determină sterilitatea masculină, PNAS, februarie 2013).

Descoperirea ar putea deschide noi căi în studiul reproducerii masculine, scrie Feng Li în numărul din iunie 2013 al Reproducerii umane moleculare și subliniază unele dintre acestea în articolul său Percepția gustului: de la limbă la testicul.