Если верить книгам о еде у приблизительно 10 тысяч . Считается, что человек различает четыре основных вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Не так давно открыли два новых вида: вкус жира и вкус крови. Так же существует вкус «umami» – вкус глутамата натрия. Его иногда называют «сладковатым».

Дополнительно

Рецептор - сложное образование, состоящие из терминалей дендритов чувствительных нейронов, глии, специализированных образований межклеточного вещества и специализированных клеток других тканей, которые в комплексе обеспечивают превращение влияния факторов внешней или внутренней среды в нервный импульс. В некоторых рецепторах раздражитель непосредственно воспринимается специализированными клетками эпителиального происхождения или видоизмененными нервными клетками, которые не генерируют нервных импульсов, а действуют на иннервирующие их нервные окончания, изменяя секрецию медиатора. В других случаях единственным клеточным элементом рецепторного комплекса является само нервное окончание, часто связанное со специальными структурами межклеточного вещества.

Вкус - ощущение, возникающее при действии различных веществ преимущественно на рецепторы вкуса. Информация от рецепторов вкуса передается по афферентным волокнам лицевого, языкоглоточного и блуждающего черепных нервов к ядру одиночного тракта продолговатого мозга, затем переключение происходит в ядрах таламуса и далее в постцентральную извилину и островок коры больших полушарий, где формируется вкусовые ощущения. По другим сведениям, корковый конец вкусовой системы расположен в парагиппокампальной извилине и в гиппокампе. Кроме сладкого, горького, кислого, солёного вкуса современные люди в разных странах выделяют также умами, терпкий, жгучий, мятный, щелочной, металлический и др. вкусы.

• У человека ощущение вкуса развивается при непосредственном участии ветвей лицевого и языкоглоточного нервов, которые обеспечивают вкусовую чувствительность на передних 2/3 и задней 1/3 языка соответственно. Понятие аромат в большой степени связано с одновременным восприятием вкуса и запаха.

Самая простая радость в жизни человека – это вкусная еда. Казалось бы, идешь на кухню, открываешь холодильник, проводишь определенное время у плиты – и вуаля! – ароматное блюдо уже на столе, а эндорфины в голове. Однако с точки зрения науки весь прием пищи от и до складывается в сложный многогранный процесс. А как нам иногда бывает сложно объяснить свои пристрастия в еде!

Исследованием вкусовых рецепторов занимается молодая и еще только развивающаяся наука - физиология вкуса. Разберем некоторые основные постулаты учения, которые помогут лучше понимать наши вкусовые пристрастия и сиюминутные слабости.

Вкусовые рецепторы человека

Вкус является одним из пяти чувств восприятия, которые очень важны для жизнедеятельности человека. Основная роль вкуса – выбирать и оценивать пищу и напитки. В этом ему во многом помогают и другие чувства, особенно обоняние.

Механизм вкуса приводится в действие химическими веществами, содержащимися в пище и напитках. Химические частицы, собираясь во рту, превращаются в нервные импульсы, передающиеся по нервам в головной мозг, где они расшифровываются. Поверхность языка человека покрыта вкусовыми сосочками, которых у взрослого человека от 5 до 10 тысяч. С возрастом их количество уменьшается, что может вызывать определенные проблемы с различением вкусов. Сосочки, в свою очередь, содержат вкусовые почки, которые имеют определенный набор рецепторов, благодаря которым мы и ощущаем всю гамму вкусового разнообразия.

Они реагируют только на 4 основных вкуса - сладкий, горький, соленый и кислый. Однако сегодня часто выделяют еще и пятый – умами. Родиной новичка является Япония, и в переводе с местного языка это значит "аппетитный вкус". На деле же умами представляет собой вкус белковых веществ. Ощущение умами создают глутамат натрия и другие аминокислоты. Умами является важным компонентом вкуса сыров рокфор и пармезан, соевого соуса, а также других неферментированных продуктов – грецкого ореха, помидора, брокколи, грибов, термически обработанного мяса.

Вполне естественным объяснением выбора пищи считаются социально-экономические условия, в которых живет человек, а также работа его пищеварительной системы. Тем временем, ученые все больше склоняются к варианту, что вкусовые пристрастия определяются генами и наследственностью. Впервые этот вопрос был поднят в 1931 году во время исследований, в ходе которых происходил синтез пахучей молекулы фенилтиокарбомид (ФТК). Двое ученых по-разному восприняли вещество: для одного оно было горьким и очень пахучим, а другой нашел его абсолютно нейтральным и безвкусным. Позже руководитель исследовательской группы Артур Фокс проверил ФТК на членах своей семьи, которые его также не почувствовали.

Таким образом, в последнее время ученые склонны думать, что некоторые люди по-разному воспринимают один и тот же вкус и что одни запрограммированы набирать вес от картофеля фри, а другие могут есть его без вреда для фигуры - это вопрос наследственности. В подтверждение данному утверждению ученые из Университета Дьюк в США совместно с коллегами из Норвегии доказали, что люди имеют разный состав генов, отвечающих за запахи. В центре исследования стояло отношение гена OR7D4 RT к стероиду под названием андростенон, который в большом количестве содержится в свинине. Так, люди с одинаковыми копиями этого гена с отвращением относятся к запаху данного стероида, а обладатели двух разных копий генов (OR7D4 RT и OR7D4 WM), напротив, не чувствуют никакой неприязни.

Интересные факты о вкусах

• Вкусовые сосочки на языке человека живут в среднем 7-10 дней, затем умирают и появляются новые. Так что не удивляйтесь, если один и тот же вкус время от времени кажется вам немного разным.

• Около 15-25% людей в мире смело можно называть "супердегустаторами", то есть у них крайне чувствительный вкус, так как больше сосочков на языке, а следовательно, больше вкусовых рецепторов.

• Вкусовые рецепторы на языке человека для сладкого и горького вкуса были открыты всего лишь 10 лет назад.

• Все чистые вкусы ощущаются человеком абсолютно одинаково. Это значит, что нельзя говорить о нескольких видах сладкого вкуса. По вкусу как раз существует один сладкий вкус, который, впрочем, может различаться по интенсивности: быть более ярким, насыщенным или блеклым. Аналогично дело обстоит и с другими вкусами.

• Вкусовые рецепторы наиболее чувствительны в пределах 20-38 градусов. Если же охладить язык, например, льдом, то вкус сладкой пищи можно уже не почувствовать либо он может существенно измениться.

• Хороший вкус формируется еще в утробе. Так, ученые установили, что вкус некоторых продуктов передается не только через материнское молоко, но и через амниотическую жидкость, пока ребенок находится в животе у мамы.

• Американские ученые провели исследование, которое установило зависимость вкусовых пристрастий от возраста и пола человека. Так, девочки в большинстве своем предпочитают сладости, фрукты, овощи. А мальчики же, наоборот, любят рыбу, мясо, птицу и в большинстве своем равнодушны к шоколаду.

• Во время авиаперелета из-за высокого уровня шума у человека снижается вкусовая чувствительность к соленому и сладкому.

• Вкус печенья в 11 раз лучше раскрывается, если его запивать молочными напитками. А вот кофе, напротив, "убивает" все остальные ощущения. Поэтому если вы хотите в полной мере насладиться своим десертом, лучше выбирать правильные напитки и употреблять кофе отдельно от другой еды.

Сладкое

Сладкий вкус, пожалуй, самый приятный для большинства населения планеты. Недаром появилось выражение "сладкая жизнь", а не какая-нибудь другая. При этом сладкими бывают не только мучные и кондитерские изделия, но и продукты натурального происхождения. Вкупе с этим они еще и полезные. В составе большинства сладких продуктов содержится большое количество глюкозы. А как известно, глюкоза – основное метаболическое топливо для человеческого организма. Именно поэтому вкусовые рецепторы с легкостью распознают сладкий вкус, да еще и попутно вырабатывают гормоны счастья – серотонин и эндорфин. Следует обратить внимание на то, что подобные гормоны вызывают зависимость. Вот оно объяснение тому, что депрессию и стрессы мы предпочитаем заедать чем-нибудь сладеньким.

Не секрет, что чрезмерное употребление сладкого неблагоприятно сказывается на фигуре и состоянии кожи. Однако не стоит совсем отказываться от десертов. Не ешьте лакомства на голодный желудок и по мере возможности старайтесь заменить их на сухофрукты, мед, орехи.

Кислое

В состав большинства кислых продуктов входит аскорбиновая кислота. И если вам вдруг остро захотелось чего-то кисленького, знайте, это может свидетельствовать о нехватке витамина С в вашем организме. Такие вкусовые перепады могут даже служить сигналом наступающей простуды. Главное не переусердствовать: не стоит активно снабжать свой организм этим полезным веществом, все хорошо в меру. Переизбыток кислоты негативно сказывается на работе пищеварительной системы и состоянии эмали зубов.

Если в обмене веществ участвует много кислоты, организм постарается сам избавиться от ее излишков. Это происходит разными способами. Например, через легкие посредством выдыхания углекислоты или через кожу за счет выделения пота. Но когда все возможности исчерпаны, кислоты накапливаются в соединительной ткани, что ухудшает работу пищеварительной системы и провоцирует накопление шлаков в организме.

Суточная норма витамина С для взрослых мужчин и женщин составляет 70-100 миллиграммов. Особо много его в кислых ягодах (крыжовник, смородина, клюква), в цитрусовых и киви, в свежих овощах (особенно в болгарском перце).

Соленое

Проза жизни состоит в том, что после сладенького всегда хочется чего-нибудь солененького. Если же потребность в соленом существует у вас независимо от того, ели вы что-то до или нет, то стоит прислушаться к своему организму. Так, американские ученые провели исследование, в результате которого установили, что нехватка определенных минеральных веществ в организме может провоцировать тягу к соленому.

Подобное желание, например, может свидетельствовать о сильном стрессе. Напряженные будни и усталость являются одними из основных причин, по которым организм остро нуждается в минералах и солях. Чтобы обеспечить его всем необходимым, потребляйте в пищу орехи, злаки, фрукты, овощи. Следует знать, что соленый вкус незаменим при обезвоживании организма. Это связано с тем, что натрий обладает способностью поддерживать температурный баланс тела. Поэтому подсоленная вода может спасти от теплового удара.

Горькое

Исторически горький вкус представляет собой сигнал опасности, ассоциируется с неприятными ощущениями. И действительно, большинство ядовитых веществ, содержащих токсины, на вкус как раз горькие. Именно поэтому у человека много рецепторов, определяющих горький вкус, ведь это в прямом смысле жизненная необходимость.

Вместе с тем у людей отношение к этому вкусу бывает разное: один и тот же вкус кому-то может показаться нестерпимо горьким, а для других не играть никакой роли. Ученые провели исследования на мышах разных пород, и результаты были похожие. Одни грызуны не различали горький вкус, а другие, наоборот, очень остро на него реагировали. Специалисты объясняют это способностью вкусовой системы быстро эволюционировать. Например, при миграции на новые места обитания у животных сильно меняются вкусовые предпочтения, поскольку необходимо искать новые источники пищи.

Кстати, горький вкус обладает своим идеальным вариантом. "Эталонной горечью" считается природное вещество под названием хинин, которое используют в процессе изготовления некоторых безалкогольных напитков и джина. Для многих идеальный вкус – это горький шоколад. Он является самым полезным сортом шоколада, который прекрасно стимулирует умственную деятельность.

Гурманы уверены, что на вкус еды может влиять все что угодно — от ее внешнего вида и цвета посуды до размера чека. Тем не менее, среди всего спектра ощущений, которые сопровождают завтрак, обед и ужин, физиологи разделяют вкусы «настоящие» и «ненастоящие».

«Настоящие» вкусы всегда связаны с работой вкусовых сосочков, которые расположены на языке и содержат специальные скопления клеток — вкусовые почки. В них содержатся клетки, которые несут белки-рецептор ы и передают сигнал на нейрон ы и, в конечном итоге, в мозг. Анатомия и физиология этого процесса хорошо известна и давно вошла в учебники. Что же нового удалось узнать о вкусе биологам за последние годы? Оказывается, довольно много.

4=2+2. Соленое и кислое

Согласно традиционной западной классификации, существуют четыре основных вкуса: кислое, соленое, горькое и сладкое. Все они кажутся совершенно разными и примерно равно далекими друг от друга. Тем не менее, исследования, которые стали возможны только с расцветом молекулярной биологии, показали, что соленый и кислый вкусы очень близки друг к другу и принципиально отличаются от сладкого и горького.

И соленый, и кислый вкусы зависят от очень близких с химической точки зрения веществ — небольших ионов, несущих единственный положительный заряд. Для соленого это катионы натрия, для кислого — ионы водорода. Рецепторами для тех и других являются ионные каналы — белки, пронизывающие клеточную мембрану и способные пропускать через себя поток ионов определенного заряда и размера. Этот поток, в свою очередь, изменяет электрический потенциал на мембране и приводит к возбуждению клетки.

Удивительно, но хотя принципиальный механизм работы рецептор ов давно понятен, конкретный белок, который выступает в качестве рецептор а соленого вкуса, до сих пор не найден. Что касается восприятия кислого, то его белок-канал ученые нашли только в 2006 году. Им оказался PKD2L1 (возможно, ему помогает PKD1L3), который, кроме основной работы во вкусовых почках, участвует в мониторинге кислотности спинно-мозговой жидкости. И в том и в другом случае природа кислотности (концентрация ионов водорода) и рецептор , который его воспринимает, идентичны. Но «кислого вкуса» спинномозговой жидкости мы, конечно, не ощущаем. Происходит это потому, что нервные окончания с этой информацией не приходят во «вкусовые» центры обработки.

Изображение: пресс-служба «Роснано»

С кислым, как и с многими другими вкусами, существует большая вариабельность в восприимчивости, которая, полагают ученые, зависит от уровня синтеза соответствующих рецептор ов в разном возрасте. Возможно, именно этим определяется, например, любовь детей к леденцам.

Зеркальные молекулы. Сладкое

Рецепторы сладкого и горького принципиально отличаются от ионных каналов, которые отвечают за кислое и соленое. Первые относятся к группе рецептор ов GPCR (G protein-coupled receptor — G белок-опосредованные рецептор ы), за открытие которых в 2012 году Роберт Лефковиц и Брайан Кобилка получили Нобелевскую премию. Эти белки не переправляют вещества с одной стороны мембраны на другую, как это делают ионные каналы, а работают по-другому. При связывании сигнальной молекулы (например, сахара) снаружи от клетки, рецептор ы активируют G-белок, который присоединен к нему изнутри (в случае вкусовых рецептор ов он называется гастдуцин). G-белок запускает цепь реакций, которые, в конце концов, приводят к возбуждению нижележащих нейрон ов.

Отвечающие за сладкий вкус рецептор ы называются T1R2 и T1R3. Эти GPCR расположены на мембранах вкусовых клеток попарно, в комбинациях T1R2+3 и T1R3+3. Разные типы сладких молекул связываются либо с обоими белками из пары, либо с каким-то одним из них.

Вкусовые рецептор ы можно обмануть. Например, небольшой белок миракулин сам по себе несладкий на вкус, но если после него съесть что-нибудь кислое, например лимон, он будет казаться сладким. Точный механизм этого явления неясен, но известно что миракулин связывается с рецептор ами сладкого вкуса. Предположительно он меняет их конформацию таким образом, что рецептор ы начинают активироваться в присутствии протонов (то есть кислоты). Этот маленький белок содержится в плодах африканского растения Synsepalum dulcificum , в простонародье называемого «чудесный фрукт» (miracle fruit), откуда и происходит его название.

Спектр «сладких» молекул, которые присоединяются к ним, очень широк. Сладким вкусом в той или иной степени обладают множество разновидностей моно- (глюкоза, фруктоза) и дисахаридов (сахароза, лактоза), и даже некоторые аминокислоты (глицин). Несмотря на такой разброс, зеркальные стереоизомеры «сладких» молекул (например L-глюкоза или L-фруктоза), которые в обычных химических реакциях от них никак не отличаются, сладкого вкуса не имеют. Это определяется тем, что белок образует для сахаров место посадки, под которое подходят только «правильные» стереоизомеры.

Мало кто знает, но помимо природных сахаров и искусственных подсластителей с рецептор ами сладкого могут связываться и ингибиторы, например лактизол. Это ароматическое вещество присоединяется к белку T1R3 и не дает молекулам сахаров активировать рецептор . Раствор сахара в присутствии лактизола воспринимается в три раза менее сладким.

Тягу к сладкому мы разделяем с большинством живых организмов, даже бактериями. Исключение составляют, например, кошки. В 2005 году ученые выяснили , что из-за того, что они питаются мясом, соответствующий рецептор у них сломался, и сладкого они просто не ощущают. В 2012 году оказалось , что безразличны к сладкому и многие другие хищники. Среди них такие разные животные, как дельфины-афалины, морские львы, очковый медведь и мадагаскарская фосса. Интересно, что у всех них гены рецептор ов «ломались» по-разному и независимо друг от друга, что является типичным примером конвергентной эволюции.

Что касается человека, то уже новорожденные младенцы, если им предлагают на выбор несколько растворов, сравнимых по сладости с молоком, предпочитают наиболее сладкие из них. На заре эволюции это была вовсе не вредная привычка, приводящая к ожирению и кариесу, а полезная опция, позволяющая выбирать пищу, богатую углеводами, а значит, калорийную и легко усвояемую.

Почему сладкая еда доставляет нам удовольствие? На мышах показано, что после употребления сахара в разных отделах мозга повышается уровень дофамина — нейромедиатора, который участвует в возникновении ощущений награды и удовольствия. Однако не только активация вкусовых клеток может вызывать положительное подкрепление. Существуют данные, согласно которым глюкоза, которая легко проникает в мозг, может воздействовать на дофаминовую систему напрямую, минуя рецептор ы вкуса. Если эти данные подтвердятся, это будет означать, что глюкозу приятно есть даже тем, кто не чувствует сладкого.

25 оттенков. Горькое

Если рецептор ов для сладкого всего два, то горький вкус гораздо сложнее — для него существует целых 25 вариантов рецептор ов, принадлежащих к подгруппе T2R. Показано, что большинство из них действительно участвуют в распознавании разных типов горьких веществ. Всего компонентов, определяемых как горькие, около 550, для ста из них найден свой тип рецептор а. Такая внимательность животных к горькому вкусу неудивительна — в отличие от остальных вкусов, он несет предупреждающую, защитную функцию. Рецепторы горького нужны прежде всего для того, чтобы отличать несъедобные, токсичные и ядовитые вещества.

Восприятие горького вкуса разными людьми является отличной иллюстрацией к пословице «на вкус и цвет товарища нет». В зависимости от вариантов генов вкусовых рецептор ов, их носители воспринимают вкус по-разному. Классической моделью здесь является чувствительность разных людей к двум синтетическим веществам — пропилтиоурацилу (PROP) и фенилтиокарбамиду (PTC). В зависимости от варианта гена рецептор а (TAS2R38), люди либо воспринимают эти компоненты как очень горькие (в среднем, это около 70 процентов популяции), либо не чувствуют вовсе.

Любопытно, что похожие на PROP по структуре вещества содержатся в растениях рода Brassica, к которому относятся цветная капуста и брокколи. Поэтому считается, что нелюбовь к брокколи может быть предопределена генетически (хотя пока это спорный вопрос). Восприятие эталона горечи, хинина, который является известным лекарством от малярии, также генетически обусловлено. Носители одних вариантов T2R начинают чувствовать присутствие хинина в очень малых дозах, а носителям других нужно гораздо больше.

Пятый вкус. Умами

Умами — набор продуктов (помидоры вяленые в масле, сыр пармезан, оливки, маслины, грибы консервированные в масле, сердцевины артишоков консервированные в масле, прошутто, анчоусы соленые в трюфельном масле), способный заменить тюбик "Вкус №5 Паста Умами"

Если существование сладкого и горького вкусов признавали еще тысячи лет назад, вкус умами вошел в основной список относительно недавно, пару десятилетий назад. Родина умами — Япония, именно там еще в начале XX века, экспериментируя с традиционной кухней, последовательно открыли компоненты, придающие еде особый пикантный (примерно так переводится с японского «умами») вкус. Это вкус, непохожий ни на один из известных четырех.

Японский химик Кикунаэ Икеда стал первым, кто обнаружил, что ключевой «вкусной» составляющей супа из ламинарии является глутамат — соль глутаминовой кислоты (одна из 20 аминокислот, составляющих белки у живых организмов). Позднее был разгадан секрет сушеного тунца — в качестве необходимого вещества для придания ему вкуса был идентифи цирован рибонуклеотид инозин монофосфат. Наконец, из грибов шиитаке Акира Кунинака выделил другой нуклеотид — гуанозин монофосфат. Он также выяснил, что рибонуклеотиды сами по себе не имеют вкуса, а только усиливают восприятие основного источника умами — глутамата. Долгое время было непонятно, каким образом это происходит, и только в последние годы было показано, что молекулы рибонуклеотидов связываются с рецептор ами глутамата, усиливая таким образом взаимодействие между белком и его главным лигандом. Химики называют это аллостерическим активированием. Это открытие позволило разгадать многие традиционные сочетания в кухнях народов мира, например, сочетание пармезана с томатной пастой и грибами в итальянской кухне. Оказалось, что сыр и томаты богаты глутаминовой кислотой, а грибы — инозин монофосфатом.

Надо сказать, что предприимчивый Икеда не только открыл, что глутамат натрия является источником вкуса умами, но и запатентовал его производство. Уже через год после открытия, в 1909 году, была основана компания «Аджиномото», которая стала производить глутамат в качестве пищевой добавки. С тех пор эта компания выросла в транснациональную корпорацию, а в 1985 году умами официально был признан вкусом.

Рецепторы глутамата участвуют не только в восприятии вкуса. Белок mGluR4 локализован в мозге на мембранах определенных нейрон ов и отвечает за связывание внеклеточного глутамата, который здесь выступает в роли нейромедиатора и участвует в передаче сигнала между нейрон ами. Рецептором вкуса умами является расположенная на языке укороченная форма этого же белка. Концентрация глутамата в мозге очень мала, поэтому мозговые рецептор ы к нему очень чувствительны. Укороченная форма, отвечающая за восприятие вкуса, обладает в тысячу раз меньшей чувствительностью. Так же, как и белки из TR-группы, mGluR4 принадлежит к семейству GPCR. Помимо него, в восприятии вкуса умами участвуют те же рецептор ы, что и для сладкого — T1R, но в другой комбинации — T1R1+T1R3.

Шестое чувство. Жирное

Если мы способны распознавать на вкус пищу, богатую углеводами (сладкую) и белками (умами), логично предположить, что должен существовать рецептор и для третьей составляющей рациона — жиров.

Действительно, в 2005 году выяснилось , что мыши способны различать «вкус жира», причем в этом участвует белок CD36. Если обычно мыши тяготеют к жирной пище (да и люди тоже), то после выключения CD36 они становились к ней равнодушны.

В прошлом году американские ученые подтвердили и способность людей различать на вкус присутствие в абсолютно одинаковых по консистенции и запаху растворах наличие жира. Так же как и у грызунов, рецептор ом жира, а точнее, жирных кислот, оказался CD36. Жиры в пище чаще всего присутствуют в форме триглицеридов, то есть эфиров жирных кислот и глицерина. Если мыши оказались способны различать только свободные жирные кислоты, люди чувствуют присутствие в пище как свободных жирных кислот, так и триглицеридов. Эта способность объясняется наличием в нашей слюне пищеварительного фермента липазы, которая частично отщепляет жирные кислоты от триглицеридов уже во рту.

CD36 относится к семейству скэвенджер-рецептор ов (фагоцитарных рецептор ов), которые, помимо всего прочего, распознают «испорченные» липиды. В составе вкусовых клеток он выполняет функцию сенсора жирных кислот. Вместе с ним эту функцию, предположительно, выполняет белок GPR120 из семейства GPCR. Эти рецептор ы не только сигнализируют нам о том, что пища жирная, а значит энергетически ценная, но и запускают сложную цепочку гормональных реакций, результатом которой становится выделение пищеварительных ферментов, в частности, липазы, и изменение пищевого поведения. Из-за этой причинно-следственной связи (рецептор — пищевое поведение), а также из-за выраженной связи между тягой к жирной пище и разными вариантами гена CD36, новый вкус сразу же стал объектом пристального изучения. Чем больше синтезируется белка CD36, тем сильней человек способен ощущать «вкус жира». Предполагается, что искусственно изменяя CD36-зависимую регуляцию, можно будет охлаждать нашу любовь к жирной пище.

Любовь к мелу. Кальций

Похоже, что с развитием молекулярной биологии новые вкусы будут появляться каждый год, и кислому с соленым придется потесниться. Кальций — необходимый компонент диеты; помимо того, что он играет важную роль в организации внутриклеточных сигнальных каскадов, кальций необходим для формирования костей. Многие животные, чтобы удовлетворить потребность организма в кальции, ищут его соли в природе. Люди тоже не являются исключением — маленькие дети нет-нет да начинают есть мел и известку.

Человек определенно различает вкус кальция, и в 2008 году ученые обнаружили к нему рецептор . Им оказался уже известный нам T1R3, который отвечает за распознавание сладкого и умами. В норме, когда кальция хватает, его вкус не нравится ни мышам, ни людям. Однако, как водится, носители некоторых генетических вариантов T1R3 к нему тяготеют: когда исследователи проверили восприимчивость к веществу сорока разных линий мышей, оказалось, что одни из них жадно лакали водичку с лактатом кальция, в то время как остальные ее пить не стремились.

То в жар, то в холод

Разберемся теперь с ощущением, которое традиционно считается вкусом, хотя фактически им не является — оно не связано со вкусовыми сосочками и специализированными клетками, которые в них присутствуют. Речь идет об острой и жгучей пище.

Как уже достаточно давно выяснили биологи, жгучая еда оправдывает свое название — ее компоненты активируют рецептор ы тепла. Они, как и рецептор ы кислого и соленого, являются ионными каналами, но при этом относятся к совершенно другому семейству — TRP. Эти рецептор ы находятся на окончаниях тройничного нерва и отвечают за восприятие температуры, а также являются рецептор ами боли. Через тройничный нерв также передается тактильная информация, например о текстуре пищи.

Для оценки интенсивности разных вкусов придуманы специальные шкалы, в которых то или иное вещество сравнивается с эталоном, вкус которого принят за единицу. Для сладкого вкуса таким эталоном считается сахароза (сахар). Фруктоза слаще сахара в 1,7 раза, а искусственный подсластитель аспартам — в 200 раз. Для горького вкуса эталоном служит хинин. Самым горьким веществом является денатониум с индексом горечи 1000. Для кислого и соленого эталонами служат разбавленные растворы соляной кислоты и поваренной соли, соответственно. Шкалой оценки жгучести служит шкала Сковилла, а для умами шкалы не существует, ведь он определяется только одним веществом.

Казалось бы, зачем употреблять в пищу вещества, которые активируют рецептор ы боли? Точного ответа на этот вопрос пока нет, но ученые уже нашли связь между рецептор ами боли и вкусом. Оказалось, что жгучие вещества вроде капсаицина из перца чили, активируют болевые нервные волокна, которые в ответ выделяют нейропептиды тахикинины. А вкусовые клетки чувствительны к тахикининам, которые модулируют восприятие вкусовых рецептор ов, по крайней мере, вкуса умами. Таким образом, действие пряностей состоит в том, чтобы усиливать «классические» вкусы — открытие, которое трудно назвать неожиданным.

В основе жгучих приправ лежит целый ряд веществ, которые все работают по тому же принципу — вызывают активацию TRP-рецептор ов. Это капсаицин из перца чили, пиперин из черного перца, аллил изотиоцианат из горчицы и аллицин из чеснока. Все они в большой концентрации являются токсичными. Для сравнения жгучести перцев, содержащих капсаицин, придумана специальная шкала (шкала Сковилла). Внизу этой таблицы находится сладкий перец (паприка). Соус табаско имеет относительно мягкий вкус — всего около 2500 единиц шкалы, кайенский перец оценивается в 30000, самым же жгучим перцем считается индийский перчик Naga Jolokia, который имеет по шкале Сковилла около миллиона очков. Как ни странно, его тоже едят. А также используют в качестве химического оружия.

Некоторые вещества также действуют на температурные рецептор ы, но вызывают при этом обратную реакцию. Характерное для ментола и камфары чувство «холодка» на языке достигается путем активации ионного канала TRPM8 (капсаицин активирует в основном TRPV1 и TRPA1). Если в норме этот канал активируется при температуре ниже 37, ментол снижает температуру его активации, и локальное ощущение холода возникает при нормальной температуре тела. Благодаря этим рецептор ам у нашего языка есть уникальная возможность чувствовать жар и холод одновременно — попробуйте поесть перчика и запить его мятным чаем.

Какова на вкус батарейка?

Большинство читателей наверняка знают ответ на этот вопрос. Мнения обычно разделяются между кислым, соленым и «металлическим». Многие считают, что такой же металлический привкус имеет кровь. Для металлического вкуса нет никаких специальных рецептор ов, и как он возникает, не до конца понятно. Считается, однако, что «эталоном» металлического вкуса является вкус раствора сульфата железа.

Чтобы прояснить механизм возникновения «металлического вкуса», ученые в 2004 году провели серию экспериментов, в ходе которых давали добровольцам пробовать растворы солей разных металлов и лизать металлическую фольгу и батарейки. Выяснилось , что вкус сульфата железа пропадает, если зажать нос, то есть на самом деле это не вкус, а обонятельная реакция. Так как раствор железа никак не пахнет (ни ионы железа, ни сульфат-ионы не способны покинуть воду), предполагается, что железо во рту вызывают быстрое окисление липидов, что приводит к высвобождению «пахучих» компонентов.

Металлический привкус крови также можно объяснить высвобождением железа из гемоглобина. Однако электрическая стимуляция (то, что происходит при лизании батарейки) по-видимому, действительно напрямую активирует рецептор ы вкуса. По крайней мере, вкусовые клетки второго и третьего типов обладают свойством электровозбудимости. Еще более сложной картину делает тот факт, что искусственные подсластители, типа сахарина, приводят к ощущению металлического привкуса во рту через активацию упомянутого выше рецептор а TRPV1.

Сычуаньский перец.Вибрация

«Вкусология» — относительно молодая наука. На молекулярном уровне основные открытия в ней начались только в последние 20 лет, — например, рецептор ы для основных вкусов были идентифи цированы лишь в начале 2000-х годов. Даже знакомая людям в течение тысячелетий пища подкидывает сюрпризы, как это случилось с сычуаньским перцем, вкус которого оказался вибрацией.

Авторы исследования показали, что ощущения покалывания от сычуаньского перца проводятся тем же нервными волокнами RA1, которые задействованы и в механорецепции. Оказалось , что десенсибилизация (утомление) слизистой с помощью простого механического вибратора приводит к изменению «вкуса» приправы: пощипывания снижают свою частоту.

Очевидно, что это открытие могло бы быть сделано довольно давно, никаких особо современных методов для исследования ученые не использовали. Тем больше сюрпризов можно ждать от привычных веществ, когда за них возьмутся ученые, располагающие новейшим научным арсеналом.

О вкусовых рецепторах животных и человека.

Животные видят этот мир, чувствуют его запахи и ощущают вкус пищи, конечно, не так, как люди. Исследования показывают, что даже одна и та же пища для разных животных будет отличаться по вкусу.

У всех позвоночных, тем более у всех млекопитающих есть языки, на которых расположены вкусовые рецепторы или анализаторы вкуса, количество которых у разных видов животных резко отличается. И так же, как сила обоняния зависит от количества обонятельных рецепторов, интенсивность чувствительности к вкусу пищи зависит от количества вкусовых рецепторов.

Птицы, как правило, имеют очень мало вкусовых рецепторов. Например, куры имеют только около 30 вкусовых рецепторов, в то время как у человека их около 10000. Лучший друг человека, собака имеет около 1700 вкусовых рецепторов, в то время как у кошки их в среднем чуть менее 500. Меньшее количество вкусовых рецепторов они компенсируют острым обонянием.

Но человек, далеко не чемпион по количеству вкусовых рецепторов. Казалось бы, такие знакомые нам, домашние животные, как коровы едят только траву или сено. Тем не менее, у Буренок около 25000 вкусовых рецепторов, то есть в 2,5 раза больше, чем у человека. Даже у свиньи, которая питается отбросами и помоями, их около 14000.

"Травоядные имеют так много вкусовых рецепторов, потому что они должны быть в состоянии оценить, содержит ли конкретное растение опасные токсины" так считает профессор ветеринарии Сьюзен Хемсли из Австралии.

Поэтому такой разборчивый язык мелкого, крупного рогатого и парнокопытного скота идет на пользу и людям. Ведь мы, в отличие от травоядных, не можем на вкус определить, есть ли в их мясе и молоке опасные токсины. А они бы там точно присутствовали, если бы корова ела всю траву подряд.

Но настоящим победителем по вкусовым ощущениям является сом. Эти усатые обитатели водоемов обычно имеют более 100 тысяч вкусовых рецепторов, которые расположены практически по всему его телу, но основная их часть сосредоточена вокруг рта.

Великолепное чувство вкуса имеет решающее значение для сома, потому что он охотится в мутной воде, где очень низкая видимость и этот хищник ориентируется и охотится на вкус.

Но вкус определяется не только количеством рецепторов. Даже если кошки имели бы тысячи вкусовых рецепторов, они все равно не смогли бы почувствовать присутствие сахара в пище, потому что они не нуждаются в этом продукте для поддержания жизнедеятельности. Человеку, в отличии от кошки сахар, то есть глюкоза, жизненно необходим. Правда, некоторые из нас этим злоупотребляют.

Животные, прежде всего, используют вкус, чтобы определить, безопасна ли еда. Плохой вкус в целом свидетельствует им, что пища является потенциально опасной, в то время, как хороший вкус указывает на усваиваемость пищи.

На языках большинства млекопитающих есть вкусовые анализаторы, которые контактируя с пищей, посылают сигнал мозгу, который, в свою очередь, интерпретирует ощущение, как вкус.

У людей есть пять видов вкусовых рецепторов - сладких, соленых, кислых, горьких и юмами (по японски «очень вкусные».) Вкус юмами ассоциируется, прежде всего, со вкусом глутамата натрия. Благодаря этому химическому соединению мы, и особенно наши дети, любим различные «современные» продукты: чипсы, сухарики, полуфабрикаты, сосиски и колбасу. Глютамат натрия придает этим шедеврам пищевой промышленности особенную аппетитность. Кроме того, ученые предполагают наличие у нас на языке шестого вкусового анализатора, который отвечает за вкус жира.

Но не все животные имеют такой широкий вкусовой спектр. Возьмем, к примеру, способность животными чувствовать вкус сладкого. Рецептор, отвечающий за вкус сладкого, состоит из связанных белков, порожденных двумя генами, известными, как Taslr2 и Taslr3. У кошки отсутствует ген Taslr2, поэтому ей не по вкусу конфеты и печенья.

Представители семейства кошачьих являются плотоядными животными и рецепторы сладости не являются необходимыми для их выживания. Однако, кошки могут обнаружить горькие ароматы, которые помогают им избежать протухшего мяса, то есть падали.

Ученые обнаружили, что в дополнение к кошкам и их диким сородичам, таким, как львы и тигры, другие плотоядные животные также имеют генетические мутации, которые делают их не в состоянии попробовать сладости. Например, дельфины и морские львы.

Для всеядных существ, таких, как собаки или лошадки, эти гены, как и человека, по-прежнему присутствуют, потому что сладость является признаком углеводов, важным источником пищи для животных, которые потребляют растения.

Некоторые млекопитающие, такие, как также имеют специальные вкусовые рецепторы, которые настроены на жидкость. Это рецепторы находится на кончике языка, то есть той части, которая входит в контакт с водой во время питья.

Если животное ест много соленого, то эта область языка становится более чувствительной и необходимость в воде у кошки или собаки увеличивается.