Ученые обнаружили новый тип клеток во вкусовых сосочках языка

Клетки вкусовых рецепторов используют несколько сигнальных путей для обнаружения химических веществ в продуктах питания. Функционально эти клетки делятся на три типа: клетки Iтипа действуют как опорные и обладают некоторыми свойствами глиальных клеток; клетки II типа распознают горькое, сладкое и вкус умами; клетки III типа реагируют на кислые и соленые раздражители. Ученые из Университета Баффало (University at Buffalo, Buffalo, New York) обнаружили новую популяцию вкусовых клеток, которые реагируют на множество вкусовых стимулов, включая горький, сладкий, кислый и умами. Подробности – на страницах PLOS Genetics.

 

Credit: Alex Guillaume, public domain


Мы используем нашу вкусовую систему, чтобы решить, стоит ли употреблять некий продукт в пищу или лучше отказаться от него. Это критически важно для выживания, поскольку нам нужно не только получать с пищей энергию, но также избегать потенциально токсичных соединений. Поэтому важно понимать, как вкусовые клетки во рту обнаруживают химические вещества в пище и отправляют сигнал в наш мозг.

Сигналы от вкусовых клеток передают в мозг информацию о природе потенциального пищевого продукта. Как работает кодирование вкуса, до сих пор не совсем понятно. В настоящее время считается, что вкусовые клетки, в первую очередь, выборочны по отношению к каждому вкусовому стимулу и обнаруживают горькие, сладкие, кислые, соленые или умами (аминокислоты) соединения, а также некоторые другие вещества.

В этом исследовании описывается новая популяция вкусовых клеток, которые могут распознавать различные типы стимулов, включая химические вещества с разными вкусовыми качествами. Обнаружение этих широко чувствительных вкусовых клеток дает новое представление о том, как информация о вкусе передается в мозг для обработки.

Цель исследования состояла в том, чтобы охарактеризовать широко чувствительные (broadlyresponsive, BR) вкусовые клетки. В эксперименте использовали мышей, нокаутных (инактивированных) по гену рецептора инозитолтрифосфата 3 типа (IP3R3-KO), у которых ионы кальция не высвобождаются из внутренних запасов клеток II типа при стимуляции горькими, сладкими или умами стимулами. Это сделали для того, чтобы исключить потенциально мешающие сигналы от клеток IIтипа при исследовании клеток типа BR.

Модель клетки типа BR. Credit: Banik et al / PLOS Genetics, 2020


Используя визуализацию ионов кальция в живых изолированных вкусовых клетках мышей IP3R3-KO, удалось обнаружить, что BR-клетки – это подмножество клеток III типа. Они реагируют на кислые стимулы, но также используют характерный для клеток IIтипа сигнальный путь с участием фосфолипазы Cβ (PLCβ) для ответа на горькие, сладкие и умами стимулы.

В отличие от клеток IIтипа, отдельные BR-клетки широко настроены и реагируют на множественные стимулы с разными вкусовыми модальностями. Визуализация живых клеток у мышей, нокаутных по гену PLCβ3, подтвердила, что BR-клетки действительно используют этот сигнальный путь для ответа на горький, сладкий и умами.

Краткосрочные поведенческие анализы показали, что BR-клетки вносят значительный вклад в поведение, управляемое вкусом. Ученые обнаружили, что потеря либо PLCβ3 в клетках BR, либо IP3R3 в клетках типа II вызывала аналогичный поведенческий дефицит в отношении стимулов горького, сладкого и умами. Анализ активности c-Fos в ядре солитарного тракта (нервного пути, в который вплетаются нервные пучки, несущие информацию о вкусе в продолговатый мозг) также показал, что функциональные клетки типа II и BR необходимы для нормальной запускающейся стимулом экспрессии.

Авторы заключают, что периферическая вкусовая система устроена намного более сложно, чем считалось ранее, и необходимы дополнительные исследования, которые помогут детально разобраться в том, как наш мозг распознает различные вкусы.


Текст: Диана Галимова

A subset of broadly responsive Type III taste cells contribute to the detection of bitter, sweet and umami stimuli by Debarghya Dutta Banik, Eric D. Benfey, Kathryn F. Medler et al. in PLOS Genetics. Published August 2020.

https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008925

 

Как кишечник управляет нашими вкусовыми предпочтениями

Традиционно ученые считали, что брюшной отдел блуждающего нерва передает в мозг только информацию о работе желудочно-кишечного тракта. Исследователям Медицинской школы Icahn удалось открыть нейронную связь…

Как оценить вкус по ЭЭГ?

Исследователи из пермского филиала НИУ ВШЭ нашли новый метод анализа воспринимаемого сходства продуктов питания. Для этого ученые использовали электроэнцефалографию. Результаты работы опубликованы в журнале Food…

COVID-19 и неврология

Коронавирусы известны своей способностью поражать нервную систему и вызывать различные неврологические расстройства, которые были описаны при MERS-CoV и SARS-CoV-1. С увеличением количества пациентов, заболевших (и…

«Горькая правда»: почему мы любим горечь кофе

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Scientific Reports, люди, лучше ощущающие горький вкус кофе, склонны пить его больше. Ученые считают, что такая любовь к кофе генетически детерминирована….

Вам, гурманы!

Да, дорогие наши любители вкусной еды и хорошего вина, перед вами — ваш рабочий инструмент. Вкусовой сосочек языка. Розовым показаны вкусовые рецепторы, а желтым «просвечивают»— нервные…

Где скрывается пищевое отвращение

Новое исследование,  проведенное в университете Гренады и опубликованное в Experimental Brain Research, привело к пониманию того,  как формируется пищевое отвращение. Согласно выводам ученых, базально-латеральные ядра миндалевидного…

Голодные игры: иногда достаточно посмотреть на еду

Каждому из нас хоть раз приходилось объедаться, особенно за праздничным столом. Происходит это не столько из-за слабохарактерности, когда вы не в силах отказаться от вкусной…

Еда: двойное удовольствие и переедание

Во время приема пищи выработка дофамина в головном мозге запускается дважды: один раз непосредственно во время еды, а второй раз – когда наступило насыщение. Попытка…

Запах еды может регулировать рацион человека

Ученые выяснили, что запах фастфуда, если чувствовать его больше двух минут, снижает желание съесть нездоровую еду. Ради этого исследователи провели эксперимент, качественно регистрирующий реакцию голодных…

Какая область мозга «хочет выпить»?

За желание прямо сейчас выпить пива и ничего иного во многом отвечает активность небольшого участка подкорковых ядер, расположенного глубоко внутри мозга – правого вентрального полосатого…

Музыка делает пиво вкуснее

Если пиво кажется вам невкусным, то, может быть, вы просто пьёте его под неправильную музыку? Учёные из  Брюссельского свободного университета научно доказали, что правильно подобранная…

Найдены «сладкие» нейроны

Периферическая вкусовая система исследована довольно тщательно, однако о том, как ощущение вкуса формируется в ЦНС, известно относительно мало. Команда ученых из Национального Института Естественных Наук…