Новое исследование Калифорнийского технологического института показало, что чувствительные к кислому вкусу клетки играют важную роль в обнаружении воды на языке.
Работа, опубликованная в статье журнала Nature Neuroscience от 29 мая, была выполнена в лаборатории Юки Ока, доцента кафедры биологии.
«Язык может определять различные ключевые питательные факторы, называемые вкусовыми веществами, такие как натрий, сахар и аминокислоты, по вкусу», - говорит Ока. «Однако то, как мы чувствуем воду во рту, было неизвестно. Известно, что многие виды насекомых «пробуют» воду на вкус, поэтому мы предположили, что у млекопитающих также может быть механизм вкусовой системы для обнаружения воды».
Вкусовые клетки передают информацию о вкусовых веществах в мозг через нервы, называемые вкусовыми нервами. Первый автор и аспирант Дхрув Зокки измерил электрические реакции вкусовых нервов у мышей на различные вкусовые вещества, а также на воду. Нервы предсказуемым образом реагировали на различные основные вкусы - сладкий, кислый, горький, соленый и умами, - но их также стимулировала чистая вода. «Это было захватывающе, потому что предполагало, что некоторые вкусовые клетки способны обнаруживать воду», - говорит Зокки.
Каждый основной вкус опосредуется отдельными подмножествами вкусовых клеток. Чтобы проверить, какие вкусовые клетки реагируют на воду, команда генетически и фармакологически заблокировала функцию отдельных клеточных популяций. Например, когда рецептор солевого вкуса был заблокирован, соль больше не вызывала активность вкусовых нервов, но не влияла на реакцию на другие вкусы.«К нашему удивлению, когда мы заставили замолчать клетки кислого вкуса, реакция воды также была полностью заблокирована», - говорит Ока. «Результаты показали, что вода воспринимается клетками кислого вкуса».
Чтобы доказать, что кислые клетки действительно способствуют обнаружению воды, команда использовала метод, называемый оптогенетикой, который позволил им стимулировать кислые клетки светом вместо воды. Исследователи удалили воду из бутылки с водой животных и сделали так, чтобы носик бутылки излучал синий свет, когда животные касались его. Они обнаружили, что генетически модифицированные мыши, испытывающие жажду, идут к носику за водой, сталкиваются со светом и «пьют» его. Хотя мышей не регидратировали, они продолжали лизать источник воды, потому что свет создавал сенсорный сигнал о воде.
Кислый вкус часто ассоциируется с неприятным вкусом, который снижает предпочтение животных к жидкости - например, мыши избегают пить лимонный сок. Интересно, что когда ученые стимулировали кислые клетки светом, они не наблюдали такого отталкивающего поведения у искусственных мышей.
"Эти результаты поднимают вопрос: какую информацию о вкусе кислые клетки на самом деле передают в мозг?" - говорит Зокки. «Возможно, кислые клетки не связаны напрямую с неприятной кислинкой, которую мы воспринимаем, но вместо этого они могут вызывать другой тип вкуса, как вода, при стимуляции».
«Важно отметить, что стимуляция этих клеток не утоляет жажду», - говорит Ока. «Но это открытие помогает нам понять, как мозг интерпретирует сигналы воды в нормальном состоянии и в состоянии жажды. Далее мы хотели бы заняться механизмами, с помощью которых гедонистическая ценность или «приятность» сенсорных входов регулируются мозговой активностью».