Maku eli makuaisti on yksi perusaisteistamme. Se kertoo meille jo varhaislapsuudesta lähtien, mikä on syötävää ja mikä ei, mikä on hyväksi elimistöllemme ja mikä voi olla mahdollisesti vaarallista. Kun otetaan huomioon, miten tärkeä makuaisti on meille, on yllättävää, miten vähän tiedämme taustalla olevista neurologisista mekanismeista, jotka tuottavat makuaistimuksen.
Maku perustuu tiettyjen ruoassa olevien molekyylien aistimiseen. Näiden molekyylien kemiallinen tunnistaminen kielellämme tuottaa signaalin, joka lähetetään aivoihin ja käsitellään siellä. Käsitellyt signaalit antavat meille tiettyjä käsityksiä siitä, millaisen ruoan kanssa olemme tekemisissä, ja antavat meille mahdollisuuden tehdä tiettyjä päätöksiä ja muuttaa käyttäytymistämme sen mukaisesti. Esimerkiksi makeus liitetään tyypillisesti erittäin kaloripitoiseen, houkuttelevaan ruokaan, kun taas katkeruus saattaa viestiä vaarasta, koska tähän makuun liitetään monia myrkkyjä.
Makuhermot suorittavat tehtävän ensimmäisen osan: tunnistamisen ja signaalin tuottamisen. Tätä osaa on tutkittu suhteellisen hyvin. Tiedämme, että kielessämme on viidenlaisia makureseptoreita, jotka rekisteröivät makeutta, suolaisuutta, katkeruutta, happamuutta ja umamia (suolainen tai lihaisa maku). Kemikaalit ovat vuorovaikutuksessa reseptorien kanssa ja tuottavat signaaleja, jotka lähetetään aivoihin. Makeuden reseptorit tunnistavat sokerit, suolaisuuden reseptorit natriumionit ja hapot hapokkuuden reseptorit. Glutamaatti, joka on lihan ja monien muiden proteiinipitoisten elintarvikkeiden ainesosa, aktivoi umami-reseptoreita. Karvas maku on kaikista makuelämyksistä herkin, ja se voi syntyä erilaisten ”karvasien” ligandien, kuten joidenkin peptidien, vuorovaikutuksesta erityisten reseptorien kanssa.
Makuhavaintoprosessin toista osaa, signaalinkäsittelyä, ymmärretään huomattavasti vähemmän, ja monet tutkimukset pyrkivätkin nykyään selvittämään, miten aivomme tuottavat makujen valtavan moninaisuuden ja monimutkaisuuden vain muutamien perusmakureseptoreiden avulla.
Makuhavaintoa käsittelevää neurotieteen aluetta hallitsi viime aikoihin asti kaksi suurta ajatuskoulukuntaa. Jotkut tutkijat uskoivat, että eri reseptoreiden signaalit kulkevat aivojen eri, vaikkakin toisiinsa kytkeytyneisiin osiin. Toiset neurotieteilijät uskoivat, että kaikki signaalit jokaisesta makureseptorista päätyvät samaan keskukseen, mikä helpottaa tunnistamamme ruoan erityisen maun syntymistä.
Nykyinen tutkimustieto on muuttanut tiedeyhteisön mielipidettä ensimmäisen hypoteesin hyväksi. Kävi ilmi, että makureseptorisoluihin kytkeytyvillä ganglioneuroneilla on selvät makupreferenssit, ja jokaista reseptorityyppiä varten on aivoissa omat solunsa, jotka ottavat vastaan makunystyröiltä saatua tietoa.
Tämä on kuitenkin vain osa tarinaa: tuntemamme maku ei muodostu yksinomaan makunystyröiltä saadun informaation perusteella. Ruoan haju – jonka nenän hajuepiteeli havaitsee – on toinen vaikuttava tekijä, joka selvästi toimii yhdessä suussa havaitun maun kanssa.
Lisäksi mekanoreseptorit auttavat meitä aistimaan ruoan koostumuksen, kun taas kemesteettiset aistimukset – kipu-, tunto- ja lämpöaistimuksen reseptoreiden kautta – antavat meille kyvyn tuntea chilipippurin tulisuuden tai mentolin viileyden. Vaikuttaa myös siltä, että nämä viisi makureseptorin perustyyppiä eivät välttämättä ole ainoat makureseptorit, joita meillä on. Ainakin eläinkokeissa osoitettiin, että kalsiumpitoisille elintarvikkeille ja rasvoille on olemassa erityisiä tunnistamisprosesseja. Aivojen on jotenkin yhdistettävä kaikki nämä signaalit, jotta saamme tuntemamme makuaistimuksen. Tämän prosessin yksityiskohdat ovat edelleen hyvin epäselviä.
Kysymys siitä, miten maku syntyy aivoissa, ei ole täysin akateeminen. Tiedetään hyvin, että maku ja ruokahalu liittyvät toisiinsa. Ikääntyessämme makureseptorien määrä kielessä kuitenkin vähenee nopeasti. 20-vuotiaana meillä on jo vain puolet vähemmän makureseptoreita kuin lapsuudessa, ja väheneminen jatkuu pitkällä iällä. Tämän seurauksena monien iäkkäiden ihmisten makuaisti on heikentynyt huomattavasti, mikä johtaa kiinnostuksen puutteeseen ruokaa kohtaan, ruokahalun vähenemiseen ja painon laskuun. Jälkimmäinen lisää entisestään yleistä haurautta ja heikentää terveyttä.
Tutkijat eivät tällä hetkellä tiedä mitään mekanismeja, jotka auttaisivat makuaistin palauttamisessa. Jos kuitenkin ymmärrämme, miten makureseptoreiden hermosignaaleja käsitellään, voimme löytää keinon tehostaa näitä signaaleja farmaseuttisten interventioiden avulla ja siten auttaa makuaistin menetyksestä kärsiviä ihmisiä. Toisaalta makuaistin voimakkuuden vähentäminen voi auttaa vähentämään ruokahalua ja siten estää ylipainoisia ihmisiä syömästä liikaa ruokaa. Makuaistimuksen mekanismeja koskevasta tulevasta tutkimuksesta voi tulla tärkeä apuväline pyrittäessä puuttumaan erilaisiin syömishäiriöihin, jotka ovat nykyään niin yleisiä.
Abumrad NA (2005). CD36 voi määrittää halumme ravintorasvoihin. The Journal of clinical investigation, 115 (11), 2965-7 PMID: 16276408
Bachmanov, A., & Beauchamp, G. (2007). Taste Receptor Genes Annual Review of Nutrition, 27 (1), 389-414 DOI: 10.1146/annurev.nutr.26.061505.111329
Barretto RP, Gillis-Smith S, Chandrashekar J, Yarmolinsky DA, Schnitzer MJ, Ryba NJ, & Zuker CS (2014). Maun laadun neuraalinen edustus periferiassa. Nature PMID: 25383521
Green BG, Alvarez-Reeves M, George P, & Akirav C (2005). Kemiasteesi ja maku: todisteita aistimuksen voimakkuuden riippumattomasta käsittelystä. Fysiology & behavior, 86 (4), 526-37 PMID: 16199067
Ikeda, K. (2002). New Seasonings Chemical Senses, 27 (9), 847-849 DOI: 10.1093/chemse/27.9.847
Miller G (2011). Neurotiede. Makeaa täällä, suolaista siellä: todisteita makukartasta nisäkkäiden aivoissa. Science (New York, N.Y.), 333 (6047) PMID: 21885750
Zhao, G., Zhang, Y., Hoon, M., Chandrashekar, J., Erlenbach, I., Ryba, N., & Zuker, C. (2003). The Receptors for Mammalian Sweet and Umami Taste Cell, 115 (3), 255-266 DOI: 10.1016/S0092-8674(03)00844-4
Image via Maryna Pleshkun / .
kautta.