Smaak, of smaakwaarneming, is een van onze basiszintuigen. Het vertelt ons van jongs af aan wat eetbaar is en wat niet, wat goed is voor ons lichaam en wat potentieel gevaarlijk kan zijn. Rekening houdend met hoe belangrijk de smaakzin voor ons is, is het verrassend hoe weinig we weten over de onderliggende neurologische mechanismen die de smaaksensatie produceren.
Smaak berust op het waarnemen van bepaalde moleculen in voedsel. Chemische herkenning van deze moleculen op onze tong genereert een signaal dat naar de hersenen wordt gestuurd en daar wordt verwerkt. De verwerkte signalen geven ons bepaalde ideeën over het soort voedsel waarmee we te maken hebben en stellen ons in staat bepaalde beslissingen te nemen en ons gedrag dienovereenkomstig aan te passen. Zo wordt zoet bijvoorbeeld typisch geassocieerd met zeer calorierijk, aantrekkelijk voedsel, terwijl bitterheid een signaal van gevaar kan zijn, aangezien veel giftige stoffen met deze smaak worden geassocieerd.
Smaakpapillen voeren het eerste deel van de taak uit: herkenning en opwekking van het signaal. Dit deel is relatief goed bestudeerd. We weten dat onze tong vijf soorten smaakreceptoren bevat die zoetheid, zoutheid, bitterheid, zuurheid en umami (hartige of vleessmaak) registreren. Chemische stoffen staan in wisselwerking met receptoren om signalen op te wekken die naar de hersenen worden gestuurd. Suikers worden herkend door de zoetheidsreceptoren, natriumionen door de zoutheidsreceptoren, zuren door de zuurheidsreceptoren. Glutamaat, een bestanddeel van vlees en veel ander eiwitrijk voedsel, activeert de umamireceptoren. Bitterheid is de meest gevoelige van alle smaken en kan worden geproduceerd door interactie van een verscheidenheid van “bittere” liganden, zoals sommige peptiden, met de specifieke receptoren.
Het tweede deel van het smaakwaarnemingsproces, de signaalverwerking, wordt beduidend minder begrepen, en veel onderzoekstudies zijn er tegenwoordig op gericht uit te vinden hoe onze hersenen de enorme verscheidenheid en complexiteit van smaken genereren met behulp van slechts een paar basissmaakreceptoren.
Tot voor kort domineerden twee grote denkrichtingen het gebied van de neurowetenschappen dat zich bezighoudt met smaakwaarneming. Sommige onderzoekers geloofden dat signalen van verschillende receptoren naar verschillende, hoewel onderling verbonden, delen van de hersenen gaan. Andere neurowetenschappers geloofden dat alle signalen van elke smaakreceptor in hetzelfde centrum eindigen, waardoor de specifieke smaak van voedsel die we kunnen herkennen, tot stand komt.
De huidige onderzoeksgegevens hebben de mening van de wetenschappelijke gemeenschap ten gunste van de eerste hypothese doen verschuiven. Het bleek dat ganglionneuronen, verbonden met de smaakreceptorcellen, duidelijke smaakvoorkeuren hebben, en voor elk type receptor zijn er speciale cellen in de hersenen die informatie ontvangen van de smaakpapillen.
Dit is echter slechts een deel van het verhaal: de smaak die we voelen wordt niet uitsluitend gevormd door de informatie die we ontvangen van de smaakpapillen. De geur van voedsel – waargenomen door het olfactorisch epitheel in de neus – is een andere factor die duidelijk samenwerkt met de smaak die in de mond wordt waargenomen.
Bovendien helpen mechanoreceptoren ons om de textuur van voedsel te voelen, terwijl chemothermische sensaties – via de receptoren van pijn, aanraking en thermische perceptie – ons het vermogen geven om de heetheid van chilipeper of de koelte van menthol te voelen. Het blijkt ook dat de vijf basistypes van smaakreceptoren niet noodzakelijk de enige smaakreceptoren zijn die wij hebben. Bij dierproeven is althans gebleken dat er specifieke herkenningsprocessen zijn voor calciumrijk voedsel en voor vetten. Al deze signalen moeten op de een of andere manier door de hersenen worden geïntegreerd om de smaaksensatie te verkrijgen die wij voelen. De details van dit proces zijn nog steeds zeer onduidelijk.
De vraag hoe smaak in de hersenen wordt gegenereerd is niet geheel academisch. Het is algemeen bekend dat smaak en eetlust met elkaar verbonden zijn. Naarmate we ouder worden, neemt het aantal smaakreceptoren op onze tong echter snel af. Op 20-jarige leeftijd hebben we nog maar de helft van het aantal smaakreceptoren dat we in onze kindertijd hadden, en dit aantal neemt verder af naarmate we ouder worden. Bijgevolg hebben veel ouderen een sterk verminderde smaakzin, wat leidt tot een gebrek aan belangstelling voor voedsel, een afnemende eetlust en verlies van lichaamsgewicht. Dit laatste draagt verder bij tot de algemene kwetsbaarheid en een slechtere gezondheid.
Tot op heden zijn wetenschappers niet op de hoogte van mechanismen die zouden helpen bij het herstel van de smaakpapillen. Als we echter begrijpen hoe de neuronale signalen van de smaakreceptoren worden verwerkt, kunnen we misschien een manier vinden om deze signalen door farmaceutische ingrepen te versterken en zo mensen te helpen die aan het verlies van smaakzin lijden. Aan de andere kant kan het verminderen van de intensiteit van de smaak helpen om de eetlust te verminderen en zo mensen met overgewicht ervan te weerhouden buitensporige hoeveelheden voedsel te consumeren. Toekomstig onderzoek naar de mechanismen van smaakperceptie kan van nut zijn bij de aanpak van een aantal eetstoornissen die tegenwoordig zo gewoon worden.
Abumrad NA (2005). CD36 kan ons verlangen naar voedingsvetten bepalen. 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). De neurale representatie van smaakkwaliteit in de periferie. Nature PMID: 25383521
Green BG, Alvarez-Reeves M, George P, & Akirav C (2005). Chemesthesis and taste: evidence of independent processing of sensation intensity. Fysiologie &gedrag, 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). Neurowetenschappen. Zoet hier, zout daar: bewijs voor een smaakkaart in het zoogdierenbrein. 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 / .