Smak, czyli percepcja smakowa, jest jednym z naszych podstawowych zmysłów. Od wczesnego dzieciństwa podpowiada nam, co jest jadalne, a co nie, co jest dobre dla naszego organizmu, a co może być potencjalnie niebezpieczne. Biorąc pod uwagę, jak ważny jest dla nas zmysł smaku, zaskakujące jest to, jak mało wiemy o mechanizmach neurologicznych, które wywołują uczucie smaku.
Smak opiera się na wyczuwaniu pewnych molekuł w żywności. Chemiczne rozpoznanie tych molekuł na naszym języku generuje sygnał, który jest wysyłany do mózgu i tam przetwarzany. Przetworzone sygnały dają nam pewne wyobrażenie o rodzaju pożywienia, z którym mamy do czynienia i pozwalają nam podjąć pewne decyzje i odpowiednio zmodyfikować nasze zachowanie. Na przykład, słodycz kojarzona jest z wysokokalorycznym, atrakcyjnym jedzeniem, podczas gdy gorycz może sygnalizować niebezpieczeństwo, gdyż z tym smakiem związanych jest wiele toksyn.
Pąki smakowe wykonują pierwszą część zadania: rozpoznanie i generowanie sygnału. Ta część jest stosunkowo dobrze zbadana. Wiemy, że nasz język zawiera pięć rodzajów receptorów smakowych, które rejestrują słodycz, słoność, gorycz, kwaśność i umami (smak wytrawny lub mięsny). Substancje chemiczne wchodzą w interakcję z receptorami, generując sygnały, które są wysyłane do mózgu. Cukry są rozpoznawane przez receptory smaku słodkiego, jony sodu przez receptory smaku słonego, a kwasy przez receptory smaku kwaśnego. Glutaminian, składnik mięsa i wielu innych pokarmów bogatych w białko, aktywuje receptory umami. Gorycz jest najbardziej wrażliwym ze wszystkich smaków i może być wytwarzana poprzez interakcję różnych „gorzkich” ligandów, takich jak niektóre peptydy, z określonymi receptorami.
Druga część procesu percepcji smaku, przetwarzanie sygnałów, jest znacznie mniej zrozumiała i obecnie wiele badań ma na celu ustalenie, w jaki sposób nasz mózg generuje ogromną różnorodność i złożoność smaków przy użyciu zaledwie kilku podstawowych receptorów smaku.
Do niedawna dwie główne szkoły myślenia dominowały w obszarze neuronauki zajmującej się percepcją smaku. Niektórzy badacze uważali, że sygnały z różnych receptorów trafiają do różnych, choć wzajemnie powiązanych, części mózgu. Inni neurobiolodzy uważali, że wszystkie sygnały z każdego receptora smaku kończą się w tym samym ośrodku, ułatwiając w ten sposób tworzenie specyficznego smaku pokarmu, który możemy rozpoznać.
Obecne badania przesunęły opinię środowiska naukowego na korzyść pierwszej hipotezy. Okazało się, że neurony zwojowe, połączone z komórkami receptorów smakowych, mają wyraźne preferencje smakowe, a dla każdego typu receptora istnieją w mózgu dedykowane komórki, które odbierają informacje z kubków smakowych.
To jednak tylko część historii: smak, który odczuwamy, nie jest tworzony wyłącznie na podstawie informacji otrzymywanych z kubków smakowych. Zapach jedzenia – wykrywany przez nabłonek węchowy w nosie – jest kolejnym czynnikiem, który w oczywisty sposób współgra z odczuwanym w ustach smakiem. Pytanie o to, jak smak jest generowany w mózgu, nie jest całkowicie akademickie. Dobrze wiadomo, że smak i apetyt są ze sobą powiązane. Jednak z wiekiem liczba receptorów smakowych na naszym języku szybko maleje. W wieku 20 lat mamy już tylko połowę tej liczby receptorów, którą mieliśmy w dzieciństwie, a spadek ten postępuje wraz z wiekiem. W rezultacie, wiele starszych osób ma poważnie obniżone poczucie smaku, co prowadzi do braku zainteresowania jedzeniem, spadku apetytu i utraty wagi ciała. To ostatnie przyczynia się do ogólnej słabości i gorszego stanu zdrowia. Na chwilę obecną naukowcy nie znają żadnych mechanizmów, które pomogłyby w przywróceniu kubków smakowych. Jeśli jednak zrozumiemy, w jaki sposób sygnały neuronalne z receptorów smaku są przetwarzane, możemy znaleźć sposób na wzmocnienie tych sygnałów poprzez interwencje farmaceutyczne i w ten sposób pomóc ludziom cierpiącym z powodu utraty odczuwania smaku. Z drugiej strony, zmniejszenie intensywności odczuwania smaku może pomóc w zmniejszeniu apetytu, a tym samym powstrzymać osoby z nadwagą od spożywania nadmiernych ilości pokarmu. Przyszłe badania nad mechanizmami percepcji smaku mogą stać się instrumentalne w rozwiązywaniu różnych zaburzeń odżywiania, które stają się tak powszechne w dzisiejszych czasach. Abumrad NA (2005). CD36 może określić nasze pragnienie dietetycznych tłuszczów. 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). Neuronalna reprezentacja jakości smaku na peryferiach. Nature PMID: 25383521 Green BG, Alvarez-Reeves M, George P, & Akirav C (2005). Chemesthesis and taste: evidence of independent processing of sensation intensity. Physiology & 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). Neuroscience. Sweet here, salty there: evidence for a taste map in the mammalian brain. 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 / . .