Вкус — это на самом деле не совсем вкус. У меня нередко бывают пациенты, которые жалуются на то, что еда стала какой-то не такой, но при этом именно с хемосенсорикой у них всё в порядке. При тщательном осмотре бывает, что приходится отправлять их к коллегам-оториноларингологам из-за аносмии и нарушения обоняния, а иногда в процессе обследования обнаруживаются проблемы с тройничным нервом.

Если вы ненавидите брокколи, значит, ваш генотип определяет её как горькую. Взамен у вас меньше шансов умереть отравленным и ниже риски синуситов.

Взросление начинается с проверки гипотезы о том, что у умных людей на морозе не примерзает язык к качелям.

Дальше идут проверки того, насколько кисленькие попки у муравьёв, правда ли, что пчела не кусается, если в ладошках ей темно, чем пахнет пламя зажигалки и ещё куча обязательных пунктов программы. Но ключевым обязательно будет лизание по очереди девятивольтовой батарейки «Крона». Для ценителей постарше были ещё квадратные 3336, но баланс нежного кислого вкуса с металлическими нотками у них был не тот из-за напряжения в два раза ниже.

Все эти эксперименты с болезненными впечатлениями связаны с тем, что называют оральным гальванизмом, когда слюна работает как проводник, замыкая контакты, а электрический ток напрямую активирует нервные окончания, вызывая деполяризацию клеточных мембран. Нервы — это электрика, и химическое электричество — тоже электричество.

Сегодня мы будем говорить про вкус, рецепторы и различные их мутации, а также про то, как правильно нюхать еду — внутрь или внаружу.

Вкус на самом деле — не вкус

Все, кто лечил зубы на нижней челюсти, наверняка помнит ощущение онемения не только в области зубов, но и половины языка, нижней губы и кожи в районе ментального отверстия.

Так вот, тот же самый нерв играет ключевую роль в передаче «не совсем вкуса» острой пищи из-за активации ванилоидных рецепторов и множества других ощущений, которые привносят свой вклад в комплексное восприятие пищи, но вкусом в чистом виде не являются. Поэтому иногда жалобы на нарушение вкуса могут быть не связаны непосредственно с самими вкусовыми рецепторами языка, а быть симптомом нейропатии при дисфункции тройничного нерва.

Часто мы не осознаём, насколько привыкли смешивать сигналы от десятков сенсорных систем при дегустации пищи. Наше обоняние во время еды может работать в двух режимах — когда вы нюхаете в себя и наоборот. Звучит немного странно, но мы действительно воспринимаем аромат пищи традиционным ортоназальным способом, только когда утром вас будит аромат блинчиков или когда вы нюхаете содержимое тарелки. Остальное время вы нюхаете в обратную сторону — ретроназально. Этот процесс идёт за счёт того, что летучие ароматические компоненты испаряются в полости рта, а затем попадают в носовую полость с обратной стороны через глотку и хоаны.

Эта мультисенсорная интеграция и является причиной того, почему еда во время сильного насморка кажется безвкусной. А во время COVID-19 этот аспект стал ещё более заметен. Мозг исправно сообщает о том, что еда сочная, сладкая, хрустящая и имеет все прочие привычные характеристики. Вот только это не яблоко, а луковица, которую вы жуёте. Я как раз проверял это на себе, будучи инфицированным. Она действительно сладкая и сочная, вполне себе похожая на гуаву или сочное яблоко. Более того, вы легко можете проверить эту мультисенсорную историю, попросив кого-то с закрытыми глазами и зажатым носом попробовать пюре из клубники и персика. Язык передаст в мозг идентичные сигналы: «сладко, немного кисло». Но вся палитра, вся та самая «клубничность» или «персиковость», заключена в летучих ароматических молекулах.

Нас в данной истории волнует в первую очередь только вкус в его истинном понимании, поэтому дальше мы сфокусируемся именно на нём.

Вкусовая почка

Функциональной единицей восприятия вкуса является вкусовая почка — микроскопическое овальное скопление из 50–150 клеток, расположенное внутри эпителия сосочков. Это не просто набор сенсоров, а сложный, постоянно обновляющийся микроорган. Внутри него находится как минимум четыре типа клеток:

Рецепторные клетки (II типа): оснащены рецепторами для сладкого, горького и умами.
Пресинаптические клетки (III типа): отвечают за восприятие кислого вкуса.
Поддерживающие клетки (I типа): выполняют структурную и вспомогательную функции.
Базальные клетки (IV типа): стволовые клетки, которые постоянно делятся и заменяют отмирающие вкусовые клетки.

Этот процесс регенерации идёт непрерывно, и полный жизненный цикл одной вкусовой клетки составляет всего 10–14 дней. Поэтому, когда вы обожгли язык горячим чаем, сначала вы интенсивно страдаете, лишившись слизистой, но вскоре восстанавливаете способность чувствовать вкус.

Типы сосочков

Вкусовые почки не просто так понатыканы случайным образом, а собраны в функциональные пакеты, которые называют сосочками. Такая архитектура позволяет им оптимально и сбалансированно задерживать частицы пищи на достаточное для распознавания время.

Нитевидные сосочки: самые многочисленные, они покрывают большую часть спинки языка и придают ей характерную шероховатость. Эти сосочки выполняют чисто механическую функцию — помогают перемещать и измельчать пищу. Мы приматы, у нас диета в основном растительная, поэтому нитевидные сосочки мы используем в лучшем случае для облизывания палочки после втыкания в пчелиный улей. А вот у кошек они содержат такое количество кератина, что позволяют эффективно слизывать даже мясо с кости. Вкусовых почек этот тип не содержит.
Грибовидные сосочки: расположены в основном на передних двух третях языка, особенно на кончике. Они похожи на маленькие грибы и содержат в среднем по шесть–девять вкусовых почек каждый. Помимо вкуса, они также воспринимают температуру и текстуру пищи.
Желобоватые сосочки: самые крупные, их у человека от 8 до 12. Они образуют V-образную линию на задней части языка. Каждый такой сосочек окружён «рвом», в стенках которого находятся сотни вкусовых почек. Специальные железы фон Эбнера постоянно омывают этот «ров», чтобы вкусовые вещества могли достичь рецепторов.
Листовидные сосочки: это складки на боковых поверхностях задней части языка, в стенках которых также находится множество вкусовых почек.

Кстати, распространённый миф о «зонах вкуса» на языке — что кончик чувствует только сладкое, а края кислое — давно опровергнут. Все вкусы могут восприниматься по всей поверхности языка, где есть вкусовые почки. Разница лишь в плотности расположения определённых типов рецепторов.

Рецепторы — как у дрожжей, но лучше

Итак, вкусовые вещества, растворённые в слюне, достигают вкусовых пор и контактируют с клетками-рецепторами. Что происходит дальше? Здесь эволюция пошла двумя разными путями. Для простых и жизненно важных ионов вроде соли и кислоты используется быстрый и прямой механизм ионных каналов. Это самый примитивный и естественный для любой клетки способ. Она и так постоянно существует в необходимости где-то пассивно, а где-то активно перемещать протоны водорода, ионы натрия и калия через мембрану и обратно. Эволюционно остаётся только прикрутить этот процесс к возбудимой клетке, чтобы она могла при достижении какого-то порога пнуть через синапс нервное окончание.

Для более сложных органических молекул сахаров, аминокислот и некоторых видов токсинов используется более медленный, но зато многократно усиливающий сигнал каскад G-белковых рецепторов — GPCR. Каскад служит ровно для того же, для чего служит операционный усилитель с соответствующей обвязкой в электронных схемах. Его задача — поймать нужный лиганд и активировать следующие механизмы. В 2012 году Брайан Кобылка и Роберт Лефковитц получили Нобелевскую премию за изучение механизма работы этого огромного класса рецепторов.

Задачи у GPCR существенно шире, чем просто вкус. Как обычно, эволюционно намного проще прикрутить что-то стандартное и мутировавшее к новой функции, чем «разрабатывать» с нуля совсем непохожее. Поэтому зрение, обоняние, вкус, чувствительность к дофамину с серотонином и специфичные воспалительные каскады — это всё к ним. Такие рецепторы есть даже у дрожжей для своих грибных хеморецепторных задач. В целом около 34% всех препаратов используют именно их в качестве мишени.

Пять канонических вкусов

Всего у нас различают пять базовых вкусов. В европейской традиции долгое время не выделяли специфично белковый — умами, но он быстро пришёл в терминологию вместе с соевым соусом, глутаматом и азиатской кулинарией.

Солёный: это самый прямой из вкусов. Он отвечает за детекцию ионов натрия (Na+), критически важных для водно-солевого баланса. Основным рецептором для приятного, низкоконцентрированного солёного вкуса служит эпителиальный натриевый канал (ENaC). Когда концентрация соли во рту растёт, ионы натрия просто затекают в клетку через этот постоянно открытый канал, вызывая её деполяризацию и заставляя высвобождать нейротрансмиттеры. Всё просто и эффективно. Процесс пассивный и не требует каких-то сложных механизмов. Наверное, подобные механизмы унаследованы ещё от первых одноклеточных, которые медленно дрейфовали в прибрежной грязи первых морей планеты.
Кислый: это вкус кислотности, то есть протонов (ионов водорода — H+). Долгое время его механизм был загадкой, но недавние исследования идентифицировали ключевой белок — протон-селективный ионный канал OTOP1. Когда в рот попадает кислота, ионы H+ устремляются в клетку III типа через этот канал. Это не только меняет заряд клетки, но и блокирует калиевые каналы, что ещё больше усиливает деполяризацию и приводит к мощному выбросу нейромедиатора серотонина.
Сладкий, горький и умами: эти три вкуса, несмотря на кардинально разное восприятие, используют практически идентичный внутриклеточный механизм, основанный на GPCR-рецепторах. Вопрос только в том, какая мутантная линия эволюционно обслуживает каждое вещество. Сложный каскад активации заканчивается выбросом нейротрансмиттера через специальный канал CALHM1/3 и запуском нервного импульса в подключённом нервном волокне..

Разница в последних трёх вкусах — лишь в специфичной модификации самого рецептора на поверхности клетки:

Сладкий: за него отвечает парный рецептор T1R2/T1R3. Он распознаёт сахара, некоторые аминокислоты и искусственные подсластители, сигнализируя о поступлении энергии. Для приматов критически важно: нащупал сладкое — ешь, пока не отобрали. Скорее всего, это мёд, фрукты или что-то очень энергетически ценное.

Умами: это вкус белка, вкус аминокислот. За него отвечает парный рецептор T1R1/T1R3. Он специфичен к L-глутамату (основному компоненту глутамата натрия). Его чувствительность резко возрастает в присутствии 5'-рибонуклеотидов (IMP, GMP), которые также содержатся в богатой белком пище. Любой химик-флейворист знает об этом эффекте, когда собирает композицию повкуснее для чипсов, колбасы из туалетной бумаги или курицы мехобвалки. Поэтому обычно, кроме глутамата, кладут ещё и модуляторы, которые усиливают его вкус — гуанилат и инозинат натрия. Если вы увидели в составе I+G и не доверяете страшным глутаматам — можете радоваться. Смеси из 98% глутамата и 2% I+G можно класть в четыре раза меньше с той же интенсивностью вкуса.

Горький: это наша система предупреждения о ядах. Рецепторы мутировали таким образом, чтобы все типовые токсины имели горький вкус и сразу заставляли примата в ужасе выплёвывать то, что он засунул в рот. Получается не всегда: иногда жутко токсичные растения и грибы могут быть приятными на вкус, а иногда невинный кукумберин из отвратительно горькой кожицы огурца может испортить весь салат. Вместо одного рецептора у нас есть целое семейство примерно из 25 разных рецепторов TAS2R (T2R). Каждый из них настроен на свою группу горьких молекул, что позволяет нам распознавать огромное разнообразие потенциально токсичных алкалоидов и других соединений.

Взламываем рецепторы

Самое интересное, что эту сложную систему сломать можно, подсунув определённые вещества, которые напрямую вмешиваются в работу рецепторов.

Чудо-фрукт (Richadella dulcifica), он же — чудесные ягоды, или Путерия сладковатая. Этот фрукт содержит гликопротеин миракулин, который сам по себе безвкусен. Он прочно связывается с рецептором сладкого вкуса T1R2/T1R3, но при нормальном pH во рту работает как антагонист — то есть просто занимает место, не давая ему активироваться. Но стоит съесть что-то кислое, как падение pH заставляет молекулу миракулина изменить свою форму. В новой конформации он превращается в мощного агониста, принудительно включая рецептор сладкого вкуса. В итоге на вкус лимон становится сладким, как конфета. В Западной Африке его традиционно употребляли в пищу задолго до открытия европейцами в XVIII веке. Сейчас у миракулина статус безопасной пищевой добавки, которая используется как своеобразный подсластитель для кислых продуктов вроде пива, уксуса и маринованных овощей. В США в конце нулевых вошли в моду вечеринки для «вкусовых трипов» — flavor-tripping parties, где посетители сначала наедались этих ягод, а потом пробовали привычные блюда в совершенно нестандартном формате.

Гимнема лесная (Gymnema sylvestre) и уничтожитель сахара: эта индийская трава производит гимнемовые кислоты, которые являются мощными ингибиторами сладкого вкуса. Они связываются с определённым участком рецептора T1R3 и блокируют его, не давая молекулам сахара запустить сигнальный каскад. После жевания её листьев сахар на языке ощущается как безвкусный песок. Также на несколько часов выключает наглухо и вкус стевии, ксилита, аспартама и других подсластителей. Гимнема ожидаемо большой популярности в пищевой промышленности не завоевала. Вкусовые вечеринки с ней весьма печальны и безблагодатны. Были надежды на то, что она сможет снижать уровень глюкозы из-за связывания с рецепторами в тонком кишечнике, но на модели из крыс при проверке это не взлетело , и больше особо интересных проектов с ней не было. Хотя вроде как немного помогало снизить массу тела в качестве добавки к пище.

Эффект артишока: после употребления артишока простая вода может показаться сладкой. Считается, что содержащиеся в нём вещества цинарин и хлорогеновая кислота действуют как слабые ингибиторы рецепторов сладкого вкуса. Когда вы пьёте воду, она смывает эти блокаторы с языка. Внезапное прекращение торможения мозг интерпретирует как положительный сигнал, и возникает ощущение сладости. Что-то очень похожее встречается в оптических иллюзиях, когда долгое разглядывание фиолетового пятна на мониторе вызывает ощущение зелёного пятна на нейтрально-белом фоне после. Для проверки этого довольно известного эффекта я честно съел банку артишоков в масле, но ничего существенного не заметил. То ли артишоки были не той конструкции, то ли мои рецепторы T1R2/T1R3 — со специфичной мутацией. Впрочем, как оказалось, мне повезло не только с артишоком.

Генетика вкуса: почему вы ненавидите брокколи

Раз уж мы перешли к мутациям, давайте теперь посмотрим , что именно определяет, станет ли для вас ужин деликатесом или пыткой.
Способность ощущать горькие соединения, такие, как фенилтиокарбамид (PTC) и 6-н-пропилтиоурацил (PROP), является классическим генетическим признаком, который контролируется в основном одним геном — TAS2R38. Этот ген кодирует рецептор горького вкуса, и у людей он существует в двух основных вариантах (гаплотипах):

PAV (Пролин-Аланин-Валин): «чувствительный» вариант, который кодирует полнофункциональный рецептор, прочно связывающийся с горькими соединениями.
AVI (Аланин-Валин-Изолейцин): «нечувствительный» вариант, кодирующий рецептор, который практически не способен связываться с этими веществами.

В зависимости от комбинации этих аллелей, доставшихся от родителей, все люди делятся на три группы:

  1. Нечувствительные (AVI/AVI): обладатели двух «слабых» аллелей. Они почти не чувствуют горечи в PTC/PROP и спокойно едят брокколи или брюссельскую капусту. Таких людей в среднем около 24%.

  2. Чувствительные (PAV/AVI): гетерозиготы, получившие по одному варианту от каждого родителя. Они ощущают горечь, но умеренно. Это самая многочисленная группа — около 44% населения.

  3. Суперчувствительные (PAV/PAV): обладатели двух «сильных» аллелей. Для них те же самые соединения имеют невыносимо горький вкус. Таких людей — около 32%. Часто у них также наблюдается более высокая плотность грибовидных сосочков на языке.

При чём здесь брокколи? Химическая группа N-C=S, которую распознаёт рецептор TAS2R38, содержится в глюкозинолатах — природных соединениях, в изобилии присутствующих в крестоцветных овощах: брокколи, брюссельской, цветной и кочанной капусте. Меня в детстве часами заставляли сидеть и страдать над тарелкой с этим мерзким овощем. Мама искренне не понимала «что тут такого», так как ей было вкусно. Естественно, подразумевалось, что я, как и все дети, просто придумываю и не хочу есть полезное. Брокколи я до сих пор ненавижу всей душой, а вот моя семья и дети её обожают.

После того как я уже во взрослом возрасте наткнулся на исследования мутаций в этом участке генома, мне стало понятно, что я на самом деле избранный и с большей вероятностью выжил бы в дикой природе, а не пускал бы пену, как соплеменники, наевшиеся токсичных корешков.

Таким образом, если вы ненавидите эти овощи за их горечь, то, возможно, вы просто суперчувствительный человек, которому не повезло с генетической лотереей.

Теперь, когда мы знаем, что наша любовь или ненависть к определённым продуктам может быть прошита в ДНК, возникает логичный вопрос: а зачем эволюции понадобилось такое разнообразие, и почему не существует единого правильного способа чувствовать вкус?

Эволюционная гонка вооружений: зачем нужны разные вкусы

Генетическое разнообразие, которое мы наблюдаем в нашей вкусовой системе, — это не случайность, а живая летопись эволюционной борьбы и компромиссов. Это стратегия, которая повышает выживаемость не только отдельного индивида, но и всей популяции в целом, и самый яркий пример этого — ген восприятия горечи TAS2R38.

Балансирующая селекция: компромисс между ядом и пищей

Сосуществование «чувствительных» и «нечувствительных» к горечи людей — это классический пример балансирующей селекции. Это механизм, при котором естественный отбор поддерживает в популяции несколько вариантов одного гена, потому что у каждого есть свои сильные и слабые стороны в разных условиях.

Преимущество «чувствительных» (носителей аллеля PAV): функция сторожа. Основная задача горького вкуса — вовремя распознать яд. Высокая чувствительность к горьким соединениям, таким, как глюкозинолаты, позволяла нашим предкам избегать токсичных растений. Сюда входят и гойтрогены — вещества, которые могут нарушать функцию щитовидной железы. Способность распознать их даже в малой концентрации — очевидное преимущество для выживания.
Преимущество «нечувствительных» (носителей аллеля AVI): диетическая гибкость. С другой стороны, далеко не все горькие растения ядовиты. Многие из них, наоборот, очень питательны. В условиях голода или скудной окружающей среды «суперчувствительный» индивид мог отвергнуть ценный источник калорий и витаминов из-за слишком интенсивного вкуса. Пока его соплеменник с удовольствием жевал бы горькие жопки предков огурцов, он остался бы голодным. «Нечувствительный» же, не замечая горечи, имел доступ к более широкому рациону, что повышало его шансы выжить и оставить потомство.

Таким образом, популяция, в которой есть и те и другие, оказывается более устойчивой. В ядовитой среде преимущество — у «чувствительных», в безопасной, но скудной — у «нечувствительных».

Вкусовые рецепторы и иммунитет

Недавние исследования показали, что эволюционная ценность гена TAS2R38 ещё глубже, чем просто анализ еды. Оказалось, что рецепторы горького вкуса экспрессируются далеко за пределами языка — в частности, в реснитчатых эпителиальных клетках наших дыхательных путей.

Здесь они выполняют роль сенсоров во врождённой иммунной системе. Эти рецепторы способны обнаруживать специфические молекулы, которые выделяют патогенные бактерии для коммуникации друг с другом. Это так называемые молекулы «чувства кворума». При обнаружении бактериального сигнала рецептор TAS2R38 запускает немедленный иммунный ответ — производство оксида азота (NO), который убивает бактерии и заставляет реснички биться быстрее, механически очищая дыхательные пути. Исследования показали, что чувствительный вариант гена (PAV) связан с более сильным иммунным ответом и лучшей защитой от некоторых инфекций верхних дыхательных путей, например, хронического риносинусита. Это даёт ещё одно мощное эволюционное обоснование, почему этот чувствительный аллель так упорно сохраняется в популяции. Синуситом я, кстати, действительно болел только однажды в детстве.

Положительный отбор: безусловная польза умами

В отличие от горечи, где работает баланс, некоторые вкусы, вероятно, подвергались сильному положительному отбору. Яркий пример — вкус умами. Способность эффективно распознавать пищу, богатую белком (L-глутаматом), была критически важна для выживания и развития наших предков-приматов. Поэтому гены, отвечающие за рецептор умами (T1R1/T1R3), скорее всего, быстро распространялись как безусловно полезный признак. Эволюционная пластичность этих генов впечатляет: у птиц колибри, которые произошли от насекомоядных предков и утратили рецептор сладкого: именно предковый рецептор умами мутировал и перепрофилировался для распознавания нектара в цветах.

Возвращение к батарейке: гальванизм в кресле стоматолога

Теперь, когда мы разобрались с основами, давайте вернёмся к нашему первому эксперименту с батарейкой и рассмотрим его в чисто стоматологическом контексте. Я до сих пор хорошо помню пациента, которого мы осматривали ещё в студенческие годы. Он жаловался на металлический привкус во рту и жжение, но ничего вразумительного у нас в плане диагностики не получилось из-за отсутствия опыта. Посмотрев на наши мучения, умудрённый опытом пожилой преподаватель взял ещё советский вольтметр со стрелочной шкалой и тщательно припаянными зондами странной формы. Подошёл к пациенту, ткнул в коронку и амальгамную пломбу щупами и отправил нас учить электрохимию. Вольтметр явно намекал на то, что дед с коронками превратился в наглядное пособие «собери Вольтов столб у себя во рту».

Это явление называют оральным гальванизмом. По сути, в этот момент ротовая полость пациента буквально превращается в слабую батарейку. Для этого нужны всего два компонента:

  1. Два разнородных металла (электроды): это могут быть, например, старая амальгамовая пломба и новая коронка из золотосодержащего сплава или каркас протеза из кобальт-хромового сплава, контактирующий с коронкой из другого металла.

  2. Слюна (электролит): наша слюна, богатая солями, является идеальным раствором электролита, который обеспечивает среду для ионного обмена.

Сейчас в практике такое встречается довольно редко, особенно если вы лечитесь в хорошей клинике. Мы, например, после появления эстетичных коронок из цельнофрезерованной керамики и других современных подходов минимизируем в принципе любые металлические элементы в полости рта пациента. А если уж очень нужно использовать что-то подобное, то всегда следим, чтобы разнородные металлы не образовывали гальваническую пару. Быть человеком-батарейкой — это не про суперспособности, а про медленно растворяющиеся элементы протезов в полости рта и кучу проблем со слизистыми.

Заключение

Наш язык — это не просто мышца, а сложная химическая лаборатория, которая на лету выполняет высокоточную детекцию и определение концентрации множества веществ. Для солёного и кислого всё работает просто и надёжно, как топор, а вот для сложных компонентов уже используются высокоточные GPCR-каскады для детекции энергии, белка и потенциальных ядов.

Ваша ненависть к брокколи или любовь к кинзе могут быть напрямую записаны в вашем генетическом коде, в генах TAS2R38 и OR6A2 соответственно. В конечном счёте наш вкусовой мир — это живой отпечаток диеты наших предков, результат эволюционных компромиссов и генетической лотереи. Это фундаментальный способ взаимодействия с миром, который определяет нашу безопасность, питание и одно из главных удовольствий в жизни.

И да, пожалуйста, не ругайтесь на ребёнка, если он кидает в вас капустой: он просто готовится к выживанию в сложных условиях.

Комментарии (1)


  1. RoasterToaster
    05.08.2025 13:02

    У меня: Кинза имеет вкус клопов, коньяк - нет.