Мы привыкли считать, что существует всего пять основных вкусов — сладкий, солёный, кислый, горький и умами. Однако недавнее открытие американских нейробиологов из Университета Южной Калифорнии (USC) ставит под сомнение это убеждение. Их исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает: наш язык способен различать ещё один базовый вкус — вкус хлорида аммония.
В начале XX века японский химик Кикунаэ Икэда предложил идею, что умами — это самостоятельный вкус, отражающий восприятие глутамата. Тогда его гипотеза казалась революционной, и лишь спустя восемь десятилетий научное сообщество признало её официально.
Сегодня аналогичная история разворачивается вокруг хлорида аммония — соединения, придающего характерный вкус солёной лакрице, популярной в странах Северной Европы. Как выяснила команда профессора Эмили Лиман из USC, рецепторы на языке реагируют на это вещество так же отчётливо, как и на другие вкусы, а значит, перед нами возможный шестой вкус.
"Если вы живёте в Скандинавии, вы точно знаете этот вкус — и, возможно, даже любите его", — отметила профессор биологических наук Эмили Лиман.
Долгое время учёные знали, что язык реагирует на хлорид аммония, но не понимали, какой рецептор отвечает за этот сигнал. Исследователи предположили, что ключ к разгадке — белок OTOP1, ранее связанный с восприятием кислого вкуса.
Этот белок образует канал, через который в клетку проходят ионы водорода (H⁺), определяющие кислотность. Команда Лиман решила проверить, способен ли хлорид аммония активировать тот же канал.
Чтобы подтвердить гипотезу, ген Otop1 внедрили в культивируемые человеческие клетки. После воздействия кислоты и хлорида аммония оказалось, что последнее вещество ещё сильнее активирует OTOP1, чем сами кислоты.
"Хлорид аммония оказался мощным активатором канала OTOP1 — даже более сильным, чем кислота", — пояснила Эмили Лиман.
Механизм таков: аммиак, выделяющийся из хлорида аммония, повышает pH внутри клетки. В ответ канал OTOP1 запускает приток протонов, вызывая электрический импульс, который мозг распознаёт как специфическое вкусовое ощущение.
Чтобы убедиться, что это не лабораторный артефакт, учёные провели серию экспериментов с мышами. Они сравнили реакцию животных с нормальным белком OTOP1 и мышей, у которых этот ген был "отключён".
Результат оказался очевидным:
у обычных мышей вкусовые клетки активно реагировали на хлорид аммония;
у мышей без OTOP1 реакция отсутствовала.
Затем исследователи предложили животным на выбор обычную воду и раствор хлорида аммония. Обычные мыши избегали этот раствор, а генетически модифицированные — пили его спокойно. Это подтвердило, что OTOP1 действительно необходим для восприятия нового вкуса.
"Это стало решающим доказательством — без OTOP1 животные не ощущают вкус аммония", — подчеркнул аспирант лаборатории, Цзыюй Лян.
Почему природа вообще наделила живые организмы способностью ощущать вкус аммония? Профессор Лиман считает: это защитный механизм.
"Аммиак — токсичное вещество, часто встречающееся в отходах, удобрениях и разложившейся органике. Логично, что эволюция выработала у нас способность распознавать его вкус, чтобы избегать вредных веществ", — объяснила Эмили Лиман.
Исследователи также заметили, что чувствительность к аммонию различается у видов. Например, куриный OTOP1 более чувствителен, чем у рыбок данио. Это, по мнению учёных, связано с особенностями среды: водные организмы редко сталкиваются с аммиаком, а наземные животные — гораздо чаще.
| Вкус | Основное вещество | Тип рецептора | Биологическая функция |
|---|---|---|---|
| Сладкий | Сахара | GPCR-рецепторы | Энергетический сигнал |
| Солёный | NaCl | Ионные каналы | Контроль электролитов |
| Кислый | Кислоты (H⁺) | OTOP1 | Распознавание кислотности |
| Горький | Алкалоиды | T2R-рецепторы | Защита от токсинов |
| Умами | Глутамат | mGluR4/T1R1 | Распознавание белка |
| Аммонийный (новый) | Хлорид аммония | OTOP1 | Защита от аммиака |
Понимание шестого вкуса открывает новые перспективы:
• пищевая промышленность — создание продуктов с контролируемым уровнем "аммонийной" терпкости;
• медицина — диагностика нарушений вкуса;
• эволюционная биология — понимание того, как сенсорные системы адаптировались к среде.
Ошибка: считать, что вкус аммония — это просто разновидность кислого.
Последствие: упускается биологическая значимость рецептора OTOP1.
Альтернатива: рассматривать его как отдельный путь восприятия.
Ошибка: игнорировать межвидовые различия.
Последствие: неверные выводы о сенсорных механизмах.
Альтернатива: проводить сравнительные исследования с разными животными.
Миф: новый вкус ощущается всеми одинаково.
Правда: чувствительность к хлориду аммония различается по видам и даже среди людей.
Миф: хлорид аммония безвреден.
Правда: в больших дозах он токсичен, поэтому его вкус и вызывает естественное отвращение.
Миф: новый вкус заменит один из старых.
Правда: он добавляется к уже существующим — теперь их может быть шесть.
В Скандинавии лакрица с хлоридом аммония — национальное лакомство, известное как салмиак.
Белок OTOP1 найден также в других тканях, включая желудок, где, возможно, помогает регулировать кислотность.
Учёные уже определили аминокислоту, отвечающую за реакцию OTOP1 на аммоний — и при её изменении чувствительность исчезает.
Открытие шестого вкуса показывает, что даже такие базовые ощущения, как вкус, до сих пор хранят тайны. Способность различать хлорид аммония — ещё одно напоминание о том, как тонко и избирательно настроены механизмы человеческого восприятия.