Виявлення жиру та калорій
Ожиріння настільки проблематично, що створює серйозну загрозу особистому здоров’ю та самопочуттю, але чи є гени, які змінюють сприйняття жиру, що робить нас товстими?
Хоча наслідки ожиріння очевидні, його походження недостатньо вивчене. Оскільки наш генетичний склад за останні 30 років помітно не змінився, було визнано, що зміни в харчовому середовищі спричиняють значну частину різкого зростання рівня ожиріння, що розпочався у 1980-х рр. Середовище нашої їжі часто описується як "токсичне, "що означає, що наш постійний вплив смачної їжі з високим вмістом жиру та жиру щільність енергії, в поєднанні з малорухливим способом життя це, мабуть, робить нас товстими. Однак, незважаючи на доступ до одних і тих же продуктів, не всі страждають ожирінням. І тому генетичні варіації також повинні зіграти свою роль, роблячи деяких людей більш вразливими до надлишку калорій і приводячи до ряду різної ваги тіла. Визначення генів, які роблять цих людей більш сприйнятливими до набору ваги, є важливим для розуміння основ ожиріння, а також для розробки стратегій боротьби з хворобою.
Значний прогрес був досягнутий у визначенні генів, які можуть сприяти ожирінню. За останніми підрахунками, гени 135 різних кандидатів пов’язані з ожирінням та пов’язаними з ними харчовими звичками. Багато генів, що беруть участь в ожирінні, змінюють спосіб використання енергії, спосіб метаболізму та накопичення жиру та розподіл поживних речовин. Помітно відсутні в списку гени ожиріння - це гени, що беруть участь у смаку. На думку споживачів, "смак" (тут вільно визначається як поєднання смаку, запаху та текстури страви) є одним із трьох основних факторів, що керують вибором їжі, поряд із вартістю/можливостями та вмістом поживної речовини. Протягом історії людства хіміосенсорні сигнали допомагали орієнтуватися в невизначеності природного середовища, де багато доступних варіантів їжі могли бути "токсичними".
Історія починається з тіосечовини гіркого смаку, які були дуже добре вивчені. Тіосечовини та їхні батьківські сполуки, глюкозинолати, зазвичай зустрічаються в рослинах родини Brassica, що включає брокколі, капусту та капусту. Багато молекул гіркого смаку шкідливі, і тіосечовини не є винятком із цього правила. Тіосечовини, такі як PROP і PTC, діють як гойтрогени, перешкоджаючи зв'язуванню йоду і, отже, нормальному функціонуванню щитовидної залози. Згідно з класичною теорією, гіркий смак тіосечовини послужив перешкоджанню людині надмірно споживати ці сполуки, а люди, які були більш чутливими, користувались адаптаційною перевагою перед іншими, які відчували гіркий смак або навіть не сприймали їх при ковтанні.
Використовуючи сучасні методи поведінки, людей можна розділити на три групи: дегустатори, дегустатори середнього класу та дегустатори. Супер-дегустатори сприймають PROP та PTC як надзвичайно гіркі і, найімовірніше, відмовляються від хрестоцвітних овочів, таких як брокколі, брюссельська капуста та капуста. Серед кавказців приблизно 30% - дегустатори, 40-50% - середні дегустатори, а решта 30% - дегустатори. Ці відсотки різняться у різних груп населення у всьому світі. Молекулярна генетика дегустації PROP була віднесена до гена TAS2R38, який кодує рецептор гіркого смаку, який зв'язує частину молекули тіосечовини. Три одиничні нуклеотидні зміни або поліморфізми в гені TAS2R38 призводять до двох загальних генотипів: PAV (сприйнятлива форма) та AVI (нечутлива форма). Алельні комбінації AVI/AVI, PAV/AVI та PAV/PAV корелюють з дегустаторами, середніми дегустаторами та дегустаторами відповідно, хоча між двома останніми групами існує певне зрощування.
Однак зв'язок між геном TAS2R38 та сприйняттям інших усних відчуттів, особливо жиру, не є очевидним. Деякий час було відомо, що супердегустатори анатомічно відрізняються від дегустаторів. Наприклад, у дегустаторів більше смакових рецепторів на передній частині язика, і немає непрямих доказів того, що їхнє небо також має більше нервових закінчень, які несуть соматосенсорну інформацію про подразнення та структуру. Ці характеристики, здається, пояснюють, чому супердегустатори більш чутливі до інших основних ароматів, таких як солодкість, а також більш чутливі до тепла чилі, а також до текстури жирів: з більшою кількістю смакових рецепторів та нервових закінчень вони просто мають більше смакової функціональної анатомії.
Донедавна взаємозв'язок між супер смаком PROP та підвищеною щільністю смакових рецепторів розглядався як можливість асоціації, оскільки між цими двома змінними не існує відомого генетичного чи фізіологічного зв'язку. Однак лабораторія Іол Барбарроя в Університеті Кальярі, Італія, в 2010 році показала, що надзвичайний смак пов'язаний з поліморфізмом гена густину, який зазвичай контролює вироблення ферменту слини карбоангідрази VI (CA6). СА6 - це металофермент, який працює на основі цинку, який крадеться зі слини. Цей фермент відіграє вирішальну роль у смаковій функції та сприяє утворенню смакових сосочків під час розвитку. Результати Барбароси показали, що у супердегустаторів частіше спостерігається поліморфізм у локусі густину rs2274333. Цей поліморфізм був пов'язаний з повною функціональністю білка СА6, а також із нормальним рівнем цинку в слині.
На противагу цьому, дегустатори частіше мали іншу послідовність на цій ділянці, що, здавалося, порушувало вторинну структуру білка CA6, так що він більше не міг зв'язуватися з цинком, що призвело до високого рівня цинку в слині. Існує припущення, що при несправності СА6 дегустатори можуть виробляти менше смакових рецепторів під час розвитку, а ті, що трапляються, можуть бути оточені меншою кількістю соматосенсорних нейронів. Отже, виявляється, що поліморфізми щонайменше у двох генах, TAS2R38 та густині, сприяють фенотипу суперсмаку. Разом ці два гени можуть також пояснити, чому ця група людей відчуває більшу інтенсивність інших типів оральних відчуттів.
ВАРТІСТЬ ТА ТІЛО ТІЛА: ПОТОЧНА СУПЕРЧИНА
Спостереження про те, що дегустатори PROP важчіші за дегустатори, не є новим. У своїй статті про харчові уподобання 1966 року Фішер та його колеги зауважили, що дегустатори PTC мають тенденцію бути худими та кучерявими, тоді як дегустатори, як правило, мають найвищі пропорції тіла. 5 Незважаючи на це раннє визнання зв'язку між вагою та смаком, ця ідея залишалася прихованою протягом декількох десятиліть.
Ми почали помічати ту саму тенденцію в дослідженнях, які ми розпочали наприкінці 90-х років щодо смаків та уподобань жирів. Слідуючи цьому посібнику, ми виявили міцні відносини між вага тіла та можливість тестувати PROP, особливо у жінок. Зокрема, жінки, які не мають смаку, вимірювали на кілька одиниць індексу маси тіла (кг/м2) вище, ніж жінки зі смаком. Однак інші дослідження повідомляли про нульові результати щодо стану смаку PROP та ваги тіла, і впевненість у гіпотезі про зв'язок між ними почала слабшати. 7,8 До скептицизму сприяло дослідження, яке не показало суттєвих зв'язків між генотипами та TAS2R38 та масою тіла. Однак, оскільки фенотип супер-дегустатора PROP охоплює низку генетичних змін з анатомічними відмінностями, такими як щільність смаку в смакових рецепторах та соматосенсорна інформація, дивлячись лише на ген TAS2R38, не буде виявлено жодної зв'язку з вагою. Ми віримо, що сильний зв’язок між механікою смаку та вагою, швидше за все, з’явиться, коли буде виявлено більше генів, що сприяють фенотипу.
Незважаючи на ці обнадійливі висновки, концепція датчика жирової порожнини рота у людей не є загальновизнаною. Одним з аргументів є те, що дієтичні жири складаються майже виключно з тригліцеридів, невільних жирних кислот. Яке значення орального механізму для сприйняття жирних кислот, коли ці молекули зазвичай не містяться у вільній формі в їжі, яку ми їмо? Ми знаємо, що у щурів язик виділяє велику кількість ліпази - ферменту, який швидко гідролізує тригліцериди, виділяючи жирні кислоти в роті. І хоча відомо, що люди не виробляють лінгвальну ліпазу у великих кількостях, історичні дослідження повідомляють, що вони можуть виробляти цей фермент.
Дійсно, наявність жиру в роті стимулює виділення деяких мовних ліпаз, перетворення тригліцеридів у мікромолярні концентрації жирних кислот - вільних концентрацій, теоретично достатніх для деполяризації смакових нейронів. Крім того, дослідження зараз показують, що невелика кількість вільних жирних кислот, як правило, присутня в більшості харчових жирів. Ці результати підтверджують думку про те, що жир може викликати пероральну реакцію у людей, як і у тварин, і механізм смаку жирних кислот людини правдоподібний.
НОВИЙ ДЕТЕКТОР МАЗІВ?
Якщо припустити, що жирні кислоти можна «скуштувати», то пошук молекулярних механізмів для їх виявлення є очевидною метою. Одним з білків, який може бути задіяний, є CD36, транслоказа жирних кислот, яка експресується на певному типі клітин у всьому тілі, від жирових клітин до імунних клітин і, звичайно, смакових рецепторів. Відомо, що білок відіграє ключову роль у транспорті жирних кислот через клітинні мембрани, а дослідження на тваринах показали, що вибивання білка CD36 робить тварин або не в змозі його виявити, або виявити перевагу до нього. Лінолева кислота, поліненасичена жирна кислота ланцюга. Деякі поліненасичені жирні кислоти мають важливе значення в харчуванні гризунів та людей. Тому існування механізму, здатного виявляти цей тип жиру, мало б важливе харчове значення.
Виявивши перспективного кандидата на виявлення таких жирів, лабораторія Келлера дослідила взаємозв'язок між відмінностями в генетичній послідовності гена CD36 та перевагою жирного смаку у 317 здорових дорослих людей: афроамериканських чоловіків та жінок. Після того, як 15 учасників дослідження заповнили анкети про харчові переваги та споживання їжі з високим та низьким вмістом жиру, вимірювали жир у їхньому тілі, а потім протестували три зразки італійських заправок для салатів, вага яких варіювала від 5 до 55% жиру. Випробовувані оцінювали своє сприйняття вмісту жиру, гладкості та вершковості за стандартною шкалою, що застосовується в цих типах експериментів. Учасників також генотипували за п’ятьма поліморфізмами гена CD36. Ми припустили, що якщо ген CD36 бере участь у вподобаннях до жиру, ми повинні спостерігати взаємозв'язок між невеликими відмінностями в послідовності цього гена та ступенем сподобання жиру учасникам.
(*) Беверлі Дж. Теппер - професор кафедри харчових наук Університету Рутгерса, де він керує лабораторією сенсорної оцінки. Кетлін Л. Келлер є членом Нью-Йоркського центру досліджень ожиріння та Коледжу лікарів та хірургів Колумбійського університету.