Смак кофеїну
Анотація
Багато людей жадібно вживають їжу та напої, що містять кофеїн, незважаючи на його гіркий смак. Тут ми розглянемо те, що відомо про кофеїн як подразник гіркого смаку. Теми включають дію кофеїну на канонічний шлях рецепторів гіркого смаку та дію кофеїну на неканонічні рецепторно-залежні та незалежні шляхи у смакових клітинах. Два висновки полягають у тому, що (1) кофеїн є поганим прототиповим стимулом гіркого смаку, оскільки діє на незалежні від рецептора гірким смаком шляхи, а (2) продукти з кофеїном, швидше за все, стимулюють "смакові" рецептори в негоривних клітинах. Цей огляд актуальний для дослідників смаку, виробників продуктів, що містять кофеїн, та споживачів кофеїну.
Вступ
Почуття смаку допомагає визначити, чи буде їжа чи напій потрапляти всередину. Як правило, солодкі смаки мотивують споживання, а гіркі смаки перешкоджають прийому. Однак два найпоширеніші напої - кава та чай 1 - гіркі, що суперечить цьому загальному правилу. Одним із факторів, який, ймовірно, сприяє популярності кави та чаю, є те, що вони містять психоактивний алкалоїд, триметилксантин (кофеїн).
У багатьох оглядах описуються механізми, що підтримують поведінковий, когнітивний та емоційний вплив кофеїну. 2–10 Однак ніхто не оцінював кофеїн як гіркий смак або висвітлював відомості про дію кофеїну в клітинах між язиком та мозком. Ці теми заслуговують на увагу, оскільки (1) кофеїн іноді вважають прототипом гіркого; 11–17 (2) в даний час на ринку є більше кофеїнових продуктів, ніж у минулому, і багато з них містять вищі концентрації кофеїну, ніж кава та чай 18; (3) нові механізми можуть виявитись недавніми відкриттями рецепторів гіркого смаку, що вистилають травний тракт, які повинні контактувати з кофеїном; та (4) нові механізми можуть виявитись недавніми відкриттями, що кофеїн-мішені (наприклад, аденозинові рецептори [ARs], GABA-рецептори, внутрішньоклітинні рецептори тощо) у несмакових клітинах (наприклад, нейрони) можуть модулювати смак у роті. Таким чином, цей огляд зробить особливий акцент на впливі кофеїну на смакові клітини та інші клітини, що реагують на кофеїн, які мешкають поза центральною нервовою системою.
Що таке гіркий смак?
Перш ніж обговорювати гіркоту кофеїну, ми коротко розглянемо гіркий смак загалом. Гіркі хімічні речовини за своєю структурою різноманітні і включають алкалоїди (наприклад, кофеїн, хінін, нікотин і морфін), 19 деякі L-амінокислоти, 20-23 сечовина, 24 фенілтіокарбамід, 24 6-н-пропілтіоурацил, 24 і деякі двовалентні солі 25 ( для більш повного переліку гірких хімічних речовин див. Beckett et al. 26). Існує припущення, що чим гірша сполука, тим вона токсичніша, хоча існує багато винятків. 27 Як і солодкі смаки, більшість гірких смаків, незалежно від їх структури, виявляються рецепторами, пов’язаними з G-білками (GPCR), у смакових клітинах типу 2 (клітини рецепторів смаку [TRC]).
Коли смак (тобто хімічна речовина, що викликає сприйняття смаку) зв'язується з GPCR, вираженим TRC, він активує внутрішньоклітинний сигнальний каскад, що може призвести до вивільнення аденозинтрифосфату (АТФ) та стимуляції периферичних нервових волокон. Чи буде TRC активований смаком чи ні, залежить від рецептора, який він виражає. TRC, що експресують T1R, активуються солодкими смаками або смаками умами, а клітини, що експресують рецептори смаку 2 (T2R), активуються гіркими смаками.
У канонічному каскаді трансдукції гіркого смаку (рис. 1) внутрішньоклітинна сигналізація починається з активації G-білків, таких як α-густдуцин. Це призводить до дисоціації βγ-субодиниць, які активують фосфоліпазу Cβ2 (PLCβ2). Потім PLCβ2 розщеплює фосфатидилінозитол 4,5-біфосфат (PIP2) до інозитол (1,4,5) трифосфату (IP3). IP3 запускає вивільнення кальцію з ендоплазматичного ретикулуму, зв’язуючись з IP3-рецепторами типу 3 (ITPR3). Це вивільнення кальцію активує та відкриває неселективний катіонний канал, транзиторний рецептор потенційного катіонного каналу підсімейства M член 5 (TRPM5), що призводить до припливу катіонів та деполяризації смакової клітини (див. Огляд Kinnamon 28). Ця деполяризація активує натрієві натрієві канали, які запускають вивільнення АТФ через канали CALHM1. 29–31 Потім сигнал, що передається вивільненням АТФ, передається в мозок через периферичні нервові волокна, що експресують пуринергічні рецептори. 32