Turtingas Monell Chemical Senses centro saldaus skonio tyrimų portfelis siekia seniai: Monell mokslininkai buvo viena iš keturių 2001 m. grupių, kurios rado ir apibūdino žinduolių saldaus skonio receptorių TAS1R2-TAS1R3. Po dvidešimties metų, 2021 m., Monell mokslininkų žurnale Mammalian Genome publikuoti straipsniai apėmė cukrų mėgstančių pelių genetiką.
Saldaus skonio receptorius, išreikštas skonio pumpurų ląstelėse, perteikia saldumą iš burnos, kai yra aktyvuotas. Anksčiau šį mėnesį buvo atliktas tyrimas PLOS One, vadovaujamas kito Monell tyrėjo, gilinosi į tai, kaip saldaus skonio receptoriai gali būti pirmoji cukraus metabolizmo stebėjimo sistemos stotelė. Receptorius taip pat yra išreikštas tam tikrose žarnyno ląstelėse, kur jis gali palengvinti gliukozės absorbciją ir asimiliaciją, kaip šios sistemos dalis.
Komanda nustatė, kad TAS1R2-TAS1R3 stimuliavimas ir slopinimas rodo, kad jis padeda reguliuoti gliukozės metabolizmą žmonėms ir gali turėti įtakos tokių medžiagų apykaitos sutrikimų, kaip diabetas, valdymui. Gliukozė yra pagrindinė cukraus rūšis, randama žmogaus kraujyje, todėl ji yra pagrindinis ląstelių energijos šaltinis.
„Mūsų tikslas buvo nustatyti, ar TAS1R2-TAS1R3 veikia gliukozės metabolizmą dviem kryptimis“, – sakė Monell narys Paulas Breslinas, Ph.D., Rutgerso universiteto mitybos mokslų profesorius ir vyresnysis šio straipsnio autorius.
Jie parodė, kad TAS1R2-TAS1R3 agonistas (sukralozė, nulinės kalorijos saldiklis) arba TAS1R2-TAS1R3 antagonistas (laktizolis, natrio druska, slopinanti saldų skonį), sumaišyta su gliukozės miltais, skirtingais būdais pakeitė žmogaus gliukozės toleranciją. Čia agonistas prisijungia prie receptoriaus ir stimuliuoja ląstelę, o antagonistas prisijungia prie receptoriaus ir neleidžia stimuliuoti.
„Mūsų išvadų naujovė yra ta, kad receptorius, kurį ištyrėme šiame eksperimente, skirtingai veikia gliukozės kiekį kraujyje ir insuliną gliukozės valgio metu, priklausomai nuo to, ar jis stimuliuojamas, ar slopinamas“, – sakė Breslinas. Šis darbas suteikia papildomų įrodymų, kad skonio receptoriai padeda reguliuoti medžiagų apykaitą ir maistinių medžiagų tvarkymą.
Insulino kiekis plazmoje buvo matuojamas tyrimo dalyviams, kuriems buvo atliktas geriamojo gliukozės tolerancijos testas (OGTT), kuris stebi cukraus kiekį kraujyje prieš ir po to, kai žmogus geria skystą maistą, kuriame yra gliukozės. Dalyvių suvokto sukralozės saldumo įvertinimai koreliavo su ankstyvu gliukozės kiekio plazmoje padidėjimu, taip pat su plazmos insulino koncentracijos padidėjimu, kai į OGTT buvo įtraukta sukralozė. Pridėta sukralozė paspartino insulino išsiskyrimą į gliukozės kiekį. Kita vertus, dalyvių jautrumas laktizolio sukeliamam saldumo slopinimui buvo susijęs su sumažėjusiu gliukozės kiekiu plazmoje. Laktizolis taip pat turėjo tendenciją sulėtinti insulino išsiskyrimą.
„Kai gliukozė stimuliuoja skonio receptorius prieš absorbuojant į organizmą, signalai per burną ir žarnyną siunčiami į reguliavimo organus, tokius kaip kasa. Galbūt galėtume sugalvoti būdus, kaip panaudoti TAS1R2-TAS1R3, kad padėtų organizmui geriau valdyti gliukozę, numatant, kada gliukozė atsiras kraujyje“, – sakė Breslinas. Kai organizmas jaučia gliukozę, jis pagreitina absorbciją, kad gliukozė patektų į audinius, kuriems jos gali prireikti, ir galbūt taip pat neleidžia gliukozei per toli judėti žarnyne, o tai gali būti netinkama norint išlaikyti sveiką žarnyno mikrobiomą.
„Ši sistema yra elegantiška savo paprastumu”, – sakė Breslin. Tas pats skonio receptorius yra visame kūne – burnoje, virškinamajame trakte, kasoje, kepenyse ir riebalų ląstelėse, o paskutiniai trys yra pagrindiniai medžiagų apykaitą reguliuojantys audiniai, kurie yra visą parą ir 7 dienas per savaitę organizmo metabolizmo stebėjimo dalis.
Ar yra ryšys tarp žmogaus sveikatos būklės ir TAS1R2-TAS1R3 receptorių aktyvumo? Tyrimo autoriai teigia, kad tikėtina, kad receptorių aktyvacijos laipsnis daro didelį poveikį gliukozės ir insulino kiekiui plazmoje ir jų atsiradimo laikui, o tai yra svarbu medžiagų apykaitos sveikatai.
Grupė teigia, kad apskritai dabartiniai mitybos įpročiai, kai vartojamas per didelis maisto ir gėrimų, kuriuose yra daug sacharozės, didelio fruktozės kukurūzų sirupo ir didelio stiprumo saldiklių, vartojimas gali hiperstimuliuoti TAS1R2-TAS1R3 ir taip prisidėti prie netinkamo gliukozės kiekio kraujyje reguliavimo. Dėl to gali būti diagnozuotas metabolinis sindromas, rizikos veiksnių grupė, įskaitant padidėjusį gliukozės kiekį plazmoje ir nejautrumą insulinui (kartu su nutukimu, hipertenzija ir padidėjusiu riebalų kiekiu plazmoje), o tai padidina širdies ligų, insulto ir diabeto riziką. Autoriai teigia, kad būsimuose tyrimuose turėtų būti ištirtas TAS1R2-TAS1R3 stimuliacijos ir slopinimo poveikis žmonėms, kuriems gresia metabolinis sindromas, siekiant nustatyti terapinį manipuliavimo TAS1R2-TAS1R3 potencialą geresnei medžiagų apykaitos kontrolei, o ne blogesniam.
„Tokie tyrimai, naudojant Monell technines galimybes ir gilias cheminių pojūčių žinias, rodo, kad saldaus skonio receptorius TAS1R2-TAS1R3 padeda reguliuoti gliukozę skirtingai, priklausomai nuo maisto ar gėrimo saldumo“, – sakė Breslinas. Komanda tikisi pritaikyti tai, ką išmoko, kad tai, ką valgome ir geriame, būtų sveikesni.
„Nedidelis medžiagų apykaitos pokytis į teigiamą pusę gali daug daugiau prisidėti prie žmonių gyvybės ir sveikatos, kai jį sudaro dešimtmečiai ir milijonai žmonių“, – sakė Breslinas.
Kartu su Breslinu, bendraautoriai yra Emily C. Hanselman ir Matthew C. Kochem iš Mitybos mokslų katedros, Rutgers universiteto, New Brunswick, NJ.