Ученые из Технического университета Мюнхена совершили открытие, перевернувшее представления о вкусовых ощущениях, которые может испытывать человек. Гриб вида Amaropostia stiptica, встречающийся в лесах Великобритании и известный как «горчак», оказался источником самого горького вещества на планете — олигопорина D. Исследователи, изучавшие его молекулярный состав, обнаружили три ранее неизвестных горьких соединения, одно из которых в миллионы раз превосходит по интенсивности вкуса лимонную кислоту, кофеин и даже экстракт хинина.
Олигопорин D настолько мощный, что его горечь можно ощутить при растворении всего 1 грамма этого вещества в 106 ваннах с водой (то есть в 50 тыс. литров). Уникальность вещества в том, что оно активирует рецептор TAS2R46, отвечающий за распознавание природных токсинов, таких как смертельный стрихнин. Однако сам гриб, вопреки ожиданиям, абсолютно безопасен для человека. Это парадокс: рецепторы, эволюционно настроенные на защиту от ядов, реагируют на безвредный гриб, отмечают авторы исследования.
Интерес к горьким соединениям возник у ученых не случайно. Во рту человека за обнаружение горечи отвечает больше 40 рецепторов и они распределены по всему языку. Для сравнения: для обнаружения сладкого вкуса и вкуса умами у людей всего по одному рецептору. Дело в том, что в природе горький вкус означает опасность.
При этом исследователи десятилетиями пытаются разобраться, почему некоторые горькие вещества людей отталкивают, а другие — нет, даже если они опасны. Например, многие пьют горький кофе и наслаждаются этим напитком, другие любят горький шоколад, и так далее. В то же время смертельно ядовитый мухомор (вид Amanita phalloides) обладает для человека приятным ореховым вкусом, тогда как безвредный горчак вызывает почти физическое отвращение.
Получается, это противоречит теории, согласно которой горечь — это всегда маркер опасности. Новое исследование предполагает: наши рецепторы могли развиваться не только для защиты человека, но и для защиты других видов, а соответствующие рецепторы достались нам «по наследству». Животные и насекомые, питающиеся грибами, вероятно, лучше различают токсины.
Эксперименты с клетками, выращенными в лаборатории, показали, что все три соединения из горчака взаимодействуют с 25 известными рецепторами горечи. Олигопорин D оказался из них самым «агрессивным» — он стимулирует TAS2R46 даже при концентрации 63 миллионных долей грамма на литр. Но самое удивительное — соответствующие рецепторы есть не только во рту человека. Их находят в желудке, кишечнике, легких и даже на коже, где они выполняют функции, далекие от вкуса: регулируют аппетит, иммунный ответ и перистальтику.
Это открытие поднимает новые важные вопросы. Почему же горечь, возникшая 500 млн лет назад, даже до появления цветковых растений, так сложно устроена? Почему 80% горьких веществ в базе данных BitterDB создаются растениями или синтетически, а грибы, бактерии и животные изучены минимально?
«Мы словно смотрим на эволюцию вкуса через замочную скважину», — признается руководитель исследования Майк Беренс.
Что же касается практического применения открытия, то понимание механизмов появления горького вкуса позволит создавать продукты, маскирующие неприятный вкус лекарств, или, наоборот, усиливать чувство сытости через активацию желудочных рецепторов. Уже сейчас олигопорин D рассматривают как потенциальный маркер для диагностики нарушений вкусовых ощущений. А главное — это шаг к разгадке одной из древнейших тайн биологии: как природа научила нас отличать жизнь от смерти на вкус.
