Hormony steroidowe jako aktywatory receptorów gorzkiego smaku u człowieka

Gorzki smak od zawsze był uznawany za sygnał ostrzegawczy, mający chronić organizm przed spożyciem potencjalnie szkodliwych substancji. Najnowsze badania pokazują jednak, że gorzkie receptory smaku pełnią znacznie bardziej złożone funkcje niż jedynie ocenę walorów smakowych pożywienia. Niedawne badanie przeprowadzone przez Leibniz Institute for Food Systems Biology przy Technical University of Munich wykazało, że niektóre ludzkie receptory gorzkiego smaku reagują również na hormony steroidowe. Może to oznaczać ich dotychczas niedocenianą rolę w regulacji procesów fizjologicznych.

Badanie objęło około 25 różnych typów ludzkich receptorów gorzkiego smaku. Choć są one najlepiej znane z funkcji percepcji gorzkich składników żywności w jamie ustnej, występują również na komórkach krwi, plemnikach oraz komórkach narządów wewnętrznych. Należą do nich m.in. mózg, serce oraz przewód pokarmowy. Ponieważ część z tych narządów nie ma bezpośredniego kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym, od dawna pojawiało się pytanie, jakie substancje aktywują obecne tam receptory gorzkiego smaku.

Hormony steroidowe jako silne aktywatory

Zastosowanie komórkowego systemu testowego oraz symulacji komputerowych (eksperymentów typu docking) dostarczyło nowych dowodów na to, że hormony steroidowe – takie jak progesteron, testosteron czy hydrokortyzon – mogą działać jako endogenne aktywatory ludzkich receptorów gorzkiego smaku. W szeroko zakrojonych testach funkcjonalnych badacze przeanalizowali łącznie 19 hormonów steroidowych, cholesterol oraz dwa aktywne hormonalnie związki roślinne. Jednym z nich była genisteina, obecna w stosunkowo wysokich stężeniach (do 18,7 mg/100 g) w produktach sojowych, takich jak tempeh.

„Nasze analizy pokazują, że receptory gorzkiego smaku typu TAS2R14 oraz TAS2R46 reagują na hormony steroidowe, przy czym ten drugi wykazuje szczególnie wysoką wrażliwość” – wyjaśnia Tatjana Lang, pierwsza autorka badania. Jak dodaje, kilka hormonów aktywuje ten receptor już w stężeniach, które mogą występować we krwi, na przykład w czasie ciąży lub w sytuacjach stresowych.

Znaczenie dla fizjologii człowieka

„Wyniki naszych badań z zakresu biologii systemów żywnościowych sugerują, że receptory gorzkiego smaku nie są jedynie czujnikami potencjalnie szkodliwych składników diety, lecz mogą także pełnić funkcję przekaźników sygnałów hormonalnych w organizmie” – podkreśla kierownik projektu, Maik Behrens.

Zjawisko to jest szczególnie interesujące w kontekście znanych obserwacji klinicznych, takich jak zmieniona percepcja smaku w czasie ciąży lub w sytuacjach skrajnego stresu, a także potencjalny wpływ na regulację ciśnienia tętniczego, czynność serca czy aktywność przewodu pokarmowego.

Znaczenie różnic genetycznych

Nie wszyscy ludzie posiadają funkcjonalnie identyczne receptory gorzkiego smaku. Około 8% populacji jest nosicielami wariantu genetycznego receptora TAS2R46, który jest niefunkcjonalny. „Nasze badanie sugeruje, że tego typu różnice genetyczne mogą prowadzić do mierzalnych różnic w percepcji smaku oraz w reakcjach fizjologicznych na składniki żywności i hormony” – zaznacza Maik Behrens. Zdaniem autorów jest to obiecujący punkt wyjścia dla dalszych badań w obszarze medycyny i żywienia personalizowanego.

Zespół badawczy jest zgodny: odkrycie, że hormony steroidowe są aktywatorami ludzkich receptorów gorzkiego smaku, w istotny sposób poszerza obecne rozumienie funkcji tych receptorów.

Dodatkowe informacje biologiczne

Cholesterol stanowi podstawowy substrat do biosyntezy wszystkich hormonów steroidowych. Należą do nich hormony płciowe, takie jak testosteron i progesteron, a także trzy główne formy estrogenów: estradiol, estron i estriol. Do tej grupy zaliczają się również hormony kory nadnerczy, w tym kortyzol i aldosteron.

Czy hormony steroidowe są rzeczywistymi substancjami smakowymi?

Nie jest jeszcze jasne, czy hormony steroidowe należy traktować jako klasyczne substancje smakowe, endogenne agonisty receptorów, czy też pełnią one obie te funkcje jednocześnie. Wiadomo jednak, że hydrokortyzon ma rzeczywiście gorzki smak. Hydrokortyzon jest syntetyczną postacią kortyzolu, wykazującą działanie przeciwzapalne, przeciwalergiczne i immunosupresyjne.

Badania wykazały ponadto, że kortyzol może osiągać w ślinie stężenia do 8,69 µM w warunkach stresowych. Jest to wartość zbliżona do stężenia powodującego połowiczną aktywację receptora TAS2R46 i potencjalnie wystarczająca do wywołania odczucia gorzkiego smaku. Wcześniejsze prace wykazały, że osoby badane oceniały gorzki posmak roztworu sacharyny jako silniejszy w warunkach stresu, przy jednoczesnym braku zmian w percepcji słodkości. Zgodnie z aktualnym badaniem zjawisko to może być tłumaczone stresem indukowanym wzrostem stężenia kortyzolu w ślinie.

Źródło: Annals of the New York Academy of Sciences, Steroid Hormones Are Potent and Putatively Endogenous Activators of Human Bitter Taste Receptors
DOI: http://dx.doi.org/10.1111/nyas.70172