Усовершенствование метода окраски вкусовых луковиц ионофорезом (стр. 4 из 6)

Методами биоинформатики в геноме мыши был найден новый рецептор, T1R3, который был идентифицирован как продукт гена из локуса sac на четвертой хромосоме мыши (Max et al., 2001). Поскольку мутации в этом гене ведут к потере чувствительности к сахарину и не затрагивают чувствительность к веществам других вкусовых модальностей, было предположено, что T1R3 - сладко-чувствующий рецептор. Он имеет гомологию порядка 30% с T1R1 и T1R2, GPCR, идентифицированными ранее (Hoon et al., 1999), которые структурно составляют еще одно семейство вкусовых рецепторов (T1R1, T1R2 и Т1Ю). Интересно отметить, что методом двойной in situ гибридизации было показано, что T1R1 и T1R2 эксперессируются в разных вкусовых клетках, но некоторые вкусовые клетки экспрессируют комбинации T1R1 и T1R3 или T1R2 и T1R3 (Hoon et al., 1999; Nelson et al, 2001). Ha основании этих данных было сделано предположение, что функциональный рецептор, скорее всего, является гетеродимером (T1R1/T1R3 и T1R2/T1R3), что нашло подтверждение в следующих экспериментах. Оказалось, что при экспрессии комбинации T1R2 + T1R3 в клетках НЕК-293 (которые в контроле не реагировали на вкусовые вещества) таковые отвечали на сладкие вещества (Nelson et al., 2001). При экспрессии комбинации T1R1 + T1R3 индуцировалась чувствительность к аминокислотам (Nelson et al., 2001). Это дает основание полагать, что гетеродимер T1R2/T1R3 является сладко-чувствующим рецептором, а T1R2/T1R3 - функционирует как рецептор аминокислот.

Вкус умами вызывается L-глутаматом в миллимолярных концентрациях (Lindemann, 2001). Во многих тканях глутамат идентифицирован как возбуждающий нейротрансмиттер, где в микромолярных концентрациях он активирует ионотропные и метаботропные (т.е. G-белок сопряжённые) рецепторы (Brown and Dale, 2002). Классические глутаматные рецепторы также найдены во вкусовых клетках (Chaudhari et al., 1996; Lin and Kinnamon, 1999), но они вряд ли обеспечивают рецепцию глутамата как вкусового вещества, поскольку афинность этих рецепторов к глутамату характеризуется микромолярными константами диссоциации. Недавно был идентифицирован подтип метаботропного рецептора (mGlu4t (truncated)), специфически экспрессируемый во вкусовых клетках (Chaudhari et al., 2000). Его особенность в том, что по сравнению с классическим mGlu4-рецептором у него не хватает 130 аминокислот на N-конце (расположен экстраклеточно и несет сайт связывания глутамата), что сдвигает афинность mGlu4t рецептора в область миллимолярных концентраций (Chaudhari et al., 2000). Это обстоятельство, а также апикальная локализация mGlu4t, дают основание считать, что данная изоформа метаботропного рецептора, специфическая для вкусовых клеток, обеспечивает детекцию глутамата в пище (Chaudhari et al., 2000).

Итак, во вкусовых клетках найдены многие элементы внутриклеточных сигнальных систем - рецепторы, G-белки, эффекторные ферменты, ионные каналы. На этом основании до недавнего времени доминировала гипотеза, предполагающая одновременное существование множественных механизмов, использующих cGMP/cAMP и IP3/DAG/Ca в качестве вторичных мессенджеров для трансдукции вкусовыми клетками стимулов разных вкусовых модальностей (Lindemann, 1996; Herness and Gilberson, 1999; Gilberson et al., 2000; Lindemann 2001; Margolskee 2002). Здесь следует отметить сложность изучения молекулярных механизмов вкуса, которая состоит в том, что многочисленные модели вкусовой трансдукции трудно проверить экспериментально, поскольку в электрофизиологических экспериментах не более 5% вкусовых клеток отвечает на адекватные вкусовые стимулы. Однако недавно появившиеся данные ставят под сомнение эту традиционную точку зрения. Согласно поведенческим экспериментам и регистрации от вкусового нерва, у животных с нокаутированными PLC ((32 изоформой) или ионным каналом TRPM5 (семейства TRP-каналов; Runnels et al., 2002, Vazquez et al., 2001, Venkatachalam et al., 2001), практически исчезала чувствительность к сладким, горьким стимулам и аминокислотам при неизменной чувствительности к кислым и солёным стимулам (Zhang et al., 2003). Следовательно, PLCP2 и TRPM5 являются общими и ключевыми элементами сигнальных каскадов, обеспечивающих трансдукцию сладких, горьких стимулов и аминокислот.

Рис.1 Трансдукция веществ, обладающих сладким вкусом

4. Вкусовые нарушения

вкусовой анализатор трансдукция окраска

4.1 Общие принципы

Анатомическое разнообразие системы вкуса, а также присутствие разнообразных резервных механизмов способствует значительной защите системы от полной и постоянной потери вкусового восприятия. Например, потеря нескольких периферических вкусовых очагов не вызовет изменений в способности ротовой полости в целом воспринимать вкус (Mott, Grushka and Sessle 1993). Система восприятия вкуса в гораздо большей степени восприимчива к вкусовым искажениям или восприятию фантомного вкуса. Например, дисгевзия является заболеванием намного более распространенным в условиях профессиональных воздействий, чем потеря вкусовых ощущений. Хотя способность восприятия вкуса рассматривается в качестве более устойчивой к возрастным изменениям, чем обоняние, специалистами были описаны случаи ослабления вкусовых ощущений с возрастом. При раздражении слизистой рта может иметь место временная потеря вкуса. Теоретически, это может быть вызвано воспалением вкусовых клеток, закупоркой вкусовых пор или функциональными изменениями на поверхности вкусовых клеток. Ожог может повлиять на кровоснабжение языка и таким образом повлиять на систему восприятия вкуса. Система распространения слюны также может быть повреждена. Раздражители могут вызвать отек, что приведет к закрытию слюнных канальцев. Поглощенные слюнными железами токсичные вещества во время выделения могут нанести вред тканям канальцев. Любой из этих процессов может вызвать продолжительную сухость во рту, в результате чего будет повреждена система восприятия вкуса. Воздействие токсичных веществ может повлиять на скорость обновления вкусовых клеток либо внести изменения в их внутреннюю или внешнюю химическую среду. Известно множество веществ, рассматривающихся в качестве нейротоксинов и способных нанести ущерб непосредственно периферийным вкусовым нервам или повредить вышележащие вкусовые анализаторы мозга.

4.2 Повреждающие агенты

Пестициды Пестициды применяются довольно широко и их остатки можно обнаружить в мясе, овощах, молоке, дождевой и питьевой воде. И хотя наибольшему риску подвергаются рабочие, вовлеченные в процессы производства и использования пестицидов, остальное население также подвергается их воздействию. Основные пестициды включают хлорорганические, фосфорорганические соединения и соединения солей карбаминовой кислоты. Хлорорганические соединения чрезвычайно устойчивы и поэтому сохраняются в окружающей среде в течение долгих периодов времени. Прямая интоксикация данными соединениями вызывает у людей поражение нейронов центральной нервной системы. Вследствие меньшей устойчивости в окружающей среде фосфорорганические пестициды получили более широкое применение, однако, они также являются и более токсичными, чем хлорорганические соединения; ингибирование ацетилхолинэстеразы может вызвать отклонения неврологического и поведенческого характера. Токсичность пестицидов солей карбаминовой кислоты примерно равна описанной токсичности для фосфорорганических соединений, и они часто используются там, где применение последних не приводит к ожидаемым результатам.Воздействие пестицидов ассоциировалось с устойчивым горьким или металлическим вкусом (Schiffman and Nagle 1992), дисгевзией неопределенного характера (Ciesielski et al. 1994) и реже с потерей вкуса. Пестициды могут попадать к вкусовым рецепторам через воздух, воду и пищу, а также могут проникать через кожу, пищеварительный тракт, конъюнктиву и дыхательные пути. Поскольку большое количество пестицидов растворимы в липидах, они могут легко проникать через липидные оболочки организма. Поражение системы восприятия вкуса может носить опосредованный характер, не зависящий от места исходного воздействия; в эксперименте на мышах после инъекции пестицидов в кровяной русло на языке у животных были выявлены данные инсектициды. После воздействия пестицидов были выявлены изменения в морфологии вкусовых сосочков. Были также отмечены дегенеративные изменения в окончаниях сенсорных нервов, которые вполне могут объяснить случаи нарушений нервной передачи, которые были также зарегистрированы. Металлическая дисгевзия может представлять собой форму сенсорной парестезии, вызванную воздействием пестицидов на вкусовые сосочки и расположенные в них центростремительные нервные окончания. Существуют, однако, некоторые доказательства того, что пестициды могут вмешиваться в работу медиаторов и таким образом препятствовать передаче вкусовой информации в центральную нервную систему (El-Etri et al. 1992). У рабочих, которые подвергались воздействию фосфорорганических пестицидов, могут иметь место неврологические нарушения, независимые от снижения содержания холинэстеразы в крови и выявляемые при проведении электроэнцефалографии и нейропсихологического теста. Предполагается, что эти пестициды вне зависимости от воздействия на холинэтестразу подвергают мозг нейротоксическому воздействию. Согласно результатам исследований, с воздействием пестицидов связывают увеличение слюновыделения, но до сих пор остается неясным, какие вкусовые изменения это может повлечь за собой.