Мушки-дрозофилы чувствуют особый вкус пищи, в которой слишком много кальция; это защищает их от передозировки металла. Подобный механизм защиты может существовать и у людей.
Многие организмы, от мушек-дрозофил до человека, различают на вкус разные вещества и группы веществ: сладкие низкомолекулярные углеводы – сахара, соленый вкус хлорида натрия и других металлов, кислоты и широкую группу веществ с горьким вкусом. Недавно к этому списку добавили умами – вкус белковой пищи (а точнее, карбоксилатного аниона глутаминовой кислоты), который различают и мыши, и люди. Есть пока не окончательно подтвержденные предположения о том, что люди способны различать и вкус сложных углеводов – крахмала и муки, например.
Возможно, существуют и другие вещества с собственным узнаваемым вкусом; один из кандидатов в этот список – кальций. Способность распознавать богатую кальцием пищу может быть очень важна для живого существа. Ионы кальция выполняют функцию клеточного посредника; их перемещение через клеточную мембрану регулирует сокращения мышечных клеток, работу нервной системы и многие другие процессы в организме. Недостаток кальция опасен только в долгосрочной перспективе, зато избыток употребленного с пищей кальция может быстро вызвать потенциально опасное угнетение центральной нервной системы и нарушение работы внутренних органов, особенно почек.
Люди обычно описывают продукты с высоким содержанием кальция как горьковато-кислые, но специального слова (и, как ранее считалось, вкуса) у кальция нет. Однако группа исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и их корейские коллеги показали, что мушки-дрозофилы (Drosophila melanogaster) чувствуют присутствие кальция в пище и отказываются от еды, в которой этого металла слишком много. Ученые также определили механизм чувствительности дрозофил к кальцию в пище.
Оказалось, что за ощущение «вкуса кальция» у дрозофил отвечает активация специфических вкусовых рецепторов нейронов (GRNs), которая подавляет аппетит и ингибирует те вкусовые рецепторы нейронов, которые связываются с сахарами и стимулируют аппетит.
За связывание иона Ca2+ с рецепторами отвечают три белка-рецептора на поверхности вкусовых рецепторов, и, по-видимому, только все три вида белков вместе способны дать ощущение вкуса кальция. В эксперименте ученые насыпали в одну чашку чистую фруктозу, в другую – сахар с добавлением хлорида кальция, и позволили мушкам-дрозофилам выбирать. Генетически модифицированные мушки, у которых отсутствовал хотя бы один из трех типов рецепторов, не чувствовали разницы между фруктозой с кальцием и без него и в результате погибали от избытка металла в организме. Нормальные мушки питались только чистой фруктозой, а попробовав пищу с высоким содержанием кальция, сразу перестали ее есть. Эту потерю интереса ученые объясняют сигналом к прекращению трапезы, который подают активированные вкусовые рецепторы.
Авторы работы, опубликованной в журнале Neuron, предполагают, что механизм, защищающий от употребления слишком большого количества кальция, должен быть и у человека. Такой механизм также может быть реализован через вкусовые рецепторы, однако так ли это на самом деле, ученым еще предстоит выяснить.
