科学家发现动物是如何品尝和避免高盐浓度的

纽约,纽约(2013年2月13日)——对于典型的西方饮食(含大量有害长期健康的盐)的消费者来说,很难相信有一种与生俱来的对高浓度盐的厌恶。

但是哥伦比亚大学医学中心的查尔斯·祖克博士和他的同事们发现了舌头是如何检测高浓度盐的(想想海水的浓度,而不是薯片),这是大多数哺乳动物普遍的避盐行为的第一步。

这项研究成果今天发表在《自然》杂志网络版上,它可以作为开发味觉调节器的跳板,帮助人们控制对高盐饮食的胃口,减少过多钠的不良影响。

在五种基本味中,咸味是独一无二的。哺乳动物总是被甜味和鲜味所吸引,而被酸味和苦味所排斥,它们对盐的行为反应随着浓度的增加而急剧变化。

“哺乳动物的盐味会引发两种相反的行为,”祖克博士说,他是哥伦比亚大学内外科医学院(Columbia University College of Physicians & Surgeons)生物化学与分子生物物理系和神经科学系的教授。“低浓度的盐会吸引哺乳动物;他们会选择含盐溶液而不是无盐溶液。但他们会拒绝高浓度的盐溶液,即使是在不含盐的情况下。”

在过去的15年里,舌头上的受体和其他细胞负责检测甜,酸,苦,鲜味口味为低浓度的盐被发现主要通过朱克博士和他的合作者的努力研究所的尼古拉斯Ryba牙科和颅面研究。

“但我们不明白为什么人们不喜欢高浓度的盐,”祖克实验室的博士后研究员、该研究的主要作者Yuki Oka说。

研究人员期望高盐受体驻留在只负责检测高盐的细胞中。“多年来,我们的研究表明,每种味道——甜、苦、酸、鲜和低盐——都是由不同的细胞介导的,”瑞巴博士说。“所以我们认为,对于高盐,一定有不同的味觉受体细胞。但出乎意料的是,奥卡博士发现高盐是由我们已知的细胞介导的。”

在Oka博士进行的实验中,研究人员发现,高盐浓度会激活之前发现的苦和酸感知细胞。当其中一种细胞被抑制,无法向大脑发送信息时,对高盐溶液的厌恶情绪就会减少,但不会消除。当这两种细胞都被沉默时,哺乳动物完全失去了对高盐溶液的厌恶,甚至对相当于海水的高盐溶液表现出无限的吸引力。

对于哺乳动物来说,摄入高浓度的海水会导致严重脱水、肾衰竭和死亡。Oka博士说,有了两种厌恶途径,动物就有了一种保障措施,确保高盐总是令人厌恶。

奥卡博士说,现在已经确定了所有的盐的摄入途径,或许可以利用这些知识让低浓度的盐尝起来更咸,从而减少盐的摄入。KCl(氯化钾)比氯化钠对健康的长期影响更小,它的味道也可能更吸引人,鼓励人们把它作为盐的替代品。

味觉细胞可以帮助我们理解大脑中的感觉

虽然这项工作的商业意义是明确的,但研究人员的目标不是找到改变我们口味的方法,而是了解我们如何感知感官世界。舌头上高盐浓度的检测是如何导致人们放弃水源的呢?我们怎样才能区分巧克力蛋糕和南瓜派呢?我们的味觉是如何随时间变化的?答案就在大脑神经元的放电中。

有了味觉感受器细胞后,研究人员最近开始对大脑进行成像,绘制从舌头味蕾接收信息的神经元的图谱。http://www.hhmi.org/news/zuker20110902.html].地图是一个惊喜。他们没有像舌头上的味觉感受器细胞那样发现神经元是分散的,相反,他们发现了四种味觉:甜、苦、鲜和咸(酸还没有被定位)的不同的大脑热点。

最终,他们希望了解这些神经元的放电如何产生我们称之为味觉的感觉。

论文的标题是“高盐吸收厌恶的味觉通路”。贡献者有yuki Oka (CUMC/HHMI), Matthew Butnaru (CUMC/HHMI), Lars von Buchholtz(国家牙科和颅面研究所,NIH), Nicholas J. P. Ryba(国家牙科和颅面研究所,NIH)和Charles S. Zuker (CUMC/HHMI)。

Y.O.是由日本科学促进会资助的。这项研究部分由国家卫生研究院和国家牙科和颅面研究所(NIH ZIA DE000561)的内部研究项目资助,n.j.p.r.c.s.z是霍华德休斯医学研究所的研究员。

c.s.z是Senomyx的科学创始人和科学顾问委员会成员。其他作者声明没有经济或其他利益冲突。

哥伦比亚大学医学中心在基础、临床前和临床研究方面处于国际领先地位;医疗卫生科学教育;和病人护理。医疗中心培养未来的领导者,包括内科医生和外科医生学院、梅尔曼公共卫生学院、牙科医学院、护理学院的许多医生、科学家、公共卫生专业人员、牙医和护士的专门工作,艺术与科学研究生院的生物医学部门,以及联合研究中心和机构。哥伦比亚的内外科医生学院成立于1767年,是该国第一个授予医学博士学位的机构,也是该国最挑剔的医学院之一。哥伦比亚大学医学中心是纽约市和纽约州最大的医学研究企业的所在地,也是美国最大的研究企业之一。它的医生在三州地区的多个地点治疗病人,包括位于华盛顿高地的纽约-长老会/哥伦比亚大学校园,位于曼哈顿51 W. 51街的哥伦比亚医生中城新地点,以及新的哥伦比亚医生Riverdale诊所。欲了解更多信息,请访问www.cumc.columbia.educolumbiadoctors.org

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