Умами – это главным образом аромат аминокислоты глутамата. Им обладают многие блюда с “мясным” вкусом, включая говяжий бульон, рыбу, грибы, пармезан и помидоры, а также многие ферментированные продукты, например соевый и рыбный соус или мисо. Вкус умами также присутствует в грудном молоке – в той же степени, как и в говяжьем бульоне, – именно поэтому, вероятно, мы рождаемся с пристрастием к вкусу умами.
С соленым вкусом дело обстоит сложнее. Мы с рождения считаем соленую пищу вкусной, но только до определенной степени. Как малышам, так и взрослым нравится соленое, но при очень высоких концентрациях ощущения становятся неприятными. В этом есть биологический смысл: нам нужно поддерживать концентрацию натрия в организме в достаточно узком диапазоне. Недостаточное количество пищевой соли или ее избыток могут вызвать проблемы в различных системах организма, в том числе в нервной системе. Задача оптимального потребления соли, по-видимому, частично решена благодаря наличию двух типов клеток вкусовых рецепторов. Одни активируются при низкой концентрации соли и связаны с областями мозга, вызывающими удовольствие, а другие активируются при высоких концентрациях и связаны с участками, вызывающими отвращение. Уже обнаружен сенсор для низких концентраций соли, называемый ENaC, но сенсор для высоких концентраций пока не найден
[269].
Возникает вопрос: почему у человека есть по меньшей мере 25 сенсоров для горького вкуса, но только один для кислого? Как будто природа пытается сказать нам что-то этими цифрами. Причина в том, что за кислый вкус отвечает одно простое химическое вещество, H+, также известное как свободный протон. Лимон отличается от уксуса на вкус из-за дополнительных химических веществ, большинство из которых обнаруживается по запаху, но кислы они благодаря свободным протонам (молекулы, которые переносят свободные протоны, называются кислотами). Поскольку клетки кислого вкуса должны обнаруживать свободные протоны и ничего больше, для этого не нужны разные типы сенсоров
[270]. Аналогичным образом соленый вкус дают ионы натрия, вкус умами – глутамат (и несколько структурно подобных молекул, например аспартат), а сладкий вкус – небольшое число молекул сахаров (фруктоза, глюкоза, сахароза и т. д.), имеющих похожую химическую структуру. Таким образом, сладкий, соленый и вкус умами также могут хорошо распознаваться одним или двумя рецепторами.
Горьким же вкусом могут обладать тысячи различных химических веществ, не имеющих между собой ничего общего. В результате один сенсор горького вкуса, названный T2R38, хорошо обнаруживает горькие химические продукты жизнедеятельности некоторых бактерий, а также глюкозинолаты, содержащиеся в овощах семейства крестоцветных – брокколи и брюссельской капусте
[271]. Другой сенсор горького, T2R1, распознает химические вещества, называемые “изогумулоны”, которые придают горький вкус шишкам хмеля, к радости любителей эля (включая Балтиморскую милашку). Некоторые сенсоры горького вкуса реагируют на широкий спектр химических веществ, некоторые – на конкретное соединение. Но общий принцип ясен: человеку нужно много рецепторов горького вкуса, чтобы распознавать большой и химически разнообразный диапазон горьких веществ, которых следует избегать.
Когда определенный вкусовой сенсор больше не требуется в жизни вида из-за изменения рациона питания, кодирующий его ген может накапливать мутации; в конечном счете некоторые из этих мутаций полностью разрушают ген, так что функциональный белок не вырабатывается. Такие поврежденные гены называют псевдогенами. Некоторые плотоядные животные, например домашние кошки, львы, тигры, летучие мыши и шпорцевые лягушки, не чувствуют сладкий вкус: соответствующий ген T1R2 стал псевдогеном, полным мутаций. На другом конце диетической шкалы находятся некоторые травоядные вроде гигантских панд, которые не встречаются со вкусом умами в строгой бамбуковой диете и поэтому потеряли способность чувствовать этот вкус. И T1R1, сенсор умами, превратился у панды в псевдоген, торчащий в геноме, как ржавая машина без колес.
Пожалуй, самый странный случай утраты вкусовых ощущений встречается у китов и дельфинов, которые произошли около 50 млн лет назад из растительноядного сухопутного предка и превратились в плотоядных водных млекопитающих. Эти морские млекопитающие потеряли способность чувствовать не только сладкий вкус, но и кислый, горький и умами
[272]. На первый взгляд, это удивительно, поскольку китам и дельфинам могут понадобиться сенсоры и датчики горького вкуса и умами, чтобы избежать токсинов и оценить вкус мяса. Одна из гипотез, объясняющих такой ограниченный вкусовой репертуар, состоит в том, что, раз дельфины и киты проглатывают добычу целиком, им не нужно принимать решение, какая пища попадает в организм, а какую следует выплюнуть. Когда вся еда сразу проваливается внутрь, нет необходимости оценивать ее вкус, чтобы сделать выбор. Любопытно, что не все морские млекопитающие потеряли сенсоры вкуса. Растительноядные ламантины сохранили функциональные рецепторы сладкого и горького вкуса, и это подтверждает гипотезу о том, что сохранение основных вкусовых ощущений у разных видов определяется питанием.
