Вкусовые рецепторы – это не нервные клетки, а особая разновидность эпителиальных клеток (клеток, которые выстилают кишечник, ротовую полость и носовые проходы). Они живут очень недолго, заменяются каждые две недели и группируются в бочкообразные вкусовые сосочки. На поверхности языка человека находятся примерно 10 000 вкусовых сосочков, в каждом из которых от 50 до 100 вкусовых клеток
{29}. Вкусовая клетка имеет длинный пальцеобразный отросток с тонкими волосками на кончике, в которых расположены вкусовые рецепторы. Отросток вытянут к отверстию вкусового сосочка на поверхности языка, где находятся возбуждающие вещества. Другой конец вкусовой клетки соприкасается с чувствительным нервом.
Мы можем различать пять основных вкусов – сладкий, соленый, кислый, горький и вкус белковых веществ (умами). Все многообразие вкусов, которые мы чувствуем, воспринимается, однако, в сочетании с запахами, поскольку эти два вида чувств действуют совместно. Именно поэтому чувство вкуса притупляется, когда человек простужен, а его нос заложен. Антельм Брилья-Саварен, гурман XVII в., рассказывал о встрече с человеком, у которого был отрезан язык, но который тем не менее полностью сохранил восприятие вкусов и запахов. Это позволило Брилья-Саварену сделать вывод о том, что «запах и вкус на деле являются единым чувством, где лабораторией служит рот, а ее трубой – нос».
Когда вы едите что-нибудь, вещества, содержащиеся в пище, растворяются в слюне. Это позволяет им присоединиться к рецепторам на кончике вкусовых клеток и, таким образом, инициировать последовательность событий, которые в конечном итоге приводят к выбросу химического медиатора из основания вкусовых клеток. Медиатор, в свою очередь, возбуждает чувствительный нерв, и нервные импульсы начинают передаваться в головной мозг, где в результате декодирования и обработки информации происходит идентификация вкусов.
Мы чувствуем разные вкусы потому, что стимулируются разные типы рецепторов. Два вкуса – соленый и кислый – непосредственно воспринимаются каналами, чувствительными к соответствующим ионам, т. е. к ионам натрия и ионам водорода (протонам). На соленое реагирует эпителиальный натриевый канал (ENaC), с которым мы встречались в предыдущей главе. На кислое реагируют несколько видов ионных каналов, чувствительных к протонам. Углекислый газ в шипучих напитках и в шампанском мы также чувствуем благодаря рецепторам кислого, поскольку при его растворении в воде образуются протоны. Любопытно, что некоторые производители газированной воды знали об этом задолго до того, как наука доказала правильность таких представлений, – названия sauerwasser
{30} и seltzers указывают на кислый вкус. Слово «умами», происходящее от японского «умаи», означает «вкусный» и относится к вкусу пищи, содержащей глутамат натрия
[28]. Некоторые рецепторы, реагирующие на глутамат, также являются ионными каналами. Как оказалось, функционирующих рецепторов умами нет у гигантской панды, однако связано ли это с тем, что, в отличие от других медведей, она придерживается исключительно вегетарианской диеты, непонятно.
Сладкие и горькие вещества не активируют ионные каналы непосредственно. Они присоединяются к специфическим рецепторам и дают начало каскаду биохимических событий, которые в конечном итоге открывают специализированный ионный канал (так называемый TRPM5), общий для обоих каскадов. Возможность отличать сладкое от горького возникает благодаря тому, что два типа рецепторов находятся в разных группах вкусовых клеток, которые отдельно посылают сигналы в головной мозг. Таким образом, что считать сладким, а что – горьким, решает мозг. У нас больше 20 различных рецепторов, реагирующих на горькое, и всего один, реагирующий на сладкое, – это объясняется эволюционным стремлением лучше идентифицировать горькие вещества, которые нередко ядовиты. Рецептор сладкого состоит из двух белков, и вариации любого из генов, кодирующих эти белки, обусловливают разную чувствительность к сладким веществам. Похоже, что одни люди действительно имеют более сильное пристрастие к сладкому, чем другие. Пониженная чувствительность к сахару наиболее распространена среди африканских народностей, живущих южнее Сахары. Это говорит о том, что способность чувствовать сахар более важна в холодном климате, где источники сахара более скудны. Однако в сегодняшнем обществе безудержное увлечение сладким порождает серьезнейшую проблему – ожирение и кариес неразрывно связаны с высоким потреблением тортов, мороженого и сладких напитков.
Мои пациенты, принимающие противораковые препараты, жалуются на то, что пища становится для них отвратительной на вкус – менее сладкой и более горькой. Это происходит потому, что, как и все остальные эпителиальные клетки, вкусовые клетки очень быстро обновляются и, таким образом, особенно чувствительны к химиотерапии, которая нацелена на быстро делящиеся клетки. На вкус также влияют сопутствующие факторы (хотя это в значительной мере область влияния головного мозга). Мне нравится запах кофе, но я перестала пить его больше 20 лет назад и давно пью только чай. Бывает, что мне иногда по ошибке приносят кофе, но когда я делаю глоток, его вкус кажется очень странным. Способность правильно идентифицировать букет также снижается, когда блюдо имеет не тот цвет. Малиновый сок будет на вкус не таким, если его цвет окажется оранжевым или зеленым. Попробуйте и убедитесь сами.
Как мы различаем запахи
Запахи, как точно подметил Марсель Пруст, могут пробуждать воспоминания прошлого. Живой и острый запах люпина, например, напоминает мне сад двоюродной бабушки, полный цветов, бабочек и жужжания пчел. А запах скошенного сена вызывает другие детские воспоминания – мне вспоминается, как я лежу на траве в деревне, слежу за игрой в крикет и слышу далекий голос кукушки и удивительно умиротворяющие шлепки кожаного мяча по бите.
Клетки, реагирующие на запахи, находятся высоко в носу, почти в семи сантиметрах от ноздрей. Это обонятельные нейроны, отростки которых тянутся к обонятельному эпителию в носу. Каждый нервный отросток оканчивается в небольшой группе обонятельных ресничек, тонких волосообразных отростков, выступающих в слой вязкой слизи, которая покрывает влажную поверхность носовой полости и значительно увеличивает чувствительную к запахам поверхность мембраны. Обонятельные рецепторы находятся на поверхности ресничек, где они улавливают запахи вдыхаемого нами воздуха.
У людей насчитывается примерно 350 типов обонятельных рецепторных белков
{31}, причем каждый обонятельный нейрон несет белок только одного типа. Вместе с тем число различаемых нами запахов намного больше 350 – большинство людей способны чувствовать запахи многих тысяч веществ и зачастую очень тонко. «Хороший нос», например нос эксперта-парфюмера или сомелье, еще более чувствителен. Это говорит о том, что за восприятие конкретного запаха отвечает не специальный рецептор. Считается, что каждый рецептор распознает целый класс молекул (или конкретных характеристик молекул), что одно пахучее вещество может присоединяться к нескольким рецепторам и что различать запахи нам позволяет стимулирование определенных комбинаций рецепторов. Подобно буквам алфавита, из которых складывается огромное количество слов, различные сочетания обонятельных рецепторов дают море чистых запахов. Ароматы еще более сложны и разнообразны, поскольку они складываются из множества разных запахов.
