Los científicos han descubierto el sexto sabor básico.

Además de los sabores conocidos como dulce, salado, ácido, amargo y umami, investigaciones recientes sugieren que la lengua también puede detectar el cloruro de amonio como sabor primario.

El científico japonés Kikunai Ikeda propuso por primera vez el umami como sabor primario a principios del siglo XX, además de sabores bien conocidos como dulce, ácido, salado y amargo. Fueron necesarios casi ochenta años para que la comunidad científica reconociera oficialmente su propuesta.

Ahora, científicos dirigidos por investigadores de la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC tienen evidencia de la existencia de un sexto gusto básico.

En un estudio publicado recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza, Universidad del Sur de California La neurocientífica de Dornsife Emily Lehman y su equipo descubrieron que la lengua responde al cloruro de amonio a través del mismo receptor proteico que indica el sabor amargo.

«Si vives en un país escandinavo, conocerás este sabor y probablemente te guste», afirma Lehmann, profesor de ciencias biológicas. En algunos países del norte de Europa, el regaliz salado ha sido un postre popular al menos desde principios del siglo XX. El tratamiento incluye entre sus componentes sal sálmica o cloruro de amonio.

Investigación en profundidad sobre la reacción de la lengua.

Los científicos saben desde hace décadas que la lengua responde fuertemente al cloruro de amonio. Sin embargo, a pesar de una extensa investigación, los receptores específicos de la lengua con los que interactúa siguen siendo difíciles de alcanzar.

Lyman y el equipo de investigación pensaron que podrían tener una respuesta.

En los últimos años, ellos Proteína revelada Responsable de detectar el sabor amargo. Esta proteína, llamada OTOP1, se encuentra dentro de las membranas celulares y forma un canal para transportar iones de hidrógeno al interior de la célula.

Los iones de hidrógeno son el componente principal de los ácidos y, como saben los amantes de la gastronomía, la lengua los siente. agrio Tan amargo. Es por eso que el jugo de limón (rico en ácidos cítrico y ascórbico), el vinagre (ácido acético) y otros alimentos ácidos imparten un toque ácido cuando entran en la lengua. Los iones de hidrógeno de estas sustancias ácidas se transmiten a las células receptoras del gusto a través del canal OTOP1.

Dado que el cloruro de amonio puede afectar la concentración de ácido (es decir, iones de hidrógeno) dentro de una célula, el equipo se preguntó si de alguna manera podría estimular OTOP1.

Reacciones animales y el papel de OTOP1.

Para responder a esta pregunta, insertaron el gen Otop1 en células humanas cultivadas en el laboratorio para que las células produzcan la proteína receptora OTOP1. Luego expusieron las células a ácido o cloruro de amonio y midieron las respuestas.

«Vimos que el cloruro de amonio es un potente activador del canal OTOP1», dijo Lehmann. «Se activa tan bien o mejor que los ácidos».

El cloruro de amonio libera pequeñas cantidades de amoníaco, que ingresa a la célula y eleva el pH, haciéndola más alcalina, lo que significa menos iones de hidrógeno.

«Esta diferencia de pH desencadena el flujo de protones a través del canal OTOP1», explicó Ziyu Liang, Ph.D. estudiante en el laboratorio de Lyman y primer autor del estudio.

Para confirmar que sus resultados eran más que un artefacto de laboratorio, recurrieron a una técnica que mide la conductividad eléctrica, simulando cómo los nervios conducen una señal. Utilizando células de papilas gustativas extraídas de ratones normales y de ratones que habían sido previamente modificados genéticamente en el laboratorio. No producir OTOP1Midieron qué tan bien las células gustativas generaban respuestas eléctricas llamadas potenciales de acción tras la introducción de cloruro de amonio.

El popular caramelo de regaliz salado escandinavo contiene una sal alcalina de cloruro de amonio, que le da al caramelo un sabor único. Crédito: Maxine Eichger

Las células de las papilas gustativas de ratones de tipo salvaje mostraron un fuerte aumento en los potenciales de acción después de la adición de cloruro de amonio, mientras que las células de las papilas gustativas de ratones que carecían de OTOP1 no respondieron a la sal. Esto confirma su hipótesis de que OTOP1 responde a la sal y genera una señal eléctrica en las células de las papilas gustativas.

Lo mismo ocurrió cuando otro miembro del equipo de investigación, Courtney Wilson, registró señales de los nervios que inervan las células gustativas. Vio que los nervios respondían a la adición de cloruro de amonio en ratones normales, pero no en ratones que carecían de OTOP1.

Luego, el equipo fue más allá y examinó cómo reaccionaron los ratones cuando se les dio la opción de beber agua corriente o agua con cloruro de amonio. En estos experimentos, inactivaron las células amargas que también contribuyen al sabor del cloruro de amonio. Los ratones con OTOP1 funcional encontraron poco atractivo el sabor del cloruro de amonio y no bebieron la solución, mientras que a los ratones que carecían de OTOP1 no les importó comer la sal alcalina, incluso en concentraciones muy altas.

«Ese fue realmente el factor decisivo», dijo Lehman. «Esto demuestra que el canal OTOP1 es esencial para la respuesta conductual al amonio».

Pero los científicos no habían terminado. Se preguntaron si otros animales también serían sensibles a sus canales OTOP1 y los utilizarían para detectar amonio. Descubrieron que el canal OTOP1 en algunos Clasificar Parece ser más sensible al cloruro de amonio que otras especies. Los canales OTOP1 humanos también eran sensibles al cloruro de amonio.

Implicaciones evolutivas

Entonces, ¿cuál es la ventaja gustativa del cloruro de amonio y por qué se conserva tanto evolutivamente?

Lehman especula que la capacidad de saborear el cloruro de amonio puede haber evolucionado para ayudar a los organismos a evitar la ingestión de sustancias biológicas nocivas que contienen altas concentraciones de amonio.

«El amonio se encuentra en los productos de desecho (piense en los fertilizantes) y es bastante tóxico, por lo que tiene sentido que hayamos desarrollado mecanismos gustativos para detectarlo», explicó. Los pollos OTOP1 son más sensibles al amonio que el pez cebra. Lehmann especula que estas diferencias «Puede reflejar diferencias en los entornos ambientales. Para diferentes animales. «Es posible que los peces no encuentren mucho amonio en el agua, mientras que los gallineros están llenos de amonio que debe evitarse y no ingerirse».

Pero advierte que se trata de una investigación muy temprana y que se necesitan más estudios para comprender las diferencias entre especies en cuanto a sensibilidad al amonio y qué hace que los canales OTOP1 en algunas especies sean sensibles y en otras menos sensibles al amonio.

Con este fin, han comenzado. «Hemos identificado una parte específica del canal OTOP1, un aminoácido específico, que es esencial para la respuesta al amonio», dijo Lehman. «Si cambiamos este residuo, el canal no será tan sensible al amonio, pero seguirá respondiendo al ácido».

Además, dado que este aminoácido se conserva en diferentes especies, debe haber una presión selectiva para preservarlo, afirma. En otras palabras, la capacidad del canal OTOP1 para responder al amonio debe haber sido importante para la supervivencia de los animales.

En el futuro, los investigadores planean ampliar estos estudios para comprender si la sensibilidad al amonio se conserva entre otros miembros de la familia de protones OTOP, que se expresa en otras partes del cuerpo, incluido el tracto gastrointestinal.

¿Y quien sabe? El cloruro de amonio puede unirse a los otros cinco sabores básicos, elevando el número oficial a seis.

Referencia: “El canal de protones OTOP1 es un sensor gustativo de cloruro de amonio” por Ziyu Liang, Courtney E. Wilson, Bochuan Teng, Sue C. Kinnamon y Emily R. Liman, 5 de octubre de 2023. Comunicaciones de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41467-023-41637-4

El estudio fue financiado por Institutos Nacionales de Salud.