| Se sabe desde hace un tiempo que en el tema del gusto –como en tantos otros procesos biológicos– la clave está en la proteína G, familia de transductores de señal que transportan información relevante para los procesos del organismo. Así, los receptores de, al menos, tres de las cinco modalidades clásicas del gusto (dulce, amargo y umami) son las proteínas GPCR o receptores acoplados a proteínas G. Pues bien, hace tan solo unas semanas se ha identificado el mecanismo por el que el ATP, otra molécula ubicua que encierra en sus enlaces fosfato, libera la principal fuente de energía del organismo. En su función de neurotransmisor se libera de las células de las papilas para estos mismos gustos dulce, amargo y umami, para transmitir la señal gustativa al cerebro. Y lo hace a través de unas proteínas de membrana, descritas recientemente como nuevos canales iónicos, indispensables en el gusto (las CALHM1). Lo ha publicado recientemente en Nature un consorcio de investigadores pertenecientes a nueve instituciones , donde se plantea con este resultado la posibilidad de conectar los puntos moleculares de dulce, amargo y umami en el cerebro. Las otras dos modalidades, los gustos salado y ácido, utilizan mecanismos distintos a este para enviar la información. Así pues, aun habiendo avanzado hasta estos detalles de conocimiento, no se ha hecho sino confirmar la enorme complejidad de los procesos de la percepción gustativa.
Pero no nos precipitemos, vayamos al principio: la sensación gustativa se inicia cuando los estímulos (sustancias químicas) disueltos en la saliva contactan con los receptores presentes en los botones gustativos situados en las papilas de la lengua. Los botones son agregados de 50-100 célu las especializadas que detectan nutrientes y otros compuestos por uno de sus polos. Una persona promedio tiene aproximadamente unos 10 000 botones gustativos agrupados en papilas. Además de en la lengua, hay también botones en la epiglotis, la garganta y el intestino.
Como resultado de la función de los receptores situados en las papilas, los organismos identifican los nutrientes que, en principio, más les convienen, evitando toxinas y materiales no comestibles. Cada uno de los cinco gustos básicos que reconocemos los humanos (dulce, salado, ácido, amargo y umami) puede asociarse a distintos requisitos fisiológicos o nutricionales, o indicar que la ingesta de un alimento es peligrosa. El cerebro obtiene información a partir del gusto de los materiales: dulce significa fuente de energía (azúcares y carbohidratos), ácido significa una alteración del equilibrio ácido-base (por tanto, puede significar alimentos estropeados); el amargo genera una alerta (los venenos suelen saber amargo); el salado suele implicar una alteración del equilibrio hídrico, y el umami informa sobre el contenido proteico de los alimentos. Se cree también que pueden existir otras modalidades, como el graso (cada vez parece más seguro que hay receptores específicos en las papilas), el metálico , etc. Esta es la primera función. La segunda, enviar señales al sistema digestivo y preparar el organismo para que utilice de manera óptima los nutrientes (liberación de enzimas digestivos, movimientos peristálticos, aumento del flujo mesentérico y del ritmo cardíaco…) (fig. 1).
Fig. 1. Los gustos se asocian a diferentes requisitos fisiológicos o nutricionales. (Fuente: Tomada de Chaudhari y Roper, 2010.)
En lo relativo a las modalidades del gusto, en todo caso, en otros ani mal es el panorama puede ser distinto: resultados recientes indican que algunos carnívoros como los felinos llevan una versión no funcional del gen Tas1r2 y no pueden detectar el gusto dulce. De forma no inocente, hemos introducido aquí un elemento importante: el componente genético de los gustos. La biología molecular del gusto es compleja, aunque se observan algunos patrones comunes. Las modalidades dulce, umami y amargo basan la recepción de los estímulos en los receptores GPCR. El salado se basa en canales catiónicos y para los gustos ácido y graso (cada vez hay más evidencias de su existencia) el mecanismo molecular es incierto. Así pues, como hemos comentado al principio, en temas de gusto la proteína G «manda».
Por tanto, estamos dibujando tramos de este complejo proceso de la percepción gustativa: si las sustancias sápidas, que entran en contacto con los receptores de membrana de las células de las papilas, expresan receptores acoplados a proteína G, se inicia una compleja cadena molecular que procede con la apertura de un canal iónico, el cual permite la salida de un neurotransmisor determinado para alertar a las neuronas circundantes de qué señal deben emitir al cerebro. Y como en la biología molecular del metabolismo todo está o parece estar interconectado, resulta que el canal modulador homeostático del calcio, el cual se consideraba inicialmente implicado en la enfermedad de Alzheimer (aunque ahora no está tan clara esta conexión), se relaciona con el aprendizaje y la memoria. Esto permite aventurar implicaciones (fig. 2).
Fig. 2. Células y receptores del sabor en mamíferos.
Hay tres tipos principales de células gustativas: los tipos I y II (con receptores), y el tipo III (presinápticas). Los estímulos dulce, amargo y umami activan receptores en las de tipo I y II.
En los receptores de las células de tipo II, los ligandos dulce, ácido y umami se unen a los receptores GPCR, activan rutas que elevan el calcio (Ca 2+ ) del citoplasma y se despolariza la membrana. Las dos acciones combinadas abren los canales CALHM1 que liberan el ATP.
Las de tipo I (en azul) podrían ser las responsables de transducir el gusto salado, pero no es seguro. Podría ser que el ión Na + permeara a través de canales iónicos pero el mecanismo es aún desconocido. Lo que se sabe es que las de tipo I captan y degradan neurotransmisores.
Las células III presinápticas liberan serotonina, se activan directamente por los estímulos ácidos y responden inespecíficamente a todos los demás. En las células presinápticas de tipo III, los ácidos orgánicos pasan a través de la membrana y acidifican el citoplasma. Esta acción parece ser que bloquea un canal iónico que despolariza la membrana y desencadena la exocitosis de las vesículas sinápticas. Todo ello se muestra en la figura 3.
Fig. 3. Mecanismo de procesamiento del gusto. (Fuente: Tomada de Nature Reviews, 2006.)
Para concluir el recorrido de la información gustativa solo mencionar que esta viaja por los axones neuronales al núcleo del tracto solitario, donde tiene lugar el procesamiento del gusto. De ahí, la información gustativa viaja en el cerebro hasta centros superiores, donde se da el aprendizaje sobre el gusto, los mecanismos que han de influir en la selección de los alimentos y se integran gusto, olor, textura, visión, etc., para definir el sabor.
Bibliografía
Chaudhari N. y Roper S.D.: «The cell biology of taste». J Cell Biol 2010; 190 (3): 285- 96.
Simon S.A. et al .: «The neural mechanisms of gustation: a distributed processing code». Nature Reviews Neuroscience 2006; 7: 890-901.
Taruno A. et al .: «CALHM1 ion channel mediates purinergic neurotransmission of sweet, bitter and umami tastes». Nature 2013; 495: 223–226. doi:10.1038/nature11906.
Yarmolinski D.A. et al .: « Common Sense about Taste: From Mam mal s to Insects » . Cell 2009; 139 (2): 234- 44. |
