Рекордна гіркота: Вчені ФРН знайшли у грибі найгіркішу речовину

Світ смакових відчуттів людини надзвичайно різноманітний, і гіркота посідає в ньому особливе місце, часто слугуючи природним попередженням про потенційну небезпеку. Нещодавно група вчених з престижного Інституту системної біології харчових продуктів ім. Лейбніца при Технічному університеті Мюнхена (Німеччина) зробила вражаюче відкриття, ідентифікувавши хімічну сполуку в одному з видів грибів, яка, за їхніми даними, може претендувати на звання найгіркішої речовини, відомої на сьогоднішній день. Це відкриття не лише розширює наші знання про молекулярну різноманітність природних сполук, але й надає цінні дані для розуміння того, як працюють наші смакові рецептори та як еволюціонувало саме сприйняття гіркого смаку.

Об'єктом дослідження став гриб Amaropostia stiptica — нетоксичний трутовик, відомий своїм надзвичайно інтенсивним гірким смаком. Хоча він не отруйний, його гіркота робить його абсолютно неїстівним. Саме ця екстремальна властивість привернула увагу німецьких дослідників. Використовуючи сучасні методи хімічного аналізу та екстракції, вчені виділили з цього гриба три раніше невідомі науці хімічні сполуки та детально визначили їхню молекулярну структуру. Наступним кроком стало дослідження взаємодії цих нововідкритих сполук із людськими смаковими рецепторами. В арсеналі людини є близько 25 різних типів рецепторів, що відповідають за сприйняття гіркоти (вони позначаються як TAS2Rs — Taste Receptors type 2). Ці рецептори розташовані переважно на язиці, у спеціалізованих клітинах смакових бруньок.

Щоб перевірити, як виділені з гриба сполуки впливають на ці рецептори, вчені використали клітинні моделі, вирощені в лабораторних умовах. Це стандартизований підхід, що дозволяє безпечно та контрольовано вивчати взаємодію хімічних речовин із біологічними мішенями.

Результати експериментів виявилися надзвичайними. Усі три сполуки продемонстрували здатність активувати щонайменше один із 25 типів людських рецепторів гіркоти. Однак одна з них, що отримала назву олігопорин D, виявила безпрецедентну активність. Вона вибірково та надзвичайно сильно стимулювала специфічний рецептор гіркоти на язиці, відомий як TAS2R46, навіть у неймовірно низьких концентраціях. Щоб проілюструвати виняткову потужність олігопорину D, дослідники навели вражаюче порівняння: розчин, що містить лише один грам цієї речовини, розчинений в об’ємі води, еквівалентному приблизно 106 стандартним ваннам, все ще сприйматиметься як гіркий для людського язика.

«Олігопорин D активував TAS2R46 вже при субмікромолярній концентрації і, таким чином, належить до родини найпотужніших агоністів гіркого смаку», — зазначають дослідники у своїй публікації. Це означає, що для відчуття гіркоти потрібна мізерна кількість молекул цієї сполуки. На сьогодні науці відомі тисячі різних хімічних молекул, що мають гіркий смак. Більшість із них походять із рослинного світу, зокрема з квітучих рослин, де вони часто виконують захисну функцію, відлякуючи травоїдних тварин. Також значна кількість гірких речовин була синтезована штучно в лабораторіях для різних цілей, включаючи фармацевтику та харчову промисловість. Однак, як зазначають вчені, гіркі сполуки тваринного, бактеріального або грибного походження залишаються значно менш вивченими.

Це відкриття заповнює важливу прогалину в наших знаннях саме про грибні метаболіти. Розуміння молекулярної основи гіркоти має фундаментальне значення. Вважається, що рецептори гіркого смаку еволюціонували як система раннього попередження, що сигналізує організму про потенційно шкідливі або отруйні речовини, які слід уникати. Проте цей зв'язок не є абсолютним. Не всі гіркі сполуки є токсичними чи шкідливими (як, наприклад, кофеїн або хінін у помірних дозах, або сам гриб Amaropostia stiptica), і, навпаки, не кожна смертельно отруйна речовина має гіркий смак (класичний приклад — бліда поганка, яка, за описами, має приємний або нейтральний смак).

Цікавим є той факт, що рецептори гіркоти виявлені не лише в ротовій порожнині. Попередні дослідження показали їхню наявність також у шлунку, кишківнику, серці та навіть легенях. Оскільки ці органи безпосередньо не беруть участі у процесі «смакування» в традиційному розумінні, їхня фізіологічна роль та значення цих позаротових рецепторів гіркоти залишаються предметом активних досліджень та наукових дискусій. Деякі гіпотези припускають їхню участь у регуляції травлення, імунних реакціях або захисних механізмах дихальних шляхів. Саме тут дослідження, подібні до проведеного німецькими вченими, стають надзвичайно цінними.

Як пояснює Майк Беренс, співавтор дослідження та керівник робочої групи «Системи смаку та нюху» в Інституті Лейбніца: «Чим більше ми маємо обґрунтованих даних про різні класи гірких сполук, типи смакових рецепторів та їхні варіанти, тим краще ми можемо розробляти прогностичні моделі для ідентифікації нових гірких сполук та передбачення ефектів, опосередкованих рецепторами гіркого смаку».

Такі моделі можуть бути корисними не лише для фундаментальної науки, але й для прикладної, наприклад, у розробці нових ліків або покращенні смакових якостей харчових продуктів. «Наші результати сприяють розширенню знань про молекулярну різноманітність та механізм дії природних гірких сполук», — додає Беренс.

Відкриття олігопорину D та його надзвичайної гіркоти є яскравим прикладом того, скільки ще незвіданого приховує світ природи, зокрема царство грибів. Подальше вивчення цієї та подібних сполук може не лише поглибити наше розуміння одного з базових смакових відчуттів, але й відкрити нові шляхи для застосування цих знань у медицині та біотехнологіях. Водночас це нагадування про складність еволюційних механізмів, що сформували наші сенсорні системи для взаємодії з навколишнім хімічним світом.