מחקר ממרכז החושים הכימיים של מונל מדגיש את תפקידו של הקולטן TAS1R2-TAS1R3 בוויסות חילוף החומרים של הגלוקוז, ומציע תובנות לגבי טיפולים פוטנציאליים להפרעות מטבוליות.
מחקר מזהה תחומים פוטנציאליים חדשים לניהול הפרעות מטבוליות, כגון סוכרת.
תיק המחקר העשיר של מרכז החושים הכימיים של Monell בנושא טעם מתוק הולך אחורה: מדעני מונל היו אחד מארבעה צוותים בשנת 2001 שמצאו ותיארו את קולטן הטעם המתוק של יונקים – TAS1R2-TAS1R3. עשרים שנה מאוחר יותר ב-2021, צמד מאמרים שפורסמו ב-Mamalian Genome על ידי חוקרי מונל כיסו את הגנטיקה של עכברים אוהבי סוכר.
קולטן הטעם המתוק, המתבטא בתאי בלוטת הטעם, מעביר מתיקות מהפה כאשר הוא מופעל. מוקדם יותר החודש, מחקר ב PLoS ONE, בהובלת חוקר אחר של מונל, התעמק כיצד הקולטן לטעם מתוק עשוי להיות התחנה הראשונה במערכת מעקב מטבולית אחר סוכר. הקולטן מתבטא גם בתאי מעיים מסוימים, שם הוא עשוי להקל על ספיגת הגלוקוז והטמעה, כחלק ממערכת זו.
הצוות מצא שגירוי ועיכוב של TAS1R2-TAS1R3 מוכיח שהוא עוזר לווסת את חילוף החומרים של גלוקוז בבני אדם ועשויות להיות לו השלכות על ניהול הפרעות מטבוליות כגון סוכרת. גלוקוז הוא סוג הסוכר העיקרי שנמצא בדם אנושי, מה שהופך אותו למקור אנרגיה מרכזי לתאים.
"המטרה שלנו הייתה לקבוע אם TAS1R2-TAS1R3 משפיע על חילוף החומרים של גלוקוז בשני כיוונים", אמר חבר מונל פול ברסלין, דוקטורט, פרופסור למדעי התזונה, אוניברסיטת רוטגרס ומחבר בכיר במאמר.
פול ברסלין, דוקטורט. קרדיט: Monell Chemical Sense Center
חקר מטבוליזם של גלוקוז דרך TAS1R2-TAS1R3
הם הראו כי אגוניסט TAS1R2-TAS1R3 (סוכרלוז, ממתיק אפס קלוריות) או אנטגוניסט TAS1R2-TAS1R3 (לקטיזול, מלח נתרן המעכב טעם מתוק) מעורבב עם ארוחת גלוקוז שינו באופן חריף את סבילות הגלוקוז האנושית בדרכים שונות. כאן, אגוניסט נקשר לקולטן וממריץ תא ואנטגוניסט נקשר לקולטן ומונע גירוי.
"החידוש בממצאים שלנו הוא שהקולטן שחקרנו בניסוי זה משפיע על הגלוקוז בדם ו אִינסוּלִין במהלך ארוחת גלוקוז בצורה שונה, תלוי אם היא מעוררת או מעוכבת", אמר ברסלין. עבודה זו מספקת ראיות נוספות לכך שקולטני טעם מסייעים לווסת את חילוף החומרים וטיפול בחומרים מזינים.
השפעה על רמות אינסולין וגלוקוז
רמות האינסולין בפלזמה נמדדו במשתתפים במחקר שקיבלו בדיקת סבילות גלוקוז פומית (OGTT), העוקבת אחר רמות הסוכר בדם לפני ואחרי שאדם שותה ארוחה נוזלית המכילה גלוקוז. דירוג המשתתפים של מתיקות סוכרלוז נתפסת בקורלציה עם עלייה מוקדמת ב פְּלַסמָה גלוקוז, כמו גם עליות ברמות האינסולין בפלזמה כאשר נוספה סוכרלוז ל- OGTT. הסוכרלוז המוסף נוטה להאיץ את שחרור האינסולין לעומס הגלוקוז. מצד שני, רגישות המשתתפים לעיכוב המתיקות המונע על ידי לקטיזול הייתה בקורלציה עם ירידה ברמות הגלוקוז בפלזמה. לקטיזול גם נטה להאט את שחרור האינסולין.
"כאשר גלוקוז ממריץ את קולטני הטעם לפני שהוא נספג בגוף, אותות נשלחים דרך הפה והמעי לאיברים מווסתים כמו הלבלב. אולי נוכל לתכנן דרכים להשתמש ב-TAS1R2-TAS1R3 כדי לעזור לגוף להתמודד טוב יותר עם הגלוקוז על ידי ציפייה מתי יופיע גלוקוז בדם", אמר ברסלין. כאשר הגוף חש בגלוקוז, הוא מאיץ את הספיגה כדי להעביר גלוקוז לרקמות שעשויות להזדקק לו ואולי גם כדי למנוע מגלוקוז לנוע רחוק מדי לאורך המעי, מה שאולי לא טוב לשמירה על מיקרוביום בריא במעיים.
"המערכת הזו אלגנטית בפשטותה", אמר ברסלין. אותו קולטן טעם נמצא בכל הגוף – הפה, מערכת העיכול, הלבלב, הכבד ותאי השומן, כאשר שלושת האחרונות הן רקמות מווסתות מטבוליות עיקריות, כולן חלק מהשעון המטבולי של הגוף 24/7.
האם יש קשר בין מצבו הבריאותי של האדם לפעילות הקולטנים שלו TAS1R2-TAS1R3? מחברי המחקר אומרים כי סביר, דבר המצביע על כך שמידת הפעלת הקולטן משפיעה בצורה חריפה על רמות הגלוקוז והאינסולין בפלזמה ותזמון הופעתן, שחשוב לבריאות המטבולית.
הצוות טוען שבאופן כללי, הרגלי התזונה הנוכחיים של צריכה מופרזת של מזון ומשקאות עשירים בסוכרוז, סירופ תירס עתיר פרוקטוז וממתיקים בעלי עוצמה גבוהה עלולים לעורר גירוי יתר של TAS1R2-TAS1R3, ולתרום לוויסות לא תקין של גלוקוז בדם. זה עלול להוביל לאבחון של תסמונת מטבולית, מקבץ של גורמי סיכון כולל עלייה בגלוקוז בפלזמה ואי רגישות לאינסולין (יחד עם השמנת יתר, יתר לחץ דם ושומנים מוגברים בפלזמה) המגבירים את הסיכון למחלות לב, שבץ וסוכרת. המחברים אומרים שמחקרים עתידיים צריכים לבחון את ההשפעות של גירוי ועיכוב TAS1R2-TAS1R3 באנשים שנמצאים בסיכון לתסמונת מטבולית כדי לקבוע את הפוטנציאל הטיפולי של מניפולציה של TAS1R2-TAS1R3 לשליטה מטבולית טובה יותר במקום גרוע יותר.
"מחקרים כמו אלה – תוך שימוש ביכולת הטכנית של מונל והמומחיות העמוקה בחושים הכימיים – מראים שקולטן הטעם המתוק TAS1R2-TAS1R3 עוזר לווסת את הגלוקוז בצורה שונה, בהתאם למתיקות המזון או המשקה", אמר ברסלין. התקווה של הצוות היא ליישם את מה שהם למדו כדי להפוך את מה שאנו אוכלים ושותים לבריא יותר.
"שינוי מטבולי קטן לחיובי יכול להוסיף הרבה יותר לחיים ולבריאות של בני אדם כאשר הוא מורכב על פני עשרות שנים ומיליוני אנשים", אמר ברסלין.
המחקר מומן על ידי מרכז המחקר לסוכרת של אוניברסיטת פנסילבניה לשימוש בליבת המטבולומיקה והמכון הלאומי לחרשות והפרעות תקשורת אחרות.
