Receptory smaku w nabłonku jelitowym

Receptory smaku w nabłonku jelitowym

Dla większości z Nas receptory smaku kojarzą się w pierwszej myśli wyłącznie z jamą ustną (a najczęściej tylko z językiem). W szkole uczono Nas, że kubki smakowe są rozmieszczone na języku (także gardle, krtani, podniebieniu) w grupach – na czubku języka królował smak słodki, troszeczkę wyżej wysepka kubków smaku słonego, po bokach władze piastowały władzę kubki smakowe rozpoznające smak kwaśny, zaś na szarym końcu uplasowały się kubki smaku gorzkiego, które to odpowiedzialne były dodatkowo za rozpoznawanie np. trucizn lub toksyn. Dziś już wiemy, że wszystkie kubki smakowe są rozsiane po całym języku, a dodatkowo naukowcy wyodrębnili 5-ty smak – umami (smak tzw. mięsny, jest to receptor dla kwasu glutaminowego). To dzięki nim jesteśmy w stanie odczuwać bukiet smakowy potraw oraz cieszyć się tym, co wkładamy do ust. No więc w jakim celu te receptory znajdują się na innych narządach?

Narządami, które także zawierają receptory smakowe (a właściwie grupę GPCR) to np. trzustka, wątroba i nerki.  Są one rozproszone w nabłonku i mają strukturalne cechy komórek, które znajdują się na języku. Dzisiaj skupię się na receptorach dla smaku słodkiego oraz gorzkiego. Receptory te odgrywają kluczową rolę zwłaszcza w jelitach, gdzie odpowiedzialne są za metabolizm glukozy oraz wychwyt między innymi substancji toksycznych. Ich działanie jest podobne, gdyż działają na tym samym “podzespole”, jakim jest białko G.

Receptory smaku słodkiego

Receptory smaku słodkiego – T1R2 i T1R3, należące do szerokiej rodziny GPCR komórek TRC działają za pośrednictwem alfa-gustudycyny (która należy do zestawu białek G). Jaka jest rola tych receptorów oraz alfa-gustudycyny w jelicie? Otóż Ci partnerzy są odpowiedzialni za utrzymywanie odpowiedniego stężenia glukozy w jelicie cienkim. Jeśli w naszym jelicie znajdzie się odpowiednia jej ilość, która jest odpowiednia do wywołania reakcji (poprzez pobudzenie receptorów), to wtedy owe receptory pobudzają do pracy inne białka – w tym wypadku towarzystwo SGLT-1 oraz GLP-1. SGLT-1 jest odpowiedzialne przede wszystkim za transport glukozy z jelit do komórek, zaś GLP-1 (glukagonopodobny peptyd 1. Czasem zamienia się z GLP-2 w swoim działaniu 😉 ) ma za zadanie wpływać na odpowiednie wydzielanie i stężenie insuliny oraz dawanie sygnału wątrobie do zaprzestania produkcji glukozy – dzięki czemu dodatkowo stymuluje uczucie sytości. Nadmierne pobudzanie tych receptorów przez glukozę zwiększa zarówno ich ekspresję, jak i nadmierną ekspresję SGLT-1 oraz GLT-1, a – co za tym idzie – zwiększony wychwyt glukozy przez komórki i jej transport do komórek organizmu.

Czy zatem, aby nie aktywować nadmiernie szlaku, to może by tak zacząć jeść słodziki?

Rola słodzików a w aktywacji T1R i T3R

Można by domniemać, że skoro słodzik nie zawiera cukru, to nie będzie aktywował szlaku (ponieważ nie dostarczy glukozy), a i do tego nie dostarczy w ogóle kilokalorii – sprawa wydaje się być idealnie rozwiązana! Jednak Nasz organizm to bardzo inteligentna konstrukcja i nie daje się tak łatwo oszukać. Badania dowodzą, że reakcje receptorów są takie same dla słodzików, jak i dla czystej glukozy. I nie miał na to wpływu typ słodzika (niezależnie, czy bierzemy pod uwagę np. acesulfam K, 200 razy słodszy od sacharozy, czy był to brazzein, ok. 2 000 razy słodszy od sacharozy).

Plan był dobry, ale legł w gruzach.

Receptory smaku gorzkiego

Jeśli chodzi o receptory smaku gorzkiego w komórkach jelit to sprawa wydaje się dużo bardziej zawiła, gdyż mają one związek również z gospodarką cholesterolu oraz wydzielania cholecystokininy (CCK).

Receptory smaku gorzkiego należą do grupy komórek TRC (podobnie jak dla smaku słodkiego) i określa się je jako receptory T2R. Poprzez pobudzenie TRC przez agonistów smaku gorzkiego, aktywują one klasyczną kaskadę sprzężoną z białkiem G, z podjednostką znanej już alfa – gustudycyny, która w ostateczności wpływa na pobudzenie nerwu smakowego (dlatego podjednostka ta działa również w przypadku smaku słodkiego). Wyjątkowe działanie T2R polega na tym, że wpływa on na ekspresję SREBP (białko wiążące sterolowy element regulatorowy), który pełni kluczowe znaczenie w zachowaniu homeostazy (czyli równowagi) lipidowej. Białko to jest kodowane przez dwa geny – SREBF1 i SREPF2. SREBP-1 odpowiedzialny jest za kodowanie genów, których zadaniem jest  prawidłowy metabolizm kwasów tłuszczowych oraz -uwaga! – współdziałanie glukozy i insuliny (więc wykazuje pewną współzależność z receptorami T1R i T3R).

To dlatego kwasy tłuszczowe mogą pobudzać wydzielanie GLP-1 w okrężnicy (tylko przy prawidłowo działającej alfa- gustudycynie!). SERBP-2 odgrywa zaś kluczową rolę w metabolizmie cholesterolu. Dodatkowo receptory T2R, poprzez ich ekspresję nie tylko na języku i w błonie śluzowej jelita, ale także w komórkach enteroendokrynnych, mogą zwiększać wydzielanie cholecystokininy (CCK). Cholecystokinia jest hormonem, który przyspiesza perystaltykę jelit, pobudza trzustkę do produkcji enzymów, nasila skurcze pęcherzyka żółciowego, hamuje opróżnianie żołądka i nasila skurcz odźwiernika (to tylko kilka przykładów działań, jakich pełni CCK w przewodzie pokarmowym!)  

Są także badania mówiące o tym, że T2R w przewodzie pokarmowym odpowiada dodatkowo za “strażnika bezpieczeństwa”. Receptory te mają zdolność reagowania na substancje potencjalnie toksyczne i szkodliwe dla Naszego organizmu. W wyniku pobudzenia zwiększają one sekrecję peptydów do światła jelita, dzięki czemu blokują przedostanie się szkodliwej cząsteczki, która nie zdołała być usunięta na drodze górnej części przewodu pokarmowego.

Jak sami Państwo widzą, receptory smaku w jelitach, działające dzięki alfa- gustudycynie, odgrywają niesamowitą rolę nie tylko w przypadku wykrywania i unieczynniania substancji szkodliwych, ale także mają ogromny wpływ na wiele procesów zachodzących w Naszym organizmie.  W związku z ich ogromną rolą w komunikacji między światłem jelit, nabłonkiem, komórkami mięśni gładkich i włóknami nerwowymi, od których sygnał biegnie prosto do mózgu, konieczne jest wytworzenie reakcji adaptacyjnych, które będą wpływały na funkcje przewodu pokarmowego, spożycie pokarmu oraz metabolizm glukozy, kwasów tłuszczowych i cholesterolu. Dopatruje się, że zaburzenie tych chemosensorycznych szlaków  sygnałowych może być związane z wystąpieniem (lub zahamowaniem) szeregu stanów patologicznych, przede wszystkich związanych z zespołem metabolicznym, czyli cukrzycą, zaburzeniami gospodarki lipidowej i otyłością, ale także może przyczyniać się do zaostrzenia objawów zespołu jelita drażliwego. Naukowcy dopatrują się, że zwrócenie uwagi na ważkość tych receptorów i tworzenie terapii celowanych mogą stanowić obiecującą drogę w procesie leczenia / lepszego rokowania wielu chorób.

Bibiliografia:

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24881785
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2814067/
3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2564613/
4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24881785
5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23341498
6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24131638
7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22482725
8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2564613/