Рецептор сладкого вкуса влияет на метаболическую переработку глюкозы в организме человека

Богатое портфолио исследований сладкого вкуса Центра химических ощущений Монелла имеет давнюю историю: в 2001 году ученые Монелла были одной из четырех групп, которые обнаружили и описали рецептор сладкого вкуса млекопитающих — TAS1R2-TAS1R3. Двадцать лет спустя, в 2021 году, пара статей, опубликованных исследователями Монелла в журнале «Геном млекопитающих», посвящена генетике мышей, любящих сахар.

Рецептор сладкого вкуса, экспрессируемый в клетках вкусовых почек, при активации передает сладость изо рта. Ранее в этом месяце исследование в ПЛОС Один, под руководством другого исследователя из Монелла, углубились в изучение того, как рецептор сладкого вкуса может стать первой остановкой в ​​системе метаболического наблюдения за сахаром. Рецептор также экспрессируется в некоторых клетках кишечника, где он может способствовать абсорбции и ассимиляции глюкозы как часть этой системы.

Команда обнаружила, что стимуляция и ингибирование TAS1R2-TAS1R3 демонстрирует, что это помогает регулировать метаболизм глюкозы у людей и может иметь значение для лечения таких метаболических нарушений, как диабет. Глюкоза — это основной тип сахара, содержащийся в крови человека, что делает его ключевым источником энергии для клеток.

«Наша цель состояла в том, чтобы определить, влияет ли TAS1R2-TAS1R3 на метаболизм глюкозы в двух направлениях», — сказал член Monell Пол Бреслин, доктор философии, профессор диетологии Университета Рутгерса и старший автор статьи.

Они показали, что агонист TAS1R2-TAS1R3 (сукралоза, бескалорийный подсластитель) или антагонист TAS1R2-TAS1R3 (лактизол, натриевая соль, подавляющая сладкий вкус), смешанный с пищей с глюкозой, резко изменял толерантность к глюкозе у человека по-разному. Здесь агонист связывается с рецептором и стимулирует клетку, а антагонист связывается с рецептором и предотвращает стимуляцию.

«Новизна наших результатов заключается в том, что рецептор, который мы изучали в этом эксперименте, по-разному влияет на уровень глюкозы и инсулина в крови во время приема пищи с глюкозой, в зависимости от того, стимулируется он или ингибируется», — сказал Бреслин. Эта работа предоставляет дополнительные доказательства того, что вкусовые рецепторы помогают регулировать обмен веществ и переработку питательных веществ.

Уровни инсулина в плазме измерялись у участников исследования, прошедших пероральный тест на толерантность к глюкозе (OGTT), который отслеживает уровень сахара в крови до и после того, как человек выпивает жидкую пищу, содержащую глюкозу. Оценки участниками восприятия сладости сукралозы коррелировали с ранним повышением уровня глюкозы в плазме, а также с увеличением уровня инсулина в плазме при добавлении сукралозы к OGTT. Добавленная сукралоза имела тенденцию ускорять высвобождение инсулина при нагрузке глюкозой. С другой стороны, чувствительность участников к подавлению сладости, вызванному лактизолом, коррелировала со снижением уровня глюкозы в плазме. Лактизол также имел тенденцию замедлять высвобождение инсулина.

«Когда глюкоза стимулирует вкусовые рецепторы перед всасыванием в организм, сигналы передаются через рот и кишечник в регулирующие органы, такие как поджелудочная железа. Возможно, мы могли бы разработать способы использования TAS1R2-TAS1R3, чтобы помочь организму лучше справляться с глюкозой, предвидя, когда В крови появится глюкоза», — сказал Бреслин. Когда организм ощущает глюкозу, он ускоряет всасывание, чтобы доставить глюкозу к тканям, которые могут в ней нуждаться, и, возможно, также для предотвращения слишком глубокого перемещения глюкозы по кишечнику, что может быть вредно для поддержания здорового кишечного микробиома.

«Эта система элегантна в своей простоте», — сказал Бреслин. Один и тот же вкусовой рецептор расположен по всему телу: во рту, желудочно-кишечном тракте, поджелудочной железе, печени и жировых клетках, причем последние три являются основными тканями, регулирующими обмен веществ, и все они являются частью круглосуточной метаболической службы организма.

Существует ли связь между состоянием здоровья человека и активностью его рецепторов TAS1R2-TAS1R3? Авторы исследования считают это вероятным, предполагая, что степень активации рецепторов оказывает сильное влияние на уровни глюкозы и инсулина в плазме и время их начала, что важно для метаболического здоровья.

Команда утверждает, что в целом нынешние диетические привычки чрезмерного потребления продуктов питания и напитков с высоким содержанием сахарозы, кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы и сильнодействующих подсластителей могут гиперстимулировать TAS1R2-TAS1R3, способствуя неправильной регуляции уровня глюкозы в крови. Это может привести к диагнозу метаболического синдрома — группы факторов риска, включая повышенный уровень глюкозы в плазме и нечувствительность к инсулину (наряду с ожирением, гипертонией и повышенным содержанием жиров в плазме), которые увеличивают риск сердечных заболеваний, инсульта и диабета. Авторы говорят, что будущие исследования должны изучить эффекты стимуляции и ингибирования TAS1R2-TAS1R3 у людей, подверженных риску метаболического синдрома, чтобы определить терапевтический потенциал манипулирования TAS1R2-TAS1R3 для лучшего метаболического контроля, а не для ухудшения.

«Подобные исследования — с использованием технических возможностей Монелла и глубокого опыта в области химических чувств — показывают, что рецептор сладкого вкуса TAS1R2-TAS1R3 помогает регулировать уровень глюкозы по-разному, в зависимости от сладости еды или напитка», — сказал Бреслин. Команда надеется применить полученные знания, чтобы сделать то, что мы едим и пьем, более здоровым.

«Небольшое метаболическое изменение в положительную сторону может значительно улучшить жизнь и здоровье людей, если оно будет усугубляться десятилетиями и миллионами людей», — сказал Бреслин.

Вместе с Бреслином соавторами являются Эмили К. Хансельман и Мэтью К. Кохем, факультет диетологии Университета Рутгерса, Нью-Брансуик, Нью-Джерси.