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科學家发現第六種味覺:「水味」

                                                                           2017-06-05

 


水到底有沒有味道?這個問題困擾了數千年以來的哲學家和科學家。一種傳統的觀點是,味蕾能分辨咸、酸、甜、苦、鮮五種基本味道,而水是一種味道的基准,像坐標上的零點一樣,是無味的。不過,來自美國和德國的科學家近日給出了一個全新的答案:水確實是有「味道」的,能被哺乳動物的「酸味」味覺細胞識別。

當地時間5月29日,美國加州理工學院和德國杜伊斯堡埃森大學的學者在《Nature Communications》上发表論文《哺乳動物味覺系統发現水的細胞機制》。他們運用基因敲除技術和光遺傳學工具進行實驗,證明此前被認為負責感受酸味的味蕾,其實也有感受「水味」的功能。

在過去,人們普遍認為水是味道的零點,就像黑暗是視覺的零點。不過,不少人在生活中會有這樣的體驗:吃過酸味食物或咸味食物後立馬喝水,會覺得水有點甜。因此,也有一種觀點是,水的味道就是食物的「余味」。

而現代科學已經證實,昆蟲和兩棲動物能夠嘗出水的味道。比如,果蠅就能通過翅膀、大腿和吻的剛毛與一組神經元相連,感知水的味道。而哺乳動物體內也有一些類似的神經元。腦部成像顯示,大腦皮質有一塊區域會對水做出特定反應。

不過,水是如何在口中被感到的?感知到的信號又是通過什麼神經通路傳到大腦的?科學家們幾乎一無所知。這樣的神經通路應該存在,因為在血液和內脏檢測到水分補充完畢之前,動物們就已經知道喝足水,從而停止喝水行為了。

這個美德聯合研究團隊找到了這個神經通路的始发站:感知「水味」的味覺感受器。眾所周知,舌頭上密布的那些小突起,就是味覺感受器--味蕾,內有味覺細胞。之前,人們只知道它們能感知咸、酸、甜、苦、鮮五種基本味道,到底哪些味蕾可以感知「水味」呢?研究人員通過基因敲除,分別使鼠類不同的味覺細胞「沉默」,即使它們無法感知到原本能感知到的味道,然後在鼠類口中灌滿水,觀察這些細胞的反應。實驗表明,「酸味」味覺細胞在接觸到水時變得異常活躍。

此外,「酸味」味覺細胞被沉默的鼠類,要花更長時間區別出水和一種無色無味的矽油。

為了進一步驗證「酸味」細胞在感知「水味」神經通路中的作用,研究人員使用了光遺傳學(optpgenetics)工具。光遺傳學工具近年來是生物界的明星技術,核心內容是向生物體內植入一種特殊的植物基因,該基因能在不同波段光照的刺激下作出不同的反應,表達出研究人員需要的蛋白。這次,研究人員設定的內容是,一種藍光會激活「酸味」味覺細胞,表達出特定的蛋白。

果然,被研究人員斷水兩天的小鼠開始舔食藍光源,表現得就像喝到水了一樣。這種「喝光」的行為是持續性的,一些口渴的小鼠在10分鐘內就「喝」了2000口光。這一方面證實了「酸味」味覺細胞確實是提供「喝到水「信號的傳感器,另一方面也說明「酸味」味覺細胞並不能提供「喝足水」的信號。

論文的作者之一,加州理工學院的Yuki Oka猜測,水會稀釋唾液,改變唾液的酸堿度,從而激活「酸味」味覺細胞。

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