טעמנים מרים וממתיקים מלאכותיים מסוימים משפעלים קולטנים שאינם קולטני טעם בפפילת הCV- בחולדה ומסוגלים לחדור לתאים בתנאים פיסיולוגיים
| מקצוע | ביולוגיה |
| מילות מפתח | טעם מתוק מר אמפיפטיי קולטן |
| שנת הגשה | 2006 |
| מספר מילים | 15978 |
| מספר מקורות | 101 |
תקציר העבודה
תקציר מרבית הטעמנים המרים והמתוקים שאינם סוכריים הם בעלי אופי אמפיפטי. בעבודה זו חקרנו את שתי התכונות המיוחסות לתרכובות אמפיפטיות:
1. חדירת ממברנות תאי טעם בפפילת ה-CV של חולדות בתנאים פיסיולוגיים; 2. השפעת תרכובות אמפיפטיות על פעילות קולטני טעםת אך נוכחים בתאים אלה.
בניסויי in-situ בעזרת מיקרוסקופיה קונפוקלית בה ניתן לעקוב אחרי אוטופלואורסצנציה של הטעמנים האמפיפטיים נמצא כי טעמנים מרים כגון נרינגין, קפאין, (CLT) cyclo(Leu-Trp) וכינין וטעמנים מתוקים כגון סכרין ו D-טריפטופן חודרים ומצטברים עם הזמן בתוך תאי פפילות ה-(CV) circumvallate בתנאים פיסיולוגיים וכנראה, רק דרך הצד האפיקלי של הפפילה. הוספת KI, שהוא מדכא פלואורסצנציה, שאינו חודר ממברנות ביולוגיות לא השפיעה על רמות הפלואורסצנציה שנצפו באיזור פפילת ה-CV. בניסויים נוספים במערכת in-vivo הוזלפו תמיסות טעמנים מרים ומתוקים כגון קפאין (10 mM), כינין (2 mM), CLT (2 mM) ו- D-טריפטופן (30 mM) לתוך חלל הפה של חולדות מורדמות במשך 90 שניות. ולאחר מכן, פיסות פקיעות הטעם (taste bud sheets) בפפילות CV הופרדו בטיפול קולאגנאז, התאים עברו פראינקובציה, והטעמנים שחדרו לתוך התאים כומתו בשיטת HPLC. לאחר תיקון לדליפת הטעמנים מתוך התאים החוצה בזמן טיפול הפרדת הפפילה מרקמת הלשון נמצאו בתוך תאי פקיעיות הטעם D- טריפטופן בריכוז של 6.4
mM, CLT בריכוז של 0.96 mM, קפאין בריכוז של 13.7 mM ו 5.5 mM של כינין. תוצאות אלה מראות שהטעמנים האמפיפטיים מסוגלים לחדור ולהצטבר בתוך פקיעיות הטעם של פפילות ה-CV וברקמת האפיתל של הלשון דרך הצד האפיקאלי בתנאים פיסיולוגיים. בשלב הבא של העבודה נמדדו יכולות הטעמנים להפעיל את מנגנון העכוב של אדניליל ציקלאז, דרך שפעול קולטנים אלפא אדרנרגיים ולמלטונין, ע"י מעקב אחרי הירידה ברמות השליח המשני cAMP בתאי פיסות פקיעיות הטעם של פפילת ה-CV. גירוי הקולטנים בוצע בטעמנים אמפיפטיים כגון נרינגין, סכרין ו- CLTלמשך 10 שניות, זמן גירוי שתואם לתנאים פיסיולוגיים של טעימה. איזופרוטרנול שימש להעלאת הרמה ההתחלתית של cAMP על מנת לאפשר מדידת ירידתו בתגובה לגירוי בטעמנים.
נרינגין וסכרין גרמו לירידה משמעותית ברמת הcAMP (יותר מפי שניים) בהשוואה לרמה ההתחלתית, בעוד שהפעלת ה-CLT לא גרמה לשינוי מובהק. ממצא זה הראה כי נרינגין וסכרין כנראה משפעלים קולטנים מסוג G protein- coupled receptors(GPCR) הפועלים דרך חלבוני Gi במסלול שמעכב פעילות של אדניליל ציקלאז. בעבודות קודמות במעבדתנו נמצא כי טעמנים אמפיפטיים מתוקים ומרים הפעילו קולטני GPCR שאינם שייכים לקולטני הטעם למשל קולטנים למלטונין וקולטנים a2- אדרנרגיים (a2-AR) בתאי מלנופורים מצפרדע. הפעלת האנטגוניסטים לוזינדול ויוהימבין לקולטנים למלטונין ולקולטנים ה-a2-AR בהתאמה, גרמה לביטול של כ-%
8 0 מהשפעת הנרינגין על ירידה בcAMP ולא השפיעה על התגובה לסכרין. לעומת זאת, הפעלתו של פרזוסין (אנטגוניסט לקולטני (a1-AR ביטלה את הפעילות המעכבת של סכרין על אדנליל ציקלאז, ולא השפיעה כלל על הרמות cAMP כתגובה לנרנגין. ממצאים אלו ניתן להסיק כי מסלול מעבר אותות של CLT אינו פועל דרך קולטנים אלה, כפי שנראה במקרים של נרינגין וסכרין. כנראה שחישת הנרינגין נגרמת כתוצאה משפעול קולטנים שאינם קולטני טעם הפועלים דרך חלבוני Giונרינגין פועל כאגוניסט לקולטנים למלטונין ו-a2-AR. סכרין הוא כנראה כאגוניסט לa1-AR.
קיומה ומעורבותה של מערכת α-אדרנרגית במעבר אותות של תאים בפקיעיות הטעם נחקרת מזה זמן מה ורוב הקולטנים של משפחה זו בוטאו ברקמה אפיקאלית של הלשון. אנחנו הראנו את מיקומם של הקולטנים למלטונין ברקמת אפיתל ותאים סנסוריים של פקיעיות הטעם בפפילות ה-CV בניסויי אימונוהיסטוכימיה בנוכחות נוגדן לקולטן למלטונין (MEL-1) בחתכים קריוסטטים בעובי של 10 μm שהוכנו מלשונות חולדה באזור הפפילה. מניסויי עבודה זו ניתן לסכם, כי לפחות שני מנגנונים, נחקרו במעבדתנו, יכולים להסביר את תופעת השאריתיות הקיימת בחישת טעמנים אמפיפטיים מרים ומתוקים. הראשון מציע כי טעמנים אמפיפטיים יכולים לחדור לתאי הטעם בתנאים פיסיולוגיים ולהתערב במנגנון סיום מעבר אותות שמשופעל דרך קולטני הטעם, ע"י עיכוב פעילותן של קינאזות שאחראיות על סיום העברת הסיגנל הרצפטורלי וזירחון הקולטנים ממשפחת GPCR (ראה Zubare-Samuelov et. al. 2005). על פי התוצאות של העבודה הנוכחית טעמנים אמפיפטיים יכולים לשפעל קולטנים שאינם שייכים לקולטני הטעם כמו הקולטן למלטונין והקולטן -AR2a הנוכחים בתאי טעם. וזאת בנוסף לגירוי קולטני הטעם ועל ידי כך לגרום להפעלת מסלולי מעבר אותות נוספים במקביל לאלו של הטעם. למשל, עיכוב בפעילות של אדנליל ציקלאז וירידה ברמת השליח המשני cAMP תגרום לעיכוב בפעילותו של PKA, שיכול להשפיע על משך הסיגנל של מסלולים הקשורים ב PLCβ2 ו TRPM5 המופעלים ע"י קולטני הטעם וע"י כך לגרום לחישת טעמי לוואי. יכולת חדירה של הטעמנים האמפיפטיים לא רק לתוך תאי הטעם אך גם לתאי אפיתל לא סנסוריים יכולה לעלות השערה נוספת בה הטעמנים ממשיכים לדלוף מתאי האפיתל לתאים סנסוריים ובכך נמשך מנגנון החישה. טעמנים אלו הינם חלק ממרכיבי הדיאטה היומיומית שלנו, הם נספגים ומועברים דרך מערכת העיכול גם לרקמות נוספות בגוף.
העובדה כי טעמנים אמפיפטיים הינם בעלי יכולת לחדור לתוך תאים אפיתליאליים נוספים מעבר לתאי טעם, ולהשפיע ישרות או בעקיפין על מסלולי מעבר אותות בהם מעורבות קינאזות שונות ואף לשפעל קולטנים שאינם קולטני טעם, עשויה להיות בעלת השלכות פיסיולוגיות נוספות לאלה שבחוש הטעם.
