كيف نستشعر المذاقات والطعوم المُختلفة؟

يستطيع اللسان الشعور بالجزيئات الصغيرة من الطعام؛ عند دخولها إلى الفم. ونعلم جميعًا أن الأطعمة المختلفة لها مذاقات مختلفة. ويُمكننا الشعور بخمسة مذاقات مختلفة؛ ألا وهي الحلو، والمُر، والحامض، والمالح، والمُتبل (المبهر). ويساعدنا اللسان على تذوق هذه النكهات الخمس بشكلٍ مختلفٍ؛ لاحتوائه على خمسةِ أنواعٍ مختلفةٍ من المُستقبِلات؛ يُمكنها التمييز بين هذه المذاقات الخمسة.

والمُستقبِلات هي بروتينات توجد على السطح العلوي للخلايا. وتُوجد مُستقبِلات التذوق على السطح العلوي لخلايا مُعينة؛ تُسمى خلايا التذوق. وتجتمع العديد من خلايا التذوق معًا؛ لتشكيل بنيةٍ تشبهُ بنية البصل؛ تُعرف باسم برعم التذوق. وتتواجد الآف من براعم التذوق على السطح العلوي من اللسان في تشكيلاتٍ شبيهةٍ بحلمة الثدي (تسمى الحُلَيْمات اللسانية). وعندما تصل المواد الحلوة، أو المُرة، أو الحامضة، أو المالحة، أو المُتبلة إلى سطح براعم التذوق؛ يجري التعرف عليها من خلال مُستقبِلات التذوق الخاصة بها. وتُعطِي مُستقبِلات التذوق إشارة إلى خلايا التذوق، وتُمرر خلايا التذوق هذه الإشارة إلى الدماغ عبر الأعصاب. وتُتيح لنا هذه المجموعة من الإشارات تجربة المذاقات المختلفة من الأطعمة المختلفة [1].

لماذا يُثير المذاق المُر اهتمامنا لهذه الدرجة؟

تُتيح لنا حاسة التذوق الاستمتاع بالطعام الذي نتناوله. ولكننا كبشر في الأغلب لا نستمتع بالمذاق المُر، وكذلك هو الحال مع بقية الكائنات المنتمية إلى مملكة الحيوان. لذا، ترفُض معظم الحيوانات الأشياء ذات المذاق المُر؛ لأن المواد السامة عادةً ما يكون مذاقها مُرًّا. ولمنعنا من تناول الأطعمة الضارة، تطور هذا الرفض الفطري للمذاقات المُرة في الحيوانات؛ من الأسماك ووصولًا إلى البشر. وفي هذه الأيام، نعرف جميعًا أن جميع الأشياء ذات المذاق المُر ليست ضارة. وذلك لدرجة أن بعض الأشياء ذات المذاق المُر قد تكون مفيدة لصحتنا؛ مثل الشاي الأخضر، والكاكاو (البذور المستخدمة في صنع الشوكولاتة)، وبعض الأدوية المستخدمة لعلاج الأمراض.

وتزخر الطبيعة بالكثير من الأشياء المُرٍة. لذلك، ليس من المُستغرب تواجد أنواع عديدة من مُستقبِلات المذاق المُر. حيثُ يوجد 25 نوعًا من مُستقبِلات المذاق المُر في جسد الإنسان، على النقيض من الفئران؛ إذ يوجد لديها 35 نوعًا. وتختلف قدرة بعض مُستقبِلات المذاق المُر في التعرف على المواد المُرة. إذ تستطيع بعض هذه المُستقبِلات التعرف على أنواعٍ مختلفةٍ من المواد المُرة. بينما لا يستطيع البعض الآخر سوى التعرف على عددٍ قليلٍ ومُحدد من المواد المُرة [2].

ويهتم الباحثون بمعرفة المزيد عن وظيفة مُستقبِلات المذاق المُر. لذا تُطرح بعض الأسئلة؛ ومنها: ما المواد المُرة التي يُمكن التعرُف عليها بواسطة مُستقبِلات المذاق المُر الفردية؟ هل للوظائف التي تؤديها مُستقبِلات المذاق المُر دور في صحتنا؟

هل اللسان هو المكان الوحيد الذي توجد فيه مُستقبِلات المذاق المُر؟

كما ذكرنا سالفًا، تحمينا قُدرتنا على الإحساس بالمذاق المُر من الأشياء الضارة. فهل تستطيع أجزاء أخرى من الجسم استشعار المواد المُرة بخلاف اللسان؟

عزمنا على البحث عن مُستقبِلات المذاق المُر في جميع أنحاء الجسم. ولكن، مُستقبِلات المذاق المُر عبارة عن بروتينات معينة؛ يصعُب اكتشافها وتصويرها. وبدلًا من ذلك، قررنا البحث عن الخلايا التي تحتوي على مُستقبِلات المذاق المُر؛ لسهولة رؤية الخلايا تحت المجهر. ويُطلق اسم “Tas2r” على عائلة مُستقبِلات المذاق المُر لدى الفئران. وسنُركز هنا على أنواع مُستقبِلات المذاق Tas2r143 وTas2r135 وTas2r126، وهذه أعضاء مختلفة من عائلة مُستقبلات المذاق المُر Tas2r لدى الفئران.

ولتخيُل مُستقبِلات المذاق المُر، صنعنا شيئًا يسمى ”بالفأر المراسل“. إذ يُستخدم كنموذج حيواني لاكتشاف البروتينات المقصودة. وكما هو موضح في الشكل 1، أدخلنا بروتينات فلورية خضراء في خلايا هذه الفئران. بحيث لن تتوهج الخلايا باللون الأخضر إلا إذا احتوت على مُستقبِلات المذاق المُر التي نبحث عنها. ونتيجةً لذلك، يوضح لنا الفلور الأخضر احتواء الخلايا على مُستقبلات المذاق من النوع Tas2r143 أو Tas2r135 أو Tas2r126 على سطحها.

ويسهُل الكشف عن البروتينات الفلورية الخضراء بواسطة نوعٍ خاصٍ من المجاهر يستخدم هذه البروتينات لتوليد صورةٍ ما. وكما هو متوقع، رأينا خلايا خضراء في براعم تذوق هذه الفئران. كما حللنا أعضاءً أخرى في هذه الفئران المراسلة.

وقد اكتشفنا خلايا خضراء في القصبة الهوائية، والمعدة، ومجرى البول. وفي الشكل 2، يُمكننا رؤية الصور الفعلية للخلايا الخضراء الموجودة في اللسان والقصبة الهوائية، التي رُصِدت بواسطة المجهر. ولم يتواجد سوى القليل من هذه الخلايا في كل موقع. وقد وُجدت منتشرةً على الطبقة السطحية لهذه الأعضاء، والتي تُسمى بالنسيج الظِهَارِي. وتُعتبر القصبة الهوائية جزءًا من المجرى الهوائي. كما تُعتبر المعدة جزءًا من الأمعاء. كذلك يُعتبر مجرى البول جزءًا من المخرج البولي. وتتعرض جميع مناطق الجسم هذه بسهولة لمواد مأخوذة من البيئة، والتي ربما تحتوي على بعض الأشياء الضارة، مثل المواد المُسببة للحساسية أو البكتيريا. ويُعد النسيج الظهاري لهذه الأعضاء مُهمًّا للغاية. إذ يَعمل كحاجز لحماية الجسم من المواد الضارة.

ما هي هذه الخلايا الفلورية الخضراء؟

هي أنواع مختلفة من الخلايا تُعبر عن بروتينات خاصة، مما يمكنها من الحصول على وظائف حيوية مُختلفة. ولقد أردنا فحص الخلايا البروتينية الخاصة في هذه الخلايا الخضراء.

واستخدمنا تقنية معملية تُسمى بفرز الخلايا المُنشطة فلوريًا؛ لنتمكن من جمع الخلايا الفلورية الخضراء من أحد الأعضاء. ويُمكن لهذه التقنية أن تُفرّق بين الخلايا بناءً على لونها الفلوري؛ وبالطبع فرز الخلايا التي نستهدفها (في هذه الحالة، الخلايا الخضراء) في أنابيب تجميع. أولًا، يجب تحليل العضو المأخوذ من الفأر إلى خلايا مُفردة عبر هضمه بواسطة بروتينات خاصة تسمى الإنزيمات.

وتعلَق الخلايا بعد ذلك في سائلٍ؛ وتُوضع في أداة فرز الخلايا المُنشطة الفلورية. ويُمكن لهذه الأداة تنظيم الخلايا بحيث تتدفق في صفٍ واحدٍ؛ لتتمكن من تحليل خلية واحدة في كل مرة. وفي الحالة التي لدينا هنا، عندما تكتشف الأداة خلية خضراء، فإنها تحبِسُها في قطرة من السائل، وتُرّسبها في أنبوب تجميع.

كما حللنا الخلايا الخضراء المُجمعة من القصبة الهوائية والمعدة. وكما هو متوقع، تحتوي الخلايا الخضراء على مُستقبِلات للمذاق المُر. وقد ذكرنا سابقًا في هذا المقال، أننا نُطلِقُ على الخلايا التي تحتوي على مُستقبِلات التذوق اسم ”خلايا التذوق“؛ عند تواجدها على سطح اللسان. ونُطلق عليها اسم ”خلايا حسية كيميائية“، عند تواجدها في أماكن أخرى غير اللسان. ونستخدم اسمين مختلفين للخلايا التي لها نفس المُستقبِلات؛ لأننا نعتقد أن الخلايا تؤدي وظائف مختلفة. وقد أثبتت الدراسات السابقة قُدرة مُسببات الأمراض على تنشيط الخلايا الكيميائية الحسية. ومُسببات الأمراض هي بكتيريا أو ديدان طُفيلية تستطيع التسبُبِ في المرض. وتستطيع الخلايا الحسية الكيميائية المُنشطة تحفيز استجابة وقائية في الجسم؛ عبر تنشيط جهاز المناعة. فمثلًا، تستطيع الخلايا الحسية الكيميائية استشعار جُزيئات مُعينة من البكتيريا؛ عندما نستنشق البكتيريا عبر الأنف. وحينئذٍ تُرسل الخلايا الحسية الكيميائية إشارات إلى الجهاز العصبي، ليُخَفِض مُعدل التنفس. وبهذه الطريقة، نتنفس كمية أقل من البكتيريا [3].

وقد عثرنا في دراستنا على مستوى عالٍ من بروتين يُسمى IL-25 في الخلايا الخضراء. وهو أحد أنواع البروتينات؛ ويسمى السيتوكين. وتُفرز بروتينات السيتوكينات بواسطة خلايا معينة؛ ولها تأثير على الخلايا الأخرى من حولها. وقد اكتشف العلماء وظيفة واحدة لبروتين IL-25 في الأمعاء. حيثُ تُطلق الخلايا الحسية الكيميائية في الأمعاء بروتين IL-25 لتنشيط خلايا الجهاز المناعي، عندما تغزو الديدان الطفيلية الحيز الداخلي للأمعاء (المعروف باسم تجويف الأمعاء). ويتسبب هذا الإجراء في حدوث شيءٍ يُسمى استجابة ”الارتشاح والانكماش“. وتعني كلمة ”الارتشاح“ أن تجويف الأمعاء يُنتِج المزيد من السوائل. وتعني كلمة ”الانكماش“ أن تجويف الأمعاء يزِيدُ من تقلص العضلات. وبهذه الطريقة، يتمكن تجويف الأمعاء من التخلُّص من الطفيليات التي غزته. وعليه نستطيع تخمين أن هذه الخلايا الخضراء تستطيع إطلاق البروتين IL-25 للمساعدة في حماية الأعضاء المُصابة؛ نظرًا لأن خلايانا الخضراء تحتوي على البروتين IL-25 [4].

الأسئلة العالقة... وما يتوجب فعله مستقبلًا

كما أوضحنا سابقًا، جعلنا الخلايا التي تحتوي على مُستقبلات المذاق Tas2r143 وTas2r135 وTas2r126 مرئيةً باستخدام البروتينات الفلورية الخضراء. وقد اكتشفنا وجود خلايا خضراء في الطبقة الظاهرية في القصبة الهوائية، والمعدة، ومجرى البول. كما تحتوي هذه الخلايا الخضراء الفلورية على مستوى عالٍ من بروتين السيتوكين IL-25. وتُشير هذه النتائج إلى قدرة هذه الخلايا على تحفيز استجابةٍ مناعيةٍ يُمكنها المُساعدة في حماية الأعضاء من مُسببات الأمراض.

في الشكل 3، يُمكنك الاطلاع على أفكارنا حول مُستقبلات المذاق Tas2r143، وTas2r135، وTas2r126. حيث نتوقع بأن تمتلك مُستقبِلات المذاق المُر هذه القدرة على استشعار بعض جُزيئات مُسببات الأمراض.

كما قد يؤدي استشعار هذه الجزيئات إلى تنشيط الخلايا الحسية الكيميائية لإطلاق إشارات؛ مثل بروتين IL-25، وهو بمثابة إنذار ينبه الجهاز المناعي بوجود غزو بواسطة أحد مُسببات الأمراض. ولكننا لا نعرف أي نوعٍ من مسببات الأمراض يُمكن أن يُنشط مُستقبلات المذاق من النوع Tas2r143، وTas2r135، وTas2r126. ويحتاج هذا السؤال إلى جواب، ولن يتحقق ذلك إلا من خلال الدراسات المُستقبلية.

وربما تتذكر أننا تحدثنا عن وجود 35 مُستقبِلًا للمذاق المُر في الفئران. وأنّ الباحثين خاضوا غمار البحث للعثور على مُستقبِلات أخرى للمذاق المُر في غير اللسان. فعلى سبيل المثال، عثروا على مُستقبِل المذاق المُر Tas2r131 في الغدة الزعترية، والقصبة الهوائية، والمِبيض. ووجدوا مُستقبِل المذاق المُر Tas2r105 في الكلى والأمعاء الدقيقة والخصية. ولم يتضح دور مُستقبِلات المذاق المُر في هذه الأعضاء وضوحًا تامًا. كما تتوفر مجموعات من الجزيئات الطبيعية المعروفة. وتُعرف هذه المجموعات بالتجمُّعات. وعثر الباحثون - باستخدام هذه التجمُعات - على جُزيئاتٍ يُمكن استشعارها بواسطة مُستقبِلات المذاق المُر. وسيكون من المفيد في المستقبل، بناء تجمُعات تحتوي على الجزيئات المُسببة للأمراض، والجزيئات الضارة من البيئة. كما يُمكننا استخدام هذه التجمُعات لمعرفة الجزيئات التي يمكن استشعارها بواسطة مُستقبِلات المذاق المُر، ومن ثمّ قد نتمكن أيضًا من اكتشاف الطريقة التي تستجيب بها الخلايا والكائنات الحية لهذه الجزيئات.

إقرار تضارب المصالح

يعلن المؤلفون أن البحث قد أُجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.