L'identificazione dei sapori

E' stato finalmente scoperto uno dei Graal della fisiologia!
Da tempo i fisiologi cercavano di capire in che modo le cellule delle papille gustative identificano le molecole sapide. Si supponeva che queste cellule avessero in superficie delle proteine chiamate recettori, sulle quali le molecole sapide si fissavano, ma questi recettori restavano invisibili: poichè si legano debolmente alle molecole sapide, non si riusciva ad estrarli
dalle soluzioni preparate a partire dalle cellule delle papille. Questa difficoltà sperimentale deriva da un vantaggio fisiologico: se questo legame fosse più stabile, i recettori rimarrebbero stimolati a lungo dalla stessa molecola, e la risoluzione del sistema gustativo sarebbe poco precisa; i gastronomi dovrebbero degustare al rallentatore! Basandosi proprio su questa capacità di legame ridotta, i fisiologi dell'Università di Miami hanno identificato uno dei recettori più ricercati: quello del sapore chiamato umami.
Per tanto tempo si è pensato che la bocca identificasse solo quattro sapori (salato, acido, amaro, dolce), ma la questione era stata esaminata troppo in fretta. Già nel 1908 Kikunae Ikeda, dell'Università imperiale di Tokyo, aveva fatto notare che il glutammato (la forma ionizzata di un amminoacido, l'acido glutammico) provocava una sensazione particolare che non era nè salata, nè dolce, nè acida, nè amara.
Dopo anni e anni di lotta contro i pregiudizi, questo "quinto sapore" si è finalmente imposto, soprattutto quando la cucina asiatica, che usa molto il monoglutammato di sodio, è diventata popolare nei paesi occidentali. Ed è stato dimostrato che persino gli animali identificano questo sapore. Perchè? Forse perchè il glutammato è presente in molti alimenti ricchi di proteine (che sono delle concatenazioni di amminoacidi), come la carne, il latte e il pesce. E' l'identificazione dei sapori è importante per l'organismo perchè è la chiave della sazietà: non smettiamo di mangiare perchè abbiamo la pancia piena, ma perchè il cervello, avvertito dal sistema sensoriale, segnala all'organismo che una quantità sufficiente di cibo è stata assorbita.

DALLA BOCCA AL CERVELLO
Alla ricerca dei recettori del glutammato, Nirupa Chaudhari e i suoi colleghi dell'Università di Miami hanno utilizzato i risultati ottenuti dieci anni prima da Anick Faurion, del Laboratorio di neurobiologia sensoriale di Massy: poichè il glutammato è un neuromediatore, cioè una molecola che i neuroni del cervello si scambiano, perchè non cercare nelle cellule gustative della bocca delle molecole analoghe ai recettori neuronali? Partendo da quest'idea, Nirupa Chaudhari e i suoi colleghi hanno cercato dei recettori abbinati a delle proteine G, e cioè a delle proteine situate nella membrana delle cellule gustative che trasmettono il messaggio identificato dal recettore (recettore che sporge all'esterno della cellula). I fisiologi hanno così scoperto una strana proteina che corrisponde alla forma troncata di un recettore neuronale: il "recettore metabotropico del glutammato", in breve mGluR4.

SULLA PISTA DEI RECETTORI
Nel cervello, questo recettore (non troncato) reagisce a delle concentrazioni molto deboli di glutammato: se non si fosse trasformato, sarebbe stato completamente saturato dalle notevoli quantità di glutammato che mettiamo in bocca quando mangiamo certi tipi di piatti. Nirupa Chaudhari e i suoi colleghi hanno dimostrato che la troncatura della proteina è molto probabilmente un adattamento alla funzione gustativa: la forma del recettore sintetizzata dai tessuti gustativi del topo ha perso i suoi primi 300 amminoacidi, e questo recettore troncato si lega debolmente al glutammato. In più, le concentrazioni che lo attivano sono soglie di percezione misurate nei topi (la soglia di percezione è la concentrazione minima alla quale un animale è sensibile).
Perchè la troncatura della proteina riduce la sua affinità con il glutammato?
I fisiologi hanno osserveto che la molecola assomiglia molto a una proteina batterica che è stata in modo approfondito mediante cristallografia: la proteina batterica ha due siti di legame al glutammato.
La troncatura sembra aver fatto sparire il più sensibile dei due.
Ma la proteina trovata è veramente il recettore gustativo del sapore umami?
I fisiologi si sono naturalmente chiesti se non servisse piuttosto alla trasmissione dell'informazione nervosa, a valle delle cellulegustative, ma le conferme sono state tante.
Innanzitutto, la proteina mGluR4 è attivata da altre molecole sapide che i topi non distinguono dal glutammato.
Era prevedibile, dato che Annick Faurion aveva osservato che la lingua e il cervello reagiscono in modo analogo a queste molecole. In più, la proteina mGluR4 troncata è sintetizzata solo nelle papille; infine nè la proteina mGluR4 completa nè la sua forma troncata sono state rintracciate in bocca all'esterno delle papille gustative.
Questa scoperta suscita tante altre domande: la proteina mGluR4 troncata è il solo recettore del sapore umami? Interviene nella percezione di altri sapori? Le cellule recettrici comportano, ciascuna, un solo tipo di recettore? Il rsultato ottenuto sembra essere solo il primo di una lunga serie, perchè i fisiologi hanno trovato altre molecole della stessa classe che sembrano essere, anche loro, dei recettori gustativi.
Questo risultato avrà sicuramente delle applicazioni: conoscendo la struttura della proteina mGluR4, si potranno usare dei sistemi di modellizzazione molecolare per cercare di scoprire quali molecole si legano alla proteina.


Tratto da:"Pentole e provette" di Hervé This