Lưỡi cảm nhận được nhiều hơn 5 vị
Bên cạnh 5 vị ngọt, mặn, chua, đắng và umami, một nghiên cứu mới đây cho thấy lưỡi có thể phát hiện ra một vị cơ bản nữa là amoni clorua.
Đầu thế kỷ 20, nhà khoa học người Nhật Kikunae Ikeda lần đầu tiên đề xuất umami là một vị cơ bản – bên cạnh các vị ngọt, chua, mặn và đắng. Khoảng 8 thập kỷ sau, cộng đồng khoa học mới chính thức đồng ý với ông. Giờ đây, nhóm khoa học do các nhà nghiên cứu tại Viện Văn thư, Nghệ thuật và Khoa học Dornsife của Trường Đại học Nam California (USC) dẫn dắt đã tìm ra bằng chứng về vị cơ bản thứ 6.
Trong nghiên cứu được công bố mới đây, tiến sĩ Thần kinh học của Viện Dornsife USC, Emily Liman và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng lưỡi phản ứng với amoni clorua (NH₄Cl) thông qua cùng một thụ thể tế bào chứa protein giúp nhận biết vị chua.
Liman, giáo sư Khoa học sinh học cho biết, “Nếu sống ở một quốc gia Scandinavia, bạn sẽ quen và có thể thích hương vị này”. Ở một số nước Bắc Âu, cam thảo muối đã trở thành một loại kẹo phổ biến ít nhất là từ đầu thế kỷ 20; trong thành phần của món ăn này có chứa muối salmiak, hay còn gọi là amoni clorua. Các nhà khoa học đã biết rằng lưỡi người có phản ứng mạnh với amoni clorua từ hàng thập kỷ nay. Tuy nhiên, mặc dù có nghiên cứu rộng rãi, những thụ thể tế bào cụ thể nào trên lưỡi phản ứng với hợp chất này vẫn là một điều bí ẩn.
Liman và nhóm nghiên cứu của cô nghĩ có lẽ họ có câu trả lời.
Vài năm gần đây, nhóm đã tìm ra loại protein mang nhiệm vụ phát hiện vị chua. Đó là OTOP1, nằm trong các màng tế bào và tạo thành một kênh để ion hydro di chuyển vào tế bào. Ion hydro là thành phần chính của axit, và những ai “sành” ăn đều biết, lưỡi cảm nhận được axit có vị chua. Đó là lý do tại sao nước chanh (có nhiều axit citric và vitamin C), giấm (axit axetic) và các thực phẩm giàu axit khác đều có vị chua khi tiếp xúc với lưỡi. Ion hydro từ những chất có tính axit này di chuyển vào thụ thể tế bào vị giác thông qua kênh OTOP1.
Vì amoni clorua có thể ảnh hưởng đến nồng độ axit – tức là các ion hydro – trong tế bào nên nhóm nghiên cứu tự hỏi, liệu nó có thể kích hoạt OTOP1 bằng cách nào đó hay không? Để trả lời câu hỏi này, họ đã đưa gene OTOP1 vào tế bào người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm để các tế bào này tạo ra thụ thể protein OTOP1. Sau đó, họ cho tế bào tiếp xúc với axit hoặc amoni clorua và đo phản ứng. “Chúng tôi nhận thấy rằng amoni clorua là một hoạt chất rất mạnh của kênh OTOP1. Nó thúc đẩy phản ứng tương tự như axit, hoặc còn tốt hơn” – Liman nói.
Amoni clorua tạo ra một lượng nhỏ khí amoniac, khí này di chuyển vào bên trong tế bào và làm tăng độ pH, khiến nó có tính kiềm hơn, nghĩa là có ít ion hydro hơn. “Sự chênh lệch độ pH này thúc đẩy dòng proton đi qua kênh OTOP1” – Ziyu Liang, nghiên cứu sinh trong phòng thí nghiệm của Liman và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu, giải thích.
Để xác nhận kết quả này không chỉ là một hiện tượng ngẫu nhiên trong phòng thí nghiệm, họ đã sử dụng một kỹ thuật đo độ dẫn điện, mô phỏng cách các dây thần kinh truyền tín hiệu. Bằng cách sử dụng tế bào chồi vị giác từ chuột bình thường và từ chuột mà phòng thí nghiệm trước đây đã biến đổi gene để ngăn chúng tạo ra OTOP1, họ đo lường được mức độ tế bào vị giác tạo ra phản ứng điện – gọi là điện thế hoạt động – khi đưa amoni clorua vào.
Các tế bào chồi vị giác từ chuột thường cho thấy điện thế hoạt động tăng mạnh sau khi amoni clorua được thêm vào, trong khi tế bào chồi vị giác từ những con chuột thiếu OTOP1 không phản ứng với muối. Điều này khẳng định giả thuyết của nhóm nghiên cứu cho rằng OTOP1 phản ứng với muối, tạo ra tín hiệu điện trong tế bào chồi vị giác. Điều tương tự cũng xảy ra khi một thành viên khác của nhóm nghiên cứu, Courtney Wilson, ghi lại tín hiệu từ các dây thần kinh chi phối tế bào vị giác. Cô nhận thấy các dây thần kinh phản ứng với amoni clorua ở chuột thường, không phản ứng ở chuột thiếu OTOP1.
Sau đó, nhóm nghiên cứu tiếp tục kiểm tra xem chuột phản ứng ra sao khi được lựa chọn giữa uống nước thường và nước có pha amoni clorua. Trong thí nghiệm này, họ đã vô hiệu hóa các tế bào đắng cũng góp phần tạo ra mùi vị của amoni clorua. Những con chuột có protein OTOP1 không hứng thú gì với mùi vị của amoni clorua và không chọn uống dung dịch này, trong khi những con chuột thiếu protein OTOP1 thì sẵn sàng uống dù dung dịch có muối kiềm, ngay cả ở nồng độ rất cao. “Đây thực sự là điểm mấu chốt. Điều này thể hiện rằng kênh OTOP1 rất cần thiết cho phản ứng hành vi với amoni” – Liman chia sẻ.
Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa dừng lại ở đó. Họ tự hỏi liệu các loài động vật khác có nhạy cảm và sử dụng kênh OTOP1 của chúng để phát hiện amoni hay không? Họ phát hiện kênh OTOP1 ở một số loài có vẻ như nhạy với amoni clorua hơn so với các loài khác. Kênh OTOP1 của con người cũng nhạy với amoni clorua.
Vậy thì, lợi ích của việc nếm được amoni clorua là gì, và tại sao nó lại được bảo tồn xuyên suốt quá trình tiến hóa?
Liman suy đoán rằng khả năng nếm amoni clorua có thể đã tiến hóa để giúp sinh vật tránh ăn các chất sinh học có hại với nồng độ amoniac cao. Cô giải thích: “Amoni được tìm thấy trong các chất thải, ví dụ như phân bón, và có chút độc tính, vậy nên việc phát triển cơ chế vị giác để phát hiện ra hợp chất này cũng có lý. Kênh OTOP1 của gà nhạy với amoni hơn rất nhiều so với cá ngựa vằn”. Liman suy đoán rằng những biến thể này có thể phản ánh sự khác biệt về sinh thái của các loài động vật khác nhau, “Có thể chỉ đơn giản là cá không gặp nhiều amoni trong nước, còn chuồng gà đầy amoni cần tránh và không được ăn”.
Cô cũng lưu ý, đây là nghiên cứu còn rất mới, cần có nghiên cứu sâu hơn để hiểu sự khác biệt giữa các loài về độ nhạy cảm với amoni, và điều gì khiến kênh OTOP1 của một số loài thì nhạy còn một số loài ít nhạy hơn với amoni.
Hướng tới mục tiêu này, họ đã có một bước khởi đầu. Liman nói: “Chúng tôi đã xác định được một phần cụ thể của kênh OTOP1 cần thiết để gây ra phản ứng với amoni. Nếu chúng ta biến đổi dư lượng này, kênh sẽ gần như không còn nhạy cảm với amoni nhưng vẫn phản ứng với axit”. Hơn nữa, theo cô, vì loại axit amin này cùng được bảo tồn ở các loài khác nhau nên phải có áp lực của chọn lọc tự nhiên để duy trì nó. Nói cách khác, khả năng phản ứng với amoni của kênh OTOP1 chắc hẳn rất quan trọng đối với sự sống còn của động vật.
Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có kế hoạch mở rộng những nghiên cứu này để tìm hiểu xem liệu độ nhạy cảm với amoni có được bảo tồn ở các kênh khác trong họ proton OTOP – tại các bộ phận khác của cơ thể, bao gồm cả đường tiêu hóa – hay không. Và ai biết trước được? Rất có thể amoni clorua sẽ gia nhập năm vị cơ bản đã có, và nâng số lượng chính thức lên sáu.
Lan Oanh tổng hợp
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231005110728.htm
https://www.healthline.com/health-news/new-sixth-basic-taste-ammonium
