О вкусовых рецепторах и рецепции карпа. Может ли карп определять сладкий вкус?

В водной среде и обоняние, и вкусовые рецепторы используются для обнаружения пищи на расстоянии, и оба участвуют в определении привлекательности пищи, но именно вкусовая система обеспечивает окончательную оценку, влияющую на пищевое поведение. (Goh and Tamura, Kasumyan and Dоving).

Хеморецепция у рыб подразделяется на обонятельную, вкусовую (внешнюю, оральную, желудочно-кишечную) и общую химическую, которые отражают объективные морфофункциональные реалии водного образа жизни. Вкусовые рецепторы у рыб могут быть обнаружены в губах, жаберных гребешках, ротовой полости, глотке, пищеводе, желудочно-кишечном тракте, а также на поверхности тела и придатков, таких как усики и плавники (Ishimaru). Количество и распределение вкусовых рецепторов может сильно различаться в зависимости от вида, общая плотность рецепторов различна в соответствии с возрастом, образом жизни и питания. Например, наличие внешних вкусовых рецепторов характерно для ночных видов и бентофагов, в том числе карпа. (Marui, Ishimaru, Hara).

Вкусовые рецепторы у рыб могут быть обнаружены в губах, жаберных гребешках, ротовой полости, глотке, пищеводе, желудочно-кишечном тракте, а также на поверхности тела и придатков, таких как усики и плавники

Оральные вкусовые рецепторы, играют наиболее важную роль в определении конечного потребления пищи, на что указывает отказ рыбы от корма, после его апробирования (Kasumyan and Dоving; Hansen and Reutter). У всех рыб есть два общих пути передачи сигналов вкуса, привлекательный и сдерживающий. Имеется огромное количество информации о специфических вкусовых предпочтениях рыб в отношении различных типов вкусовых веществ (Hara, Kasumyan and Morsi и пр.). Как привлекательные, так и неприятные вкусовые предпочтения рыб были достаточно широко описаны в разных исследованиях, и хотя нет четкой концепции, объясняющей эти предпочтения, и ее трудно обобщить, привлекательные вкусы веществ часто объясняются с точки зрения их роли в метаболических или энергетических процессах или на основе экологии кормления (Adams and Johnsen, Kasumyan and Dоving).

Вообще вкус — это мультимодальное ощущение. Должна воедино свестись следующая информация: от вкусовых, тепловых и пр. рецепторов, данные от механических датчиков органолептики, а также обонятельных рецепторов, на которые действуют «летучие» компоненты пищи. Вся информация о продукте обрабатывается мозгом одновременно. Например, когда во рту клубника, это будут сладкий вкус, клубничный запах, мягкая и сочная, с косточками, консистенция. Сигналы от органов чувств, обработанные во многих частях коры головного мозга, смешиваются и дают комплексную картину. Через секунду мы уже понимаем, что едим. Причем общая картина создается нелинейным сложением составляющих. Например, кислотность лимонного сока можно замаскировать сахаром, и он будет казаться не таким кислым, хотя содержание кислоты в нем не уменьшится. (Благутина).

Рецепторы вкуса

Существенный прогресс в понимании молекулярных механизмов вкуса был достигнут относительно недавно. Так, горькое, сладкое и умами мы распознаем благодаря рецепторам, открытым в 1999 – 2001 годах (Nelson и др.). Все они относятся к обширному семейству GPCR (G protein-coupled receptors), сопряженных с G-белками.

GPCR или рецепторы, связанные с G-белками, — это белки, расположенные на поверхности клетки, которые распознают внеклеточные вещества и передают сигналы через клеточную мембрану.

Эти G-белки находятся внутри клетки, которые возбуждаются при взаимодействии с активными рецепторами и запускают все последующие реакции. Кстати, помимо вкусовых веществ рецепторы типа GPCR могут распознавать гормоны, нейромедиаторы, пахучие вещества, феромоны — словом, они похожи на антенны, принимающие самые разнообразные сигналы. (Благутина).

У позвоночных, сладкий, умами (имеет мягкий «белковый», мясной вкус) и горький вкусы определяются двумя семьями рецепторов (GPCRs): T1Rs и T2Rs (Taste Receptors), которые выражаются в подмножестве TRCs. (Kitagava, Li, Nelson, Xu, Sainz и др.).

Первая семья, содержит 3 члена рецепторов: T1R1, T1R2 и T1R3, образуя гетеродимеры. Рецептор T1R2 соединяется с T1R3 образуя гетеродимер T1R2/T1R3 с образованием рецептора сладкого вкуса отвечающим за распознавание сладких соединений (Li, Nelson, Roura и др.).

Рыбы также имеют три типа T1Rs, из которых T1R1 и T1R3 имеют наивысшую степень идентичности с млекопитающими. С другой стороны, были обнаружены многочисленные члены T1R2 рыб демонстрирующие идентичность как T1R1, так и T1R2 млекопитающих.

Спектр «сладких» молекул, очень широк. Сладким вкусом в той или иной степени обладают множество разновидностей моно- (глюкоза, фруктоза) и дисахаридов (сахароза, лактоза), искусственные подсластители, сладкие L и D-аминокислоты, сладкие протеины, пурины и т.д. (Спасская). Но у рыб имеются и некоторые особенности восприятия. Вкусовое восприятие сладких вкусов (как и иных), это многополярный механизм, зависящий от условий среды, пищевой базы, возраста, вида рыбы и т.д. Атрактивность сладкого была высока у амура (из-за вида потребляемой пищи), но и у карпа «сладкое» становилось стимулятором для взрослых особей, перешедших на питание, в том числе детритом (продуктивность детрита в науке определяется и по содержанию глюкозы в т.ч.).

Атрактивность сладкого была высока у амура (из-за вида потребляемой пищи), но и у карпа «сладкое» становилось стимулятором для взрослых особей, перешедших на питание, в том числе детритом

Натуральные сахара легче обнаруживаются T1R3 рецептором, чем заменители сахара (Zhao, Chandrashekar). Некоторые заменители, например сахарин, могут активировать как рецепторы сладкого T1R2/T1R3, так и горькие T2Rs, поэтому сахарин кажется одновременно сладким и горьким. Это позволяет отличить его от сахарозы, которая активирует только T1R2/T1R3 (Колесников). Большинство заменителей сахара задействуют несколько видов рецепторов, поэтому определить их стимулирующие свойства для карпа можно только опытным путем.

Зеркальные стереоизомеры «сладких» молекул (например L-глюкоза или L-фруктоза), имеют обычно более слабый вкус. Например, L-глюкоза на треть менее сладкая, чем ее D-вариант. Это определяется тем, что белок образует для сахаров место посадки, под которое подходят только «правильные» стереоизомеры (Спасская). Убедительной информации по восприятию сладости разных изомеров аминокислот мне не встречалось, но сладкими считаются глицин, аланин, треонин, пролин, серин и глутамин. В производстве кормов для рыб, иногда применяют и D, и DL изомеры, значит зачем-то это нужно? (Не путать с работой рецепторов аминокислот T1R1/T1R3, там иное).

На восприятие сладости может влиять цвет и запах пищи. Добавление красного цвета в корм увеличивало его воспринимаемую сладость на 2-10% выше, несмотря на то, что он имел на 1% меньшую концентрацию сахарозы (Johnson и др.). Считается, что влияние цвета обусловлено когнитивными ожиданиями (Shankar и др.). Некоторые запахи, к тому же «сладко» пахнут, и мозг сбивается с толку, была ли сладость на вкус или на запах (Johnson и др.). У рыб, запах и вкус вообще связаны неразрывно. В иностранной литературе они редко встречаются по отдельности, чаще всего используют термин «флавор» (вкусо-аромат). А в производстве кормов и стимуляторов для рыб используется термин «ВАК» (вкусо-ароматическая комбинация).

У рыб, запах и вкус вообще связаны неразрывно. В иностранной литературе они редко встречаются по отдельности, чаще всего используют термин «флавор» (вкусо-аромат).

Автор статьи – Горелов О.В. (ака. Oleg_GOR). 2022г. CarpLab — вся правда о карпфишинге (carpfishing).