為什麼愛吃甜食?

該研究由美國的霍華德·休斯醫學院已經更接近於理解為什麼有些人無法抗拒甜食帶來的衝動。

“我們自己對甜食的偏好可能不像有些人認為的那樣，隻是文化差異的問題，而是基因編碼的問題。”HHMI調查員查爾斯·祖克說。

研究人員將編碼人類甜味受體蛋白的基因植入老鼠體內，創造出了和人類一樣喜歡吃甜食的老鼠。他們還將一種完全不同的受體基因插入到老鼠的味覺細胞中，從而使老鼠將之前無味的分子視為甜的。

這兩項實驗都表明，舌頭上對甜味和“鹹味”鮮味的受體分子是觸發舌頭和上顎上的味覺細胞將味覺信號傳遞給大腦的原因。鮮味對味精等氨基酸有反應。

研究人員表示，他們的發現為追蹤甜味和鮮味的回路，一路追蹤到大腦中感知這些味道的中心開辟了道路。研究結果還表明，“想吃甜食”反應的個體差異可能在於感知甜味的受體分子的微妙遺傳差異。

該研究結果發表在2003年10月31日的《細胞》雜誌上，由加州大學聖地亞哥分校的霍華德休斯醫學研究所研究員查爾斯·祖克和美國國家牙科和顱麵研究所的尼古拉斯·瑞巴領導的研究小組發表。

“在我們之前的工作中，我們報告說，我們已經找到了最佳的候選甜味和鮮味受體分子，”朱克表示。“但仍有兩個重大問題有待解決。首先，這些感受器在體內是否起著味覺探測器的作用?第二，它們是一個更大的受體群體中的一員，還是甜味和鮮味的受體?這些實驗最終回答了這兩個問題;甜味和鮮味完全是由這些受體調節的。”

Zuker、Ryba和他們的同事發現的候選受體是味覺細胞表麵的複雜蛋白質。當受到刺激時，這些蛋白質啟動內部細胞機製，開始向大腦發送有關味道的信號。鮮味受體是兩種蛋白質亞基T1R1和T1R3的組合。另一方麵，甜味是由兩種不同的受體介導的:一種是T1R2和T1R3的組合，它對天然和人工甜味劑有反應，另一種是T1R3隻對高濃度的糖有反應。

在他們的實驗中，Grace Zhao和同事們首先製造了三種亞基都缺乏的敲除小鼠。為了測試敲除小鼠對甜味或鮮味的反應，他們測量了小鼠對普通水或加味水的行為偏好。通過對攜帶味覺信息的神經進行生理研究，他們還測量了味覺細胞對甜味或鮮味化學物質的直接反應。

他們的研究表明，缺乏T1R1或T1R3亞基的小鼠失去了對鮮味的所有反應。缺乏T1R2或T1R3基因的敲除小鼠失去了對幾乎所有甜味的偏好。然而，這些小鼠保留了一些對高濃度天然糖的反應能力，這表明這兩種亞基都可以作為“低親和力”的甜味受體單獨發揮作用。當科學家製造出缺乏甜味受體兩種成分的雙敲除小鼠時，這些動物對甜味化學物質失去了所有反應。

其他基於細胞的研究表明，T1R3蛋白單獨對高濃度的天然糖有反應，而對低濃度的天然糖或人工甜味劑沒有反應。“這一發現或許可以解釋為什麼人造甜味劑永遠達不到天然糖的甜度水平。”朱克表示。“人造甜味劑隻激活甜味受體中的T1R2+T1R3組合亞基，而天然糖也單獨激活T1R3。”

關於甜味的一個謎題是，為什麼人類能嚐出許多天然和人工甜味劑，而齧齒類動物卻不能。其中包括某些水果中發現的極甜(對人類來說)的蛋白monellin和thaumatin，以及人工甜味劑阿斯巴甜。

為了證明人類對甜食的偏好取決於受體，研究人員製造了帶有人類T1R2受體的老鼠，這種受體在序列上與老鼠的受體有顯著差異。

“我們發現，這些擁有人類受體的老鼠和我們人類一樣喜歡甜味分子，”朱克表示。“他們喜歡甜味蛋白質和阿斯巴甜的味道。

“這證明了物種差異是受體序列的反映，並有力地表明，我們對甜食的偏好可能不像一些人認為的那樣簡單地是文化差異的問題，而是基因編碼的問題。”

例如，受體蛋白的輕微遺傳差異“也許可以解釋為什麼有的人喝咖啡需要五勺糖，而有的人隻需要兩勺糖——因為第一個人的甜味感受器需要更多的糖才能達到同樣的效果。”

為了最終證明味覺細胞本身的反應是決定味覺感知的因素，趙和她的同事進行了更徹底的基因替換。他們將一種完全無關的合成阿片類化合物的受體引入老鼠的甜味細胞。

當給老鼠喂食這種化合物時，“令我們高興的是，這些老鼠被這種新型化學物質強烈吸引，”朱克表示。“它們認為它是甜的，盡管我們人類(甚至在表達該基因之前的同一隻老鼠)會覺得它是無味的。”

以這種方式操縱味覺細胞的基因能力為研究人員提供了一個進入大腦味覺中心的重要途徑。“現在我們可以跟蹤從舌頭到大腦的連接，並開始定義大腦中哪些細胞負責對每種味覺模式的行為反應。”朱克表示。“通過將外來感受器插入味覺細胞，研究人員可以確信，他們追蹤的隻是該味覺回路的行為，而不是由同一感受器觸發的其他行為——本質上是一條標記線。”