• NUTRIZIONE VEGETARIANA, ALIMENTI, EDUCAZIONE
  • 17 Settembre 2015

    Genetica del gusto

      Carmela Lanzara

    La rilevazione di sostanze chimiche 
nell’ambiente esterno ha da sempre avuto fondamentale importanza 
per la sopravvivenza degli individui e delle specie.

     

    Il gusto permette a tutti gli animali di localizzare il cibo, di evitare i predatori o l'ingestione di sostanze tossiche. Inoltre, il sapore contribuisce fortemente all’appetibilità dei cibi e delle bevande, influenzando le abitudini nutrizionali di ciascun individuo.
    Nei mammiferi la lingua può identificare una vasta selezione di gusti classificati come dolce, acido, amaro, salato e umami.

    Il dolce permette di identificare i nutrienti energetici; l’acido di evitare l'ingestione di alimenti avariati dall'attività di alcuni micro-organismi e di percepire il grado di maturità della frutta. L’amaro protegge dall’ingestione di sostanze tossiche; il salato assicura un corretto bilancio energetico e, infine, l’umami, dal giapponese Ajinomoto, permette di riconoscere il gusto degli aminoacidi. In particolare, quest'ultimo è definito il quinto gusto e determina la capacità di percepire composti come il glutammato monosodico, tipica sostanza che troviamo nel brodo di dado, nella carne, nel pesce e in alcuni vegetali.

      GOUT IT

    La percezione del gusto inizia a livello delle papille gustative distribuite all'interno della cavità orale. In particolare, nell'uomo si possono distinguere tre diversi tipi di papille localizzate sulla lingua e sul palato: circumvallate, fogliate e fungiformi. Ciascuna papilla contiene molte unità dei cosiddetti “bottoni gustativi”, strutture a forma di cipolla caratterizzate dalla presenza di cellule recettoriali specializzate. La porzione apicale delle cellule recettoriali entra in contatto con le sostanze presenti nella bocca permettendo di percepirne il gusto. Tramite la porzione basale, le cellule recettoriali trasmettono poi il segnale gustativo al cervello grazie al quale è possibile avere una sensazione gustativa per ciascuna sostanza presente negli alimenti.

    La percezione dei gusti a livello delle cellule recettoriali è possibile grazie alla presenza di una vasta gamma di proteine, definite recettori, che si trovano sulla superficie apicale delle stesse cellule. I sistemi sensoriali (olfatto e gusto) si distinguono dagli altri sensi (vista, udito e tatto) per la presenza di un massiccio numero di recettori capaci di riconoscere un’ampia varietà di sostanze chimiche. Nell'uomo il dolce, l’acido, l’amaro e l’umami sono percepiti grazie alla presenza di recettori specifici dalla struttura molto simile. Sono proteine di membrana che si differenziano per le parti che entrano in contatto con le sostanze da percepire. Due recettori sono necessari per percepire il dolce e l’umami, tre recettori per gustare l’acido, e ben trenta recettori per percepire l’amaro. La percezione del salato non avviene mediante recettori come quelli precedentemente descritti, ma semplicemente tramite un canale che regola il flusso del sodio all'interno delle cellule gustative.

      TEASER

    Un aspetto curioso che ha interessato gli scienziati negli ultimi anni è stato quello di definire se esiste la cosiddetta ‘mappa della lingua’ e cioè se è vero che porzioni diverse della lingua percepiscono gusti diversi. Gli studi più recenti hanno dimostrato che la superficie della lingua è capace di percepire qualunque tipo di gusto. Questo grazie al fatto che le papille gustative contengono tutti i diversi tipi di recettori.

    Recenti studi condotti sui topi e sull’uomo hanno messo in evidenza la possibilità che esista un 6° gusto dedicato alla percezione dei grassi. Quindi oltre a riconoscere il gusto dolce, acido, amaro, salato e umami, ognuno di noi è capace di percepire il gusto dei grassi contenuti negli alimenti.
    Questo fenomeno è abbastanza complesso e non del tutto chiarito anche per il fatto che l’introito dei grassi è influenzato da stimoli cognitivi provenienti dal cervello e da segnali post-prandiali. Ad ogni modo è stato possibile identificare alcuni recettori responsabili della percezione dei grassi. In particolare, il recettore CD36 localizzato sulla superficie apicale delle cellule recettoriali della lingua lega e riconosce gli acidi grassi derivati dalla degradazione dei trigliceridi. I trigliceridi degli alimenti vengono degradati ad acidi grassi grazie all’azione della lipasi linguale prodotta dalle ghiandole von Ebner localizzate sulle papille circumvallate.

    Tra i gusti percepiti l’amaro risulta la qualità gustativa più complessa. Esistono, infatti, una grande varietà di sostanze capaci di stimolare il gusto amaro e sono numerosi i geni che codificano per i recettori dell'amaro. Finora sono stati identificati ben 30 diversi recettori appartenenti alla famiglia dei geni TAS2R.
    Nell'uomo i geni TAS2R sono localizzati in specifiche regioni del genoma, in particolare sui cromosomi 5, 7 e 12 dove formano dei gruppi definiti ‘cluster’.

    Un aspetto molto interessante che riguarda i recettori dell’amaro è la variabilità del loro numero nelle diverse specie. Ciò consente a ciascun animale di identificare le differenti sostanze presenti nel proprio ambiente.
    Per esempio, i pesci che vivono in un ambiente acquatico, in cui sono presenti pochissime sostanze amare, hanno un numero limitato di recettori dell’amaro. Anche l’ornitorinco ne possiede pochi. Invece, dal momento che le piante contengono molte sostanze amare, spesso tossiche, tutti gli animali erbivori e onnivori hanno bisogno di avere un numero sufficiente di recettori.
    Tra i mammiferi, la mucca e il cavallo presentano pochi recettori funzionali e molti recettori non più attivi. Questo si spiega con il fatto che il processo di addomesticamento ha causato l’inattivazione di alcuni geni, tra cui i recettori dell’amaro, non più indispensabili per quegli animali che hanno iniziato a vivere in un ambiente chiuso e controllato dall’uomo.

     asparago02

    Gli studi sull’amaro hanno avuto inizio negli anni '30, quando il ricercatore inglese A. L. Fox disperse nell'aria qualche cristallo del composto amaro PTC (feniltiocarbamide) da lui stesso sintetizzato. Alcuni suoi colleghi percepirono un forte sapore amaro mentre lui non percepì assolutamente nulla. A questa prima osservazione sono seguiti diversi studi che hanno dimostrato come la capacità di percepire il PTC varia da individuo a individuo.
    Furono individuate due categorie di soggetti: i non-tasters (che non percepiscono il PTC e sostanze analoghe) e i tasters che sono, invece, molto sensibili al PTC. Alcuni studi hanno ipotizzato che la diversa capacità di percepire l’amaro tra i tasters e i non-tasters sia dovuta alla diversa concentrazione di papille gustative presenti sulla lingua, ma questo aspetto non è ancora del tutto chiarito.

    I tasters rappresentano il 70% della popolazione Caucasica, i non-tasters solo il 30%. Queste frequenze variano se consideriamo Paesi come la Cina, il Giappone e l’Africa, dove i non-tasters sono solo il 10-20%. In India, invece, i non-tasters rappresentano addirittura il 50%.

      SUPERTESTER

    
Dopo la scoperta della variabilità sensoriale, molti ricercatori hanno riportato che genitori insensibili al PTC avevano figli ugualmente insensibili, suggerendo che la capacità di percepire il PTC sia ereditata. Uno studio genetico condotto nel 2003 ha permesso di identificare il gene TAS2R38 quale recettore responsabile principale della percezione del PTC: nella maggior parte della popolazione mondiale sono state identificate due forme di tale recettore: la forma “AVI” e la forma “PAV”. Le due forme conferiscono una differente sensibilità al PTC: i soggetti che presentano la forma AVI nel proprio DNA tendono a essere non-tasters, mentre i soggetti che presentano la forma PAV sono tasters.

    Studi recenti hanno dimostrato che le forme taster e non-taster sono mantenute ad alta frequenza grazie ad una selezione naturale bilanciata. Una classica teoria sostiene che la capacità di percepire il PTC fornisce un vantaggio selettivo nei confronti di sostanze nocive presenti nell'ambiente e che spesso hanno un gusto amaro.
    Questa avversione può avere una particolare importanza quando si tratta di dover evitare alcuni vegetali dal gusto amaro.
    Ad esempio, il PTC è presente in alcuni alimenti, come le Crucifere (cavoli, broccoli, cavolini di Bruxelles, rape): se questi cibi vengono ingeriti in grosse quantità, interagiscono con il metabolismo dello iodio producendo il gozzo, patologia tiroidea un tempo frequente in aree a scarsa presenza di iodio e ora prevenuta dall’uso del sale iodato.
    Alcuni ricercatori hanno fatto tuttavia notare che l'incidenza delle patologie da insufficienza di iodio sono rare tra gli individui tasters.

    Visto che esistono soggetti che percepiscono molto l’amaro e altri che non lo percepiscono affatto, è possibile che questi stessi individui abbiano preferenze alimentari diverse? La risposta è si. Infatti, molti studi hanno dimostrato che i tasters non sono attratti da cibi amari come alcuni vegetali (broccoli, cavoli, cavolfiori, indivia, spinaci e verza), gli stessi non amano consumare alimenti contenenti tannini (vino rosso), catechine e antocianine (tè verde e frutti di bosco), isoflavonoidi (cioccolato fondente e soia).
    Inoltre, i tasters tendono a non consumare caffè, pompelmo e birra scura e sono infastiditi dai sapori forti come quelli dei dolci, dei grassi e dei cibi piccanti. I soggetti non-tasters mostrano, invece, un atteggiamento opposto. Infatti, non rinunciano ad alimenti amari, dolci, grassi o piccanti prediligendo una dieta molto più variegata rispetto a quella adottata dai tasters.

     recettori

    Alcuni studi di tipo anatomico hanno cercato di spiegare perchè gli individui classificati come tasters sono più sensibili a determinati stimoli gustativi. Secondo Bartoshuk e al., 1994 i tasters presentano una maggiore densità di papille gustative sulla punta della lingua. Inoltre, l'aumentata sensibilità alle spezie pungenti per i tasters può essere spiegata con il fatto che nell'uomo le papille gustative sono circondate da fibre trigeminali che sono responsabili delle sensazioni della temperatura e della consistenza del cibo, così come delle infiammazioni orali e dell'asprezza. Le fibre trigeminali sono anche responsabili di altre funzioni sensoriali, come la percezione dei grassi, principalmente dovuta alla struttura stessa di questi composti, e dove il gusto gioca un ruolo minore. La presenza di un numero maggiore di fibre trigeminali sulla superficie della lingua porterebbero i tasters a scegliere alimenti meno conditi.

    Tutti questi studi tendono ad evidenziare che tasters e non-tasters prediligono cibi differenti e quindi hanno abitudini alimentari diverse. In particolare i soggetti tasters evitano molti più cibi rispetto ai soggetti non-tasters che hanno una maggiore attitudine a provare nuovi cibi e bevande. I tasters, d’altra parte, hanno una dieta abbastanza monotona e tendono a consumare minime quantità di frutta, verdura e grassi.

    Di fronte a questo quadro ci si chiede se l’influenza del gusto sulla scelta degli alimenti possa a sua volta influenzare lo stato di salute. Una serie di studi, pubblicati negli ultimi anni, hanno evidenziato che le donne non-tasters presentano un indice di massa corporea più elevato rispetto alle donne tasters. Non solo, si è anche riportato che i figli di donne non-tasters presentano un peso maggiore rispetto ai figli di donne tasters. Altri ricercatori hanno dimostrato che il gene dell’amaro, il TAS2R38, influenza il peso soprattutto nelle donne, suggerendo che le variazioni genetiche e la diversa percezione del gusto possono influenzare la scelta degli alimenti e di conseguenza lo stato di salute.

    I geni, pertanto, sembra possano influenzare lo stato di salute di ciascun soggetto in quanto determinano la scelta degli alimenti. Il gusto, tuttavia, non è determinato solo dai geni: la genetica rappresenta solo una tessera di un puzzle molto più complesso, dove intervengono altri fattori, quali la cultura, le tradizioni, l’economia e le abitudini familiari.
    In definitiva i geni rappresentano il corredo individuale che insieme ai molteplici fattori dell’ambiente in cui viviamo influenza le scelte alimentari e il nostro stato di salute.  

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