Receptores gustativos. Ni solo en la boca ni solo sabores.

La percepción de un alimento se produce cuando los alimentos entran en la cavidad oral y depende de la actuación de tres sistemas sensoriales complementarios: la somestesia (un grupo que incluye la mecanorrecepción, la sensación térmica y la nocicepción), el olfato retronasal y el gusto. El gusto es uno de los cinco sentidos clásicos, junto con el olfato, el tacto, el oído y la vista. Uno de los errores más comunes en los libros de texto de primaria es indicar que los receptores del gusto están en la lengua y tienen una distribución segregada, con una zona para lo dulce, otra para lo ácido, etc. En realidad, no es así. Los distintos tipos de receptores se encuentran agrupados en papilas, cada una contiene de 50 a 150 receptores, la distribución de los receptores presenta amplios solapamientos y las papilas se renuevan cada diez días.

En los mamíferos, el gusto proporciona una valiosa información sensorial necesaria para evaluar los componentes nutricionales de los alimentos y prevenir la ingestión de sustancias tóxicas y materiales indigestos. Los receptores gustativos son sofisticados sensores químicos. Distintos receptores detectan cada uno de los cinco sabores básicos: salado, ácido, amargo, dulce y umami. El umami, que significa «sabroso», es el menos conocido y está presente, entre otros alimentos, en el tomate, el jamón, el marisco, las anchoas, la salsa de soja y los quesos curados. Hay evidencias de la existencia de receptores gustativos para otros componentes como los ácidos grasos de cadena larga, abundantes en la grasa. En teoría, cada una de las sensaciones gustativas básicas es reconocida por células diferentes que expresan receptores especializados y tienen vías de transducción distintas en el sistema nervioso.

El sentido del gusto proporciona información esencial sobre la calidad y la naturaleza de los alimentos, lo que conduce a dos respuestas alimentarias específicas: el consumo o la evitación. Los sabores dulce y umami han evolucionado para reconocer un número limitado de nutrientes. En cambio, el sabor amargo, como mecanismo de defensa, impide la ingestión de numerosos compuestos tóxicos estructuralmente distintos en los alimentos y responde a un alto número de sustancias amargas, pero no tiene necesidad de distinguir cuál es cuál ni diferenciar entre ellas.

Las modalidades gustativas más atractivas, dulce y umami, están mediadas por una pequeña familia de tres receptores que además se combinan entre sí . El receptor del del sabor dulce responde a todas las clases de degustantes dulces, incluyendo el azúcar, los edulcorantes artificiales, los D-aminoácidos y las proteínas intensamente dulces. Si algún animal presenta una mutación homocigota para cualquiera de las subunidades del receptor muestra una pérdida drástica del sabor dulce, algo que les sucede por ejemplo a los gatos, que tienen una mutación en el gen T1R2 y no reconocen las cosas dulces. Al parecer si les gusta la leche no es por la lactosa, sino por su alto contenido en grasas.

Durante siglos pensamos que los receptores del gusto estaban exclusivamente en la boca, pero en 1996, Dirk Höfer y su grupo de la Universidad de Würzburg (Alemania) encontraron que la proteína alfa-gustducina, típica de los receptores gustativos, estaba también en células en cepillo del estómago y el intestino. Estas células tienen, al igual que los receptores gustativos, numerosas microvellosidades que se piensa son el lugar de la quimiorrecepción. El receptor dulce (T1R2 + T1R3) y el receptor umami (T1R1 + T1R3) se encuentran en las células secretoras gástricas, que inducen la liberación de grelina, un péptido inductor del apetito. No obstante, boca, estómago e intestino son partes del tubo digestivo y no es demasiado extraño que las células del estómago y el intestino compartan proteínas con las células presentes en la boca. Los receptores del gusto en el sistema digestivo podrían estar relacionados con enfermedades relacionadas con la dieta, como la obesidad y otros problemas de salud pública

En 2010, las cosas se complicaron más. Deshpande y su grupo descubrieron receptores del sabor amargo en un lugar más extraño: el tejido pulmonar. Algunos autores han sugerido que los metabolitos bacterianos y las moléculas amargas activan células quimiosensoriales solitarias situadas en la nariz, que actúan como mecanismo de alerta contra la inhalación de moléculas y microbios irritantes. Al detectar químicamente una sustancia peligrosa, los cilios de los epitelios respiratorios batirían con más velocidad y ayudarían a expulsar esas moléculas fuera de las vías áreas. Por otro lado, estos receptores hacen que las vías respiratorias se relajen cuando se encuentra una sustancia amarga. Probablemente evolucionaron para generar señales que evitaran la ingestión de toxinas de plantas y ayudan a eliminar infecciones pulmonares, pero también podrían aprovecharse para tratar el asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y quizá ayuden a descubrir nuevos agentes terapéuticos con los miles de sabores amargos sintéticos y naturales conocidos.

En los años siguientes los receptores gustativos se fueron encontrando en otros lugares como el órgano vomeronasal, responsable de la percepción de las feromonas y en la vejiga urinaria. De hecho, la estimulación por edulcorantes artificiales como la sacarina puede reforzar la contracción del músculo liso de la vejiga de rata lo que indica un posible mecanismo fisiológico. A esos órganos con presencia de receptores gustativos se unieron también el páncreas, el hígado, , el corazón, el cerebro y los testículos.

La presencia de receptores T1R1, T1R2 y T1R3 y sus proteínas G asociadas (α-gustducina, Gnb3 y Gγ13) fue detectada en el cerebro de los mamíferos, sobre todo en el hipotálamo, el hipocampo y el córtex. Curiosamente, la expresión de receptores gustativos y proteínas G relacionadas con el gusto se producía tanto en neuronas como en células no neuronales, la glía. Así, se cree que los receptores del dulce T1R2 y T1R3, pueden funcionar como glucosensores cerebrales. El cerebro es un gran consumidor de glucosa y su uso selectivo es un marcador útil de actividad neuronal.

La localización en los testículos fue la más sorprendente y la que causó más revuelo. Como indica Chris Simms en la revista New Scientist, TikTok se llenó de gente intentando saborear cosas con sus partes íntimas, un auténtico despropósito, pero el tema es científicamente interesante.

El diario londinense Daily Mail tergiversó posteriormente estos hallazgos en un titular que decía: «Los testículos tienen papilas gustativas capaces de detectar sabores dulces… y son vitales para la fertilidad». No podemos distinguir sabores con otra cosa que no sea la boca, pero los receptores gustativos, que no es lo mismo que las papilas gustativas, están por muchas otras partes de nuestro cuerpo y entender su función nos puede llevar a nuevas herramientas para algunas de las enfermedades que nos afligen.

¿Y para qué valen los receptores gustativos de los testículos? Los receptores gustativos son auténticos sensores químicos, precisos, sensibles, específicos y útiles. Se cree que envían señales al cuerpo sobre la producción de esperma y testosterona. ¿Y pueden saborear comida? No.  Esos influencers que sumergen sus partes masculinas en comida o salsas, lo que ponen en contacto es solo el escroto, por lo que no tendrá ningún efecto pues esa piel está alejada y desconectada de los receptores gustativos de los testículos.

Hay otro tipo de receptores químicos que son los receptores olfativos. Estas moléculas, que convencionalmente se encuentran en las membranas ciliares de las neuronas sensoriales olfativas situadas dentro de la nariz, han atraído recientemente mucha atención debido a su expresión en los espermatozoides de distintas especies de mamíferos. La espermatogénesis es uno de los sistemas de células madre mejor caracterizados y es un ejemplo de un desarrollo que continúa durante toda la vida adulta. Los hombres producimos espermatozoides todos los días. La población de células madre experimenta un recambio continuo, pero el número total de células madre permanece constante. Por tanto, debe existir un mecanismo regulador que controle la proporción entre las células madre de las espermatogonias que se diferencian hasta convertirse en espermatozoides y otras que mantengan la población de células que mantienen la población original. Sin embargo, dicho mecanismo aún está por descubrir, aunque es posible que esos quimiorreceptores ayuden a regular el proceso.

Los quimiorreceptores ayudan a los espermatozoides a cumplir su función. Millones de estas células, con una dotación genética única, deben emprender el largo viaje hasta encontrar al óvulo en las profundidades del tracto genital femenino. Para ello, los espermatozoides están dotados de una capacidad quimiosensorial para explorar su entorno y modificar su orientación espacial. Las quimoseñales pueden influir en la motilidad de los espermatozoides (quimiocinesis) e inducir la quimiotaxis y la termotaxis, seguir estímulos químicos y térmicos, optimizando así la interacción entre las células germinales femeninas y masculinas. Los receptores olfativos constituyen el mayor grupo de quimiorreceptores humanos y están codificados por unos 400 genes funcionales en el genoma humano, la familia de genes más numerosa de todo nuestro ADN.

Un mínimo de 90 genes de receptores olfativos se expresan en distintos compartimentos de los espermatozoides, lo que sugiere que no solo están implicados en el movimiento de los espermatozoides sino también en otros procesos relacionados con la fecundación como puede ser la exocitosis acrosomal, la capacitación y la espermatogénesis o la maduración epididimaria.

El cuerpo está dotado de una gran cantidad de receptores gustativos que actúan como sensores químicos y le informan del mundo interno y externo, pero las posibilidades de los quimiorreceptores son superiores a lo que pensamos. Hay ejemplos muy llamativos en insectos: unos receptores gustativos que se expresan en las neuronas receptoras olfativas de la mosca, sirven para la detección de CO2. Es un tema importante porque homólogos de estos receptores se expresan en el órgano sensor de CO2 del insecto vector de la malaria (Anopheles gambiae), y el CO2 que rezuma de nuestro cuerpo aumenta la atracción de los mosquitos hacia los humanos. Una proteína receptora de Drosophila llamada LITE-1 es un receptor de luz que inicia una cascada de fototransducción. Otros receptores gustativos funcionan como receptores de temperatura para el frío y el calor. Es un mundo mucho más complejo y rico y eso sin que salga en videos en TIkTok.

 

Para leer más:

  • Deshpande DA, Wang WC, McIlmoyle EL, Robinett KS, Schillinger RM, An SS, Sham JS, Liggett SB (2010) Bitter taste receptors on airway smooth muscle bronchodilate by localized calcium signaling and reverse obstruction. Nature Medicine. 16 (11): 1299–1304.
  • Flegel C, Vogel F, Hofreuter A, Schreiner BS, Osthold S, Veitinger S, Becker C, Brockmeyer NH, Muschol M, Wennemuth G, Altmüller J, Hatt H, Gisselmann G (2016) Characterization of the Olfactory Receptors Expressed in Human Spermatozoa. Front Mol Biosci 2: 73.
  • Höfer D, Püschel B, Drenckhahn D (1996) Taste receptor-like cells in the rat gut identified by expression of alpha-gustducin. Proc Natl Acad Sci U S A. 93(13): 6631-6634.
  • Li F (2013) Taste perception: from the tongue to the testis. Mol Hum Reprod 19(6): 349-360.
  • Montell C (2013) Gustatory receptors: not just for good taste. Curr Biol 23(20): R929-R932.
  • Simms C (2024) Why do we have taste buds in our heart and testicles? New Scientist 23 de enero. https://www.newscientist.com/article/mg26134751-400-why-do-we-have-taste-buds-in-our-heart-and-testicles/

 

 

 

José Ramón Alonso

CATEDRÁTICO EN LA Universidad de Salamanca

Neurocientífico: Producción científica

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BNEDialNetGredosLibrary of Congress


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