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塩味味覚と調節

Salt Sensation and Regulation

By Sonali Puri and Youngseok Lee

Metabolites 2021;11:175       2021.03.17

要約

　味覚と調節は昆虫や哺乳類で高度に維持されている。ここ数十年にわたって実施された研究は、様々な味覚の味覚センサーの根底にある分子メカニズムと、我々の内部状態に応じて摂取の調節の根底にあるプロセスの理解に大きな進歩をもたらした。塩(NaCl)は必須の栄養素である。神経活動、体液量、酸塩基バランス、筋肉収縮などの生理学的プロセスのための内部ナトリウム濃度の調節は、動物の健康において非常に重要な問題である。哺乳類とハエの両方がそれぞれ低濃度と高NaCl濃度を魅力的および嫌悪的な味覚として検出する。これらの魅力的または嫌悪的な行動は、内部の栄養状態によって調節することができる。しかし、脳内の低塩分濃度と高塩分濃度乃根底にある味の差的なコード化は不明のままである。本稿では、脳における味覚と調節の現状について考察する。この研究は、「ハエの神経回路がこの複雑な塩コードをどのように処理するのか」や「塩の必要性が低い場合にのみ高濃度の塩が負の原子価を誘導するのはなぜか？」を含むが、これらに限定されない新しい質問を提示する。塩の恒常性の調節をより良く理解することで、我々の脳がなぜ塩辛い食物をそんなに楽しんでいるのかについての理解を深めることができる。

１．はじめに

　味覚は五感の1つであることに加えて、嗅覚とともに2つの化学感覚の1つでもある。全ての生命体は不可欠な栄養素を消費し、魅力のない味に基づいて潜在的な有毒なサプリメントから遠ざかるように努めており。生き残るための試みとして、多くの動物が接触によって有害な化学物質を決定する化学受容器を開発した。

　哺乳類とショウジョウバエのメラノガスターの両方が塩の味をコードするメカニズムを示している。塩は、電解質恒常性、筋肉収縮、ニューロン活動、栄養素吸収など、多くの生理学的プロセスが適切に機能するため乃基本である。塩は哺乳類の生存の鍵であるが、過剰な量の塩は高血圧を引き起こす可能性があり、したがって有害である。塩は濃度によって知覚が異なり、通常、100 mM未満で魅力的であり、それ以上では嫌悪感がある(濃度がこの閾値を超えると嫌悪感が強まる)。ショウジョウバエは、行動の背後にある神経回路の機能解析のための有力なモデルである。心血管疾患、異常な血圧、脳卒中、および死に至る高血圧は、塩摂取量の上昇に関連する一般的な状態を強調しているが、高/低塩濃度がコード化または認識される抹消組織および脳の実際の細胞および分子メカニズムは、塩摂取が消費行動に及ぼす影響と同様に不明のままである。本総説では、ショウジョウバエのメラノガスターの研究に焦点を当て、脳内の塩分感知ニューロンの制御と、哺乳類の摂食行動などの生理学的機能に対する塩の影響を明らかにする。これらの調査で得られた貴重な情報は、前述の人間の病気についての理解を深める。全ての高等動物は味覚伝達の無数の機能的および解剖学的特徴を共有しているため、ショウジョウバエと哺乳類での研究は、感覚コーディングに関する我々の質問にも対処する可能性がある。ここでは、哺乳類とショウジョウバエの塩分感覚と調節に関する最近の文献の批判的で信頼できる調査を、将来の進歩に関する専門家のコメントとともに提示する。

２．哺乳類の塩味

３．ショウジョウバエの塩味

４．哺乳類における塩の恒常性制御

５．ショウジョウバエにおける塩ホメオスタシスの制御

６．塩誘導性キナーゼ

　以上の章は省略。

７．結論と今後の展望

　味覚受容体は哺乳類で最初にGPCRとして特徴付けられたが、昆虫は主にGR、TRP、IR、PPKなどのイオノトロピック受容体を使用する。塩味の場合、ENaC(ショウジョウバエのPPK)とIRはGPCRではなく、イオノトロピックであり、ナトリウム濃度に非常に敏感である。これらの受容体は、低濃度の塩に対して最大の感受性を示す。しかし、これまでの研究では、ヒトの高血圧予防の観点から重要な課題である哺乳類やショウジョウバエの高塩分濃度センサーの種類は明らかにされていなかった。さらに、新しい塩分食欲への適応プロセスに関する我々の理解は依然として限られている。例えば、塩分の設定値は、数日間にわたって摂取される塩の量に容易に適応することができ、塩分食欲および関連する神経回路をリセットするための重要なメカニズムの存在を示す。塩とホルモン、神経ペプチド、神経伝達物質などの関連する神経制御のための新しい分子センサーの同定は、神経系のプロセスの調整に関する洞察をもたらす可能性がある。