ทำไมคุณจึงบอกได้ว่าอาหารแต่ละชนิดมีรสชาติต่างกัน


เหตุใดที่คนเป็นหวัดมักจะทานอาหารไม่อร่อย

              สัตว์ทุกชนิดมีความสามารถในการรับรู้สารเคมีรอบๆ ตัว การรับรู้สารเคมีในสัตว์
เซลล์เดียวใช้ตัวรับสารเคมี (chemoreceptor) ที่อยู่ที่ผนังหรือเยื่อหุ้มเซลล์ ส่วนสัตว์ไม่มี
กระดูกสันหลังสามารถรับรู้สารเคมีผ่านทางอวัยวะรับความรู้สึกที่อยู่กระจัดกระจายในระยางค์
พิเศษ (special appendage) ทำให้สามารถรับรู้สารเคมีโดยขนที่อยู่ตามขาในสัตว์มี
กระดูกสันหลังที่อาศัยบนบกรวมทั้งคนด้วย จะมีอวัยวะรับรู้สารเคมีพิเศษคือ ลิ้นและจมูก
โดยจมูกรับรู้สารเคมีที่ล่องลอยในอากาศ ในขณะที่ลิ้นรับรู้สารเคมีที่รับประทานเข้าไป

  
            ทุกท่านคงเคยรับประทานอาหารที่มีรสชาติต่างๆ  กัน เช่นรสเค็ม รสหวานและ
รสเปรี้ยว การที่เราสามารถบอกความแตกต่างของรสชาติอาหารที่รับประทานได้เนื่องจาก
มีปุ่มรับรสเล็กๆจำนวนมากมายบนลิ้นเรียกว่า ปาปิลา (papilla) ปุ่มบนลิ้นเหล่านี้จะประกอบ
ด้วยตุ่มรับรส (taste bud) ซึ่งมีอยู่ 4 ชนิดทำหน้าที่รับรสต่างๆ ได้แก่ รสหวาน รสขม รสเค็ม
และรสเปรี้ยวกระจายอยู่บนลิ้นในบริเวณต่างๆ ดังภาพที่ 3.25 ในแต่ละตุ่มรับรสจะมีเซลล์รับรส
ซึ่งต่อกับใยประสาท

 

 

                      ภาพที่ 3.25 ปุ่มรับรสและเส้นประสาทสมองที่ควบคุมการรับรส

 

 

 

 

                 ภาพที่ 3.26 แสดงส่วนของสมองบริเวณศูนย์รับรส

 

        เมื่อมีสารเคมีมากระตุ้นตุ่มรับรส จะเกิดการเปลี่ยนแปลงความต่างศักย์ของเซลล์รับรส
(taste cell) และเกิดกระแสประสาทส่งไปตามเส้นประสาทสมองคู่ที่ 7 ซึ่งรับรสจากบริเวณ
ปลายลิ้นและด้านข้างของลิ้น (2/3 ส่วนของลิ้นด้านหน้า) และประสาทสมองคู่ที่ 9 รับรส
จากบริเวณโคนลิ้น (1/3 ส่วนด้านโคนลิ้น) เพื่อส่งกระแสประสาทต่อไปยังบริเวณนิวเคลียส
ในก้านสมองแล้วไปที่ทาลามัส และส่วนซีรีบรัม พูด้านข้างกระหม่อม (parietal cortex)
ซึ่งเป็น บริเวณศูนย์รับรส (taste center: area 43) (ภาพที่ 3.26 ) เพื่อให้สมองส่วนนี้
แปลผลว่าเป็นรสอะไร โดยในแต่ละตุ่มรับรสจะมี เซลล์รับรสประมาณ 4–20 เซลล์
ทำหน้าที่แตกต่างกันดังนี้

 
ตุ่มรับรส
บริเวณบนลิ้น
สาเหตุของการเกิดรส
รสหวาน ปลายลิ้น จากสารให้รสหวานเช่น น้ำตาล แอลกอฮอล์ กรดอะมิโน
รสเค็ม ปลายลิ้นและด้านข้างของลิ้น จากเกลือที่มีไอออนบวก
รสเปรี้ยว ด้านข้าง 2 ข้างของลิ้น จากสารที่มีความเป็นกรด
รสขม โคนลิ้น จากสารอัลคาลอยด์เช่น คาแฟอีน ควินิน

 

 

       

 

                 ภาพที่ 3.27 บริเวณของลิ้นที่มีตุ่มรับรสต่างๆ กระจายอยู่

 
       จะเห็นได้ว่าความสามารถในการรับรสอาหารเป็นสิ่งจำเป็น เนื่องจากจะช่วยป้องกัน
ร่างกายจากอาหารที่ไม่ปลอดภัย โดยถ้าตุ่มรับรสรู้รสอาหารที่ไม่ต้องการหรือไม่ปลอดภัย
เช่น อาหารบูดเสียสมองจะสั่งการตอบสนองให้พ่นออกมาทันทีความสัมพันธ์ระหว่างสารเคมี
กับเซลล์ในตุ่มรับรสเรียกว่า ขบวนการทรานดักส์ชัน (transduction) ซึ่งเป็นขบวนการเปลี่ยน
ประเภทสัญญาณที่มีขั้นตอนดังนี้
  
       เซลล์รับรส (taste receptor cell) ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานเคมีให้ กลายเป็นศักย์ไฟฟ้า
เนื่องจากเป็นที่ยอมรับกันว่าสารเคมีไม่ สามารถแทรกผ่านเข้าไปในเซลล์ของตุ่มรับรสได้
โดยการกระตุ้นให้เกิดศักย์ไฟฟ้าซึ่งจะเกิดขึ้นภายในรูรับรส (taste pore) ในบริเวณไมโครวิลไล
(microvilli) ของเซลล์รับรส (taste receptor cell) นักวิทยาศาสตร์พบว่า บริเวณไมโครวิลไล
(microvilli) ของเยื่อหุ้มเซลล์ ของ เซลล์รับรส (taste receptor cell) ประกอบไปด้วยโปรตีน
ตัวรับ (receptor protein) ที่สามารถจับกับสารเคมีในน้ำลาย ซึ่งอาจอยู่ในรูปของโปรตีน
ที่เป็นช่องเปิด (channel protein) หรือเอ็นไซม์ (enzyme-linked receptor) ก็ได้ โดย
เป็นการยึดแบบหลวมๆ ทำให้รสของอาหารไม่ติดอยู่นาน สารที่มีรสเปรี้ยวมักให้ไอออนของ
ไฮโดรเจนผ่านเข้ามาในเซลล์ทำให้ภายในเซลล์ มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกเพิ่มขึ้นสารที่มีรสเค็ม
ของเกลือโซเดียมจะให้ไอออนของโซเดียมผ่านเข้ามาในเซลล์ เช่นเดียวกับสารที่มีรสหวาน
และขม เชื่อว่ามีการจับเซลล์รับรส (receptor) ที่เยื่อหุ้มเซลล์ แล้วกระตุ้นให้เอ็นไซม์โปรตีน
ไคเนส (protein kinase) ทำงานและไปเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของช่องไอออน (ion channel)
โดยทำให้ภายในเซลล์ เป็นบวกมากขึ้น

      นอกจากนี้ยังสามารถวัดศักย์ไฟฟ้าของเซลล์รับรส (receptor potential) ได้โดยการสอด
ขั้วไฟฟ้าที่ทำด้วยทังสเตน(tungsten) หรือที่ทำด้วยแก้วเข้าไปในเซลล์ ของตุ่มรับรส และ
วัดความต่างศักย์ ที่เกิดขึ้นภายในแต่ ละเซลล์ ได้ ความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์
(membrane potential) ของเซลล์รับรส(taste cell) มีค่า 0.40 mV (millivolt) ในสารละลาย
เกลือและ 0.50 mV (millivolt) ในน้ำ การวัดศักย์ ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ใช้้เทคนิคแพ็ชแคล็ม
(patch clamp) ทำให้เราทราบว่าช่องไอออน (ion channel) ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง
ของศักย์์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ ของเซลล์รับรส (taste cell) ได้แก่ Na+, Ca2+ ที่อยู่ ในบริเวณ
ส่วนยอด (apex) ของเซลล์ และมีหลักฐานสนับสนุนว่าช่องโปแตสเซียม ( K+ channel)
เกี่ยวข้องกับการรับรสเปรี้ยวและขมโดยแหล่งสำคัญของ K+ คือ น้ำลาย ส่วนรสเค็มนั้นอาจ
เกี่ยวข้องกับศักย์ไฟฟ้าของช่องโซเดียมอิสระ (voltage-independent Na+channel)
โดย Na + สามารถผ่านเข้าในเซลล์ ได้เลยและเมื่อทดลองให้สารอะมิโลราย (amiloride)
(ซึ่งสามารถปิดกั้น passive Na+channel) ก็พบว่าการรับรสเค็มของเกลือ (NaCl) ลดลง
การรับรสหวานเชื่อว่าเกิดจากเยื่อบุเซลล์รับรส (membrane receptor) พิเศษที่ กระตุ้นให้
เอนไซม์อดีนิ่วเลทไซเคส (adenylate cyclase ) ทำงานและปิดช่องโปแทสเซียม ( K+
channel) ที่อยู่บริเวณฐาน (basolateral) ของเซลล์ทำให้เซลล์ ถูกดีโพลาไรด์ (depolarized)
ได้ง่ายขึ้น และมีผลต่อโปรตีนไคเนสเอ (protein kinase A : PKA) ดังภาพ

                               
              ภาพแสดงกระบวนการเปลี่ยนประเภทจากสัญญาณเคมีของตัวรับ
             ไปเป็นสัญญาณของระบบประสาท (transduction) ของรสหวาน


                  ที่มา: Brend Lindemann. Tasting the sweet and the bitter.
                          Current Biology 1996. Vol. 6 No.10 หน้า 1236.