Osjetljivost na okus PTC
Sposobnost osjećanja okusa PTC (Phenyl-Thio-Carbamide) posreduje grupa receprorskih proteina za gorko, koji se nalaze na površini čulnih ćelija u okusnim pupoljcima jezika. Ovi proteini su u 7-transmembranskoj domeni, G-proteinski upareni receptora koji su kodirani genima porodice TAS2R (vidi OMIM TAS2R10; 604791), koji sadrži najmanje 25 funkcionalnih gena.[1][2]
Feniltiokarbamid/
Fenil-tio-karbamid/
Feniltiourea
U populacijama širom svijeta uočena je bimodalna distribucija praga nadražaja za osjećanje gorkog okusa PTC, sa oko 75% osoba koji ga doživljavaju kao intenzivno gorak, a ostatak kao neukusan. Ova razlika je bila osnova za istraživanje percepcije okusa kod ljudi tokom više od 70 godina.[3]
Propiltiouracil (PROP) i feniltiokarbamid (eng. Phenyl-Thio-Carbamide: PTC) su članovi klase spojeva poznatih kao tiourea. To su jedinjenja koja sadrže hemijsku grupu NC = S, koja je odgovorna za njihov karakteristični gorak okus.
Opis
urediVarijaciju u sposobnosti osjećanja okusa PTC je, sasvim slučajno, otkrio hemičar po imenu Arthur Fox sipajući PTC prah u bocu, 1931. Kada je neka boca slučajno eksplodirla u zrak, kolege koje su stajale u blizini su se žalili da je prašina gorka. Sam Fox nije uopće ništa osjetio. Zanimalo ga je kako su ostali mogli osjetiti ovu hemikaliju drugačije, pa su je opet probali. Rezultati su bili isti. Fox je zatim testirao svoje prijatelje i njihove porodice, a zatim je opisao svoj nalaze i zaključke. Neki ljudi nisu osjetili ništa. Za neke je PTC bio intenzivno gorak, a drugi su još uvijek mislili da je okus samo neznatno gorak.
Dopunu standardnog testa pomoću kinina u srednjim slučajevima, predložio je Kalmus (1958). Bilo je sugestija da se osjećanje okusa PTC tiče i prisustva pljuvačke: Cohen i Ogdon (1949) su nagađali da oni koji osjete okus PTC, mogu to samo ako je otopljen u njihovoj pljuvački. Ako se jezik osuši, a zatim proba PTC otopljen u tuđoj pljuvački, okus se nije osjeto.[4][5]
Jones i McLachlan (1991) su opisali tehniku podešavanja mješovite distribucije za diferencijaciju podataka o pragovima osjetljivosti na okus PTC.[6][7]
Odavno je predloženo da postoji veza između atireozne hipotireoze, ranije zvane atireozni kretenizam, i neosjećanja okusa PTC. PTC i PROP su strukturno slični prirodnoj antitireoidnoj supstanci l-goitrin. Svi članovi ove klase hemikalija imaju antitiroidnu aktivnosti i nisu osjećali okus PTC neosjetljivih (Shepard, 1961). Gotovo sve osobesa atireodnom hipotireozom ne osjete okus PTC.
Tepper (1998) je, uz pegled raspoložive literatura, raspravljao o implikacijama preferiranja hrane odnosno selekcijske prednosti u izbjegavanju štetnih spojeva iz okoliša, kojoi su često gorkog okusa. Ova averzija može imati posebnog značaja za izbjegavanje gorkog zeleniša.
PROP i PTC su hemijski srodni sa izotiocianatima i goitrinom, gorko-okusnih spojeva koji su prisutni u biljkama porodice kupusnjača (Brassicaceae), kao što su kupus, brokula, kelj pupčar, repa i kelj. Kada se jedu u velikim količinama, ova jedinjenja ometaju metabolizam joda, izazivajući simptome proširenja štitnjače i gušavost. Tepper je zapazio da je učestalost nedostatka lučenja štitnjače relativno rijetka među osobama koje osjete okus PTC. U modernom društvu, međutim, izbjegavanje gorkog okusa hrane može imati zdravstvene posljedice, jer epidemiološke studije ukazuju da dijeta sa izbjegavanjem voća i povrća i bogata mastima može biti povezana s povećanim rizikom od srčanih bolesti i raka.
Genetika
urediReddy i Rao (1989) su proučavali genetiku pragova (ne)osjećanja okusa PTC, posmatrajući 100 širih porodica. Zaključili su da varijabilnosti pragova kontrolira veliki broj lokusa nepotpunom dominacijom, kao i multifaktorska komponenta. Olson et al. (1989) su studirali 120 porodica i zaključili da dobijenim podacima najbolje odgovara 2-lokusni model u kojem jedan lokus kontrolira PTC osjetljivost, a drugi opštije sposobnosti okusa. Cohen i Ogdon (1949) su nagađali da osobe koje osjećaju okus PTC to mogu samo ako se on otopi u sopstvenoj pljuvački, ali ako je otapalo tuđa – nisu sposobni osjetiti okus ove supstance. Jones i McLachlan (1991) su opisali tehniku podešavanja mješovite distribucije za podatke o osjetljivosti na PTC.
Harris i Kalmus su, međutim, davno prije njih (1949) razradili metod za razdvajanjr bimodalne didtribucije praga nadražaja za okus PTC. Predložili su seriju od dvanaest rastvora ove supstance koji su dobjeni serijskom razblaživanjem na pola početne koncentracije od 0,13%, tako da se u 13. rastvoru nalazilo svega par molekula ove supstance. Četrnaesta test-tečnost je bila sterina voda, kao "slijepa proba". Tada su uočili ono što je potvrđeno i u ogromom broju naknadnih istraživanja. To je pojava da se bimodalna kriva distribucije praga nadražaja, dovoljno pouzdano može podijeliti na dva pripadajuća modaliteta, od kojih je jedan svrstan u fenotip "taster", a drugi u "nontaster". Konstatirano je također da ta dva predložena fenotipa razdvaja peti rastvor iz pomenute test-serije. Tada se pretpostavilo da ovaj uvjetni dimorfizam kontroliraju dva alela odgovarajućeg genskog lokusa, pri čemu je alel za odsustvo osjetljivosti na okus PTC - recesivni homozigot.[8][9]
Iako je viđenje genetike individualne osjetljivosti na okus PTC izmijenjeno, praktično svi suvremeni podaci o (ne)sposobnosti osjećanja okua ove supstance potiču iz istraživanja po Harrisu i Kalmusu, a takva istraživanja su još uvijek poduzimaju. To je vjerovatno zbog toga što nije predložen bolji metod za masovne populacijskogenetičke projekte.
Serija rastvora za utvrđivanje praga nadražaja
uredi| Rastvor | PTC (%) |
| 1 | 0.13 |
| 2 | 0.065 |
| 3 | 0.0325 |
| 4 | 0.01625 |
| 5 | 0.008125 |
| 6 | 0.0040625 |
| 7 | 0.00203125 |
| 8 | 0.001015625 |
| 9 | 0.0005078125 |
| 10 | 0.00025390625 |
| 11 | 0.000126953125 |
| 12 | 0.0000634765625 |
| 13 | 0.0000003173828125 |
| 14 | Kontrola: Prokuhana obična voda (koja služi i za pripremu test-rastvorâ)
|
Učestalost neosjetljivih (fenotip "nontaster")
uredi- Kriterij: Harris i Kalmus (1949)[11]
| Populacija | N | "Nontaster" (%) | Referenca |
| Bosna i Hercegovina | 7.362 | 32,02 | Hadžiselimović et al. (1982) |
| Crna Gora | 256 | 28,20 | Hadžiselimović et al. (1982) |
| Češka | 785 | 32,7 | Kubičkova, Dvořaková (1968) |
| Danska | 251 | 32,7 | Harrison et al. (1964) |
| Engleska | 441 | 31,5 | Harrison et al. (1964) |
| Hrvatska | 200 | 27,5 | Grünwald, Pfeifer (1962) |
| Italija | 1.031 | 29,19 | Floris et al. (1976) |
| Mađarska | 436 | 32,2 | Forai, Bankovi (1967) |
| Rusija | 486 | 36,6 | Boyd (1950) |
| Slovenija | 126 | 37,3 | Brodar (1970) |
| Srbija - Užice | 1.129 | 16,65 | Hadžiselimović et al. (1982)[12] |
| Srbija - Vojvodina | 600 | 26,3 | Božić, Gavrilović (1973) |
| Španija | 203 | 25,6 | Harrison et al. (1964) |
Mapiranje
urediChautard-Freire-Maia (1974) su uspostavili podatke o vezanju PTC lokusa za Kell sistem antigena (KEL, OMIM). Crandall and Spence (1974) su testirali vezanost PTC sa 18 autosomnih lokusa. Nije uočena niti jedna vezanost, kao ni sa Gm (OMIM: 147100), preko muškig roditelja. Izvjesna, ali mala, veza je zabilježena između KEL i PTC u odnosu na Colton sistem antigena, Km i Kidd sistem antigena (Jk), koji su na hromosomu 7which were thought to be on chromosome 7 (Keats et al., 1978).
Nađena je bliska vezanost PTC i KEL, sa lod skorom od 10.78 na theta = 0.045.
Reed et al. (1999) su identificirali lokus na hromosomu 5p15 dajući snažnije dokaze za vezanost osjetljivosti na PROP, sa vrhom skora blizu D5S2505. Pored hromosoma, sugerirana je i vezanost za hromosom 7, oko 35 do 40 cM centromerno ka[[Kel sistem antigena| KEL lokusu, sa maksimumom t-skora od 2.34 (P = 0.008) blizu D7S1789 i D7S796. Njihovi rezultati također sugeriraju da isti region hromosoma 7 također utiče na ispoljavanje fenotipova osjetljivosti na okus PTC. Prodi et al. (2002) reported linkage to 7q35 in a Sardinian genetic isolate.
Kim et al. (2003) su identificirali mali segment na dugom kraku hromosoma 7, koji pokazuje snažnu neravnotežnu vezanost između SNP markera i osjetljivosti na PTC među nesrodnim osobama. Ovaj region je usaglašen sa 2.6-Mb intervalom, upotrebom Utah CEPH porodice i dalje usklađen sa 150-kb intervalom neravnotežne vezanosti od oko 139,835,000 do 139,981,000 baznih parova na sekvenci hromosoma 7.
Drayna et al. (2003) su dobili kvantitativnu mjeru sposobnosti degustacije PTC na 267 članova 26 velikih 3-generacijskih Utah CEPH porodica koje se koristie za genetičko mapiranje. Uočena je značajna bimodalnost za distribuciju prilagođenu po starosnoj dobi i spolu (P manje od 0.001). Prikazali su skrining genoma pomoću 1.324 markera sa prosječnim razmakom od 4 cm. Analize su prvi put izvršena po genetičkom za uobičajenu recesivnost i da pražni rezultat od 8,0 razgranicava degustatora iz neosjetljivih. U ovoj kvalitativnoj analizi, maksimalni genomski lod skor je 4,74 na 246 cm hromosoma 7. 17 porodica je pokazalo dihotomnnu segregaciju PTC fenotipa. Nijedan drugi lod rezultat nije bio značajan; slijedeći najveći rezultat bio je na hromosomu 10 (lod = 1,64 na 85 cm), zatim hromosomu 3 (lod= 1.29 na 267 cm). Tretiranjem sposobnosti osjećanja okuse PTC kao kvantitativne varijable, našli su maksimalni kvantitativni ukupno genomski lod rezultat od 8.85 na 246 cm hromosoma 7, a pretpostavlja se da se 246 cM nalazi u regiji 7q35-P36, vjerojatno na ili u blizini granica ova dva citogenetička benda (traka).
Molekulska genetika
urediKim et al. (2003) su klonirali TAS2R38 gen (OMIM: 607751) i identificirali tri kodirajuća SNP, sa do 5 haplotipova širom svijeta koji u potpunosti objasnili bimodalnu distribuciju osjetljivosti na okus PTC. Jasni fenotipovi su povezani sa specifičnim haplotipom, što je je pokazalo da TAS2R38 gen ima direktan utjecaj na osjetljivost na okus PTC. Varijante tih sekvenci na različitim mestima, u okviru interakcije jednih s drugima, kodiraju proizvod gena.
Reference
uredi- ^ Kim U. et al. (2003): Positional cloning of the human quantitative trait locus underlying taste sensitivity to phenylthiocarbamide. Science 299: 1221-1225, 2003. [PubMed: 12595690, related citations] [Full Text: HighWire Press].
- ^ Kim U. et al. (2005): Worldwide haplotype diversity and coding sequence variation at human bitter taste receptor loci. Hum. Mutat., 26: 199-204, [PubMed: 16086309]
- ^ Azen E. A., Lush I. E., Taylor B. (1986): Close linkage of mouse genes for salivary proline-rich proteins and taste. Trends Genet. 2: 199-200.
- ^ Chautard-Freire-Maia E. A. (1974): Linkage relationships between 22 autosomal markers. Ann. Hum. Genet., 38: 191-198. [PubMed: 4467782]
- ^ Cohen J., Ogdon D. P. (1949): Taste blindness to phenylthio-carbamide as function of saliva. Science, 110: 532-533.[Full Text: HighWire Press].
- ^ Harris H., Kalmus H. (1949): The measurement of taste sensitivity to phenylthiourea (PTC). Ann. Eugen. 15: 24-31, 1949. [PubMed: 15403125.]
- ^ Kalmus, H. Improvements in the classification of the taster genotypes. Ann. Hum. Genet. 22: 222-230. [PubMed: 13534207.]
- ^ Harris H., Kalmus H. (1949): The measurement of taste sensitivity to phenylthiourea (PTC). Ann. Eugen. 15: 24-31, 1949. [PubMed: 15403125.]
- ^ Kalmus, H. Improvements in the classification of the taster genotypes. Ann. Hum. Genet. 22: 222-230. [PubMed: 13534207.]
- ^ Kalmus, H. (1958): Improvements in the classification of the taster genotypes. Ann. Hum. Genet. 22: 222-230. [PubMed: 13534207.]
- ^ Harris H., Kalmus H. (1949): The measurement of taste sensitivity to phenylthiourea (PTC). Ann. Eugen. 15: 24-31, 1949.,PubMed: 15403125.
- ^ Hadžiselimović R., Novosel, V., Bukvić, S., Vrbić, N. (1982): Distribucija praga nadražaja za ukus feniltiokarbamida (PTC) u tri uzorka stanovništva Jugoslavije. God. Biol. inst. Univ. u Sarajevu, 35: 72-80.