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Con tutte quelle, tutte quelle bollicine...

Vi siete mai chiesti come facciamo a riconoscere il gusto "frizzante"? Scopritelo in questo post.

È una calda giornata di luglio e state salendo a piedi verso la cima di una montagna. Avete sete e nello zaino sentite il peso leggero dell'acqua che vi disseterà in vetta. Ma appena aprite la bottiglia scoprite che non è frizzante come vi aspettavate e, anzi, sembra proprio sgasata. Eppure le bollicine di anidride carbonica non sono scomparse: come mai non sfrigolano sulla lingua? Torneremo sulle Alpi con la risposta a questa domanda fra un attimo, dopo aver compreso qualcosa sulla percezione dei gusti e in particolare del frizzante.

Charles Zuker è un neuroscienziato cileno che lavora alla Columbia University di New York e porta il destino nel nome, visto che i suoi esperimenti hanno chiarito i meccanismi di percezione del gusto, a partire dai recettori dello zucchero. I gusti si sentono attraverso le cellule che si trovano, a gruppi di 100-200, nell’epitelio della lingua. Ognuna di queste cellule porta sulla membrana un recettore specializzato per ognuno dei principali gusti (dolce, amaro, salato, aspro, umami) e Zucker ne ha individuati quattro su cinque (sul suo sito c’è scritto che “per il recettore del salato è solo questione di tempo”). Quando la lingua entra in contatto con un cibo o una bevanda, il recettore specifico trasmette un segnale all’interno della cellula, che a sua volta invia l’informazione al cervello lunga una fibra nervosa.
 
Uomini e topi, quasi gli stessi gusti
Dal punto di vista del gusto uomini e topi si assomigliano parecchio, tanto che le molecole che catturano questi stimoli negli esseri umani sono state individuate proprio nei topi, cercando i geni espressi nelle cellule della lingua e studiando mutazioni in questi animali che impedivano di discriminare fra gusti diversi.
 
Ma come si fa a sapere se un topo distingue un gusto da un altro? Siccome non gli si può chiedere: “È dolce o amaro?”, Zuker si è inventato due espedienti ingegnosi: ha modificato geneticamente le cellule dei recettori del gusto del topo, in modo che queste cambiano colore quando sono attivate da uno stimolo gustativo; ha creato un sistema automatico per contare il numero di “leccate” che il topo dà a ogni sostanza: una misura indiretta, ma efficace per stabilire se il topo gradisce o meno un sapore.
 
Così Zuker ha decifrato le cellule con recettori sensibili al dolce (pochi: in natura non esistono molti tipi di zuccheri), all’amaro (tantissimi: servono a riconoscere le pressoché infinite varietà di tossine delle piante, una minaccia costante alla sopravvivenza umana), all’acido e all’umami (il sapore del glutammato monosodico, anche detto “gusto del ristorante cinese”). E inserendo nel genoma del topo il gene del recettore per l’aspartame (un dolcificante artificiale) è perfino riuscito a conferire a questi animali un gusto umano, che nei cugini “murini” è assente (“ai topi non piace la diet coke”, è la battuta di Zuker a questo proposito).
 
E l'acqua pizzichina?
Mancava il frizzante. Un tempo si pensava che ci accorgessimo di questo gusto per un fatto meccanico: le bollicine di CO2, scoppiando, avrebbero stimolato i cosiddetti meccano-recettori della bocca. Un’ipotesi che è caduta dopo che alcuni scienziati si sono portati delle bibite addizionate di CO2 in una camera iperbarica: qui la pressione era pari a quella della bibita e dunque le bollicine erano scomparse. Bevendo la bibita in queste condizioni permaneva però la sensazione di frizzante, che doveva essere dunque dovuta alla presenza della CO2 seppure in assenza di bolle. In altre parole la reazione di riconoscimento della CO2 doveva essere chimica e non fisica.
 
Per capire quali meccanismi sono responsabili del gusto frizzante,  il gruppo di Zuker ha innanzitutto studiato la risposta delle cellule della lingua alla stimolazione con la CO2. Per fare ciò i ricercatori hanno collegato uno dei principali nervi presenti in queste cellule a dei microelettrodi e ne hanno misurato i potenziali d’azione in seguito all’esposizione a una fonte di CO2. Le cellule erano attivate dal contatto con la CO2, sia dissolta in una bibita, sia in forma gassosa, ma non da aria compressa.
 
Come stabilire a questo punto quali cellule, fra quelle note per la percezione dei diversi gusti, erano sensibili al frizzante? Usando tecniche di ingegneria genetica Zuker e colleghi hanno eliminato ognuno dei tipi di cellule in diverse linee di topi e in questo modo hanno scoperto che i topi privi delle cellule sensibili al gusto acido non sentivano neppure il frizzante. In altre parole la percezione della CO2 è mediata dalle cellule specializzate nell’acido.
 
In seguito Zuker ha anche individuato il recettore del gusto frizzante: un enzima di membrana, chiamato anidrasi carbonica 4, che catalizza la conversione dell’anidride carbonica in protoni e bicarbonato. Topi in cui il gene per questo enzima era inattivato non erano in grado di rispondere alla presenza di CO2. Quindi l’anidrasi carbonica 4 è il principale sensore di anidride carbonica nel sistema del gusto.
 
 
Anidrasi carboniche sono attive sia nei mammiferi sia nelle piante, sebbene la funzione comune non corrisponde
a una struttura conservata dall'evoluzione:  gli enzimi vegetali e animali si devono essere coevoluti
(immagine tratta da Wolf B. Frommer, CO2mmon Sense, Science 15 January 2010: Vol. 327. no. 5963, pp. 275 – 27).
 
Con il mal di montagna niente brindisi
Torniamo in montagna. Se il gusto della vostra bibita è piatto, è perché avete assunto dell’acetazolamide, un farmaco contro il mal di montagna che inibisce le anidrasi carboniche. Di questa coincidenza si era accorto negli anni Ottanta Stephen Kelleher, un medico appassionato di montagna che, per aver assunto questo farmaco, non aveva potuto godere del gusto frizzante di una birra in vetta. Tale era stata la delusione, che Kelleher aveva descritto l'accaduto in una lettera a una rivista medica. Lettera che ha solleticato la curiosità di Zuker per oltre dieci anni, fino alla scoperta, nel 2009, del modo in cui il nostro cervello percepisce il “frizzante”.
 
Un’ultima domanda sorge spontanea. Perché siamo sensibili a questo gusto? In fondo la CO2 non è importante per la nostra alimentazione come uno zucchero o un aminoacido; e non è neanche una sostanza contro cui dobbiamo stare in guardia. in realtà il nostro organismo possiede diverse anidrasi carboniche, il cui ruolo principale è il mantenimento di un equilibrio di Ph nei tessuti molli. Forse anche l’anidrasi delle cellule del gusto serve prima di tutto a mantenere il Ph corretto per il funzionamento di tali cellule, e la percezione del frizzante è soltanto un effetto secondario.
 
Adesso chi dice a Vasco Rossi che la Coca Cola non è buona per le bollicine?
 
*** *** ***
 
Per approfondire:
 
Una breve, recente intervista a Zuker, in occasione della pubblicazione su Science di questa scoperta, nel 2009:
 
Una lezione di Zuker, lunga ma interessantissima, sulla percezione visiva, del gusto e dell’odorato (niente sottotitoli, ma il bell’accento latino di Zuker facilita molto la comprensione).

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