Bagaimana Persepsi Rasa Mempengaruhi Metabolisme Glukosa

Penelitian mengidentifikasi area potensial baru untuk mengobati gangguan metabolisme, seperti diabetes.

Portofolio penelitian Monell Chemical Senses Center yang kaya mengenai rasa manis sudah ada sejak lama: Ilmuwan Monell adalah salah satu dari empat tim pada tahun 2001 yang menemukan dan mendeskripsikan reseptor rasa manis pada mamalia – TAS1R2-TAS1R3. Dua puluh tahun kemudian pada tahun 2021, sepasang makalah yang diterbitkan di Mammalian Genome oleh peneliti Monell membahas genetika tikus pecinta gula.

Reseptor rasa manis, yang diekspresikan dalam sel pengecap, menyampaikan rasa manis dari mulut saat diaktifkan. Awal bulan ini, sebuah penelitian di PLOS Satu, yang dipimpin oleh peneliti Monell lainnya, menyelidiki bagaimana reseptor rasa manis dapat menjadi perhentian pertama dalam sistem pengawasan metabolisme gula. Reseptor juga diekspresikan dalam sel-sel usus tertentu, yang dapat memfasilitasi penyerapan dan asimilasi glukosa, sebagai bagian dari sistem ini.

Tim menemukan bahwa stimulasi dan penghambatan TAS1R2-TAS1R3 menunjukkan bahwa hal itu membantu mengatur metabolisme glukosa pada manusia dan mungkin berdampak pada penanganan gangguan metabolisme seperti diabetes. Glukosa merupakan jenis gula utama yang terdapat dalam darah manusia, menjadikannya sumber energi utama bagi sel.

“Tujuan kami adalah untuk menentukan apakah TAS1R2-TAS1R3 mempengaruhi metabolisme glukosa di kedua arah,” kata Monell Fellow Paul Breslin, PhD, Profesor Ilmu Nutrisi, Universitas Rutgers, dan penulis senior makalah tersebut.

Menjelajahi Metabolisme Glukosa Melalui TAS1R2-TAS1R3

Mereka menunjukkan bahwa agonis TAS1R2-TAS1R3 (sucralose, pemanis nol kalori) atau antagonis TAS1R2-TAS1R3 (laktisol, garam natrium yang menghambat rasa manis) yang dicampur dengan pati glukosa secara akut mengubah toleransi glukosa manusia dengan cara yang berbeda. Di sini, agonis berikatan dengan reseptor dan merangsang sel, dan antagonis berikatan dengan reseptor dan mencegah rangsangan.

“Hal baru dari temuan kami adalah bahwa reseptor yang kami pelajari dalam percobaan ini berdampak pada glukosa darah dan insulin ketika mengonsumsi glukosa berbeda, tergantung apakah dirangsang atau dihambat,” kata Breslin. Penelitian ini memberikan bukti lebih lanjut bahwa reseptor rasa membantu mengatur metabolisme dan penanganan nutrisi.

Dampak pada Kadar Insulin dan Glukosa

Kadar insulin plasma diukur pada peserta penelitian yang diberikan tes toleransi glukosa oral (OGTT), yang memantau kadar gula darah sebelum dan sesudah seseorang meminum makanan cair yang mengandung glukosa. Peringkat peserta mengenai rasa manis sukralosa berkorelasi dengan peningkatan awal plasma glukosa, serta peningkatan kadar insulin plasma ketika sukralosa ditambahkan ke OGTT. Penambahan sukralosa cenderung mempercepat pelepasan insulin ke dalam beban glukosa. Di sisi lain, sensitivitas peserta terhadap penghambatan rasa manis yang disebabkan oleh laktisol berkorelasi dengan penurunan kadar glukosa plasma. Laktisol juga cenderung memperlambat pelepasan insulin.

“Ketika glukosa merangsang reseptor rasa sebelum diserap ke dalam tubuh, sinyal dikirim melalui mulut dan usus ke organ pengatur seperti pankreas. “Mungkin kita bisa menemukan cara untuk menggunakan TAS1R2-TAS1R3 untuk membantu tubuh menangani glukosa dengan lebih baik dengan mengantisipasi kapan glukosa tersebut akan muncul dalam darah,” kata Breslin. Saat tubuh merasakan glukosa, tubuh akan mempercepat penyerapan untuk mengantarkan glukosa ke jaringan yang mungkin membutuhkannya dan mungkin juga untuk mencegah glukosa bergerak terlalu jauh di sepanjang usus, yang mungkin tidak baik untuk menjaga kesehatan mikrobioma usus.

“Sistem ini elegan dalam kesederhanaannya,” kata Breslin. Reseptor rasa yang sama ditemukan di seluruh tubuh – mulut, saluran pencernaan, pankreas, hati, dan sel lemak, dengan tiga sel terakhir menjadi jaringan pengatur metabolisme utama, yang semuanya merupakan bagian dari pengawasan metabolisme tubuh selama 24/7.

Apakah ada hubungan antara status kesehatan seseorang dengan aktivitas reseptor TAS1R2-TAS1R3? Para penulis penelitian mengatakan hal ini mungkin terjadi, menunjukkan bahwa tingkat aktivasi reseptor memberikan pengaruh akut pada kadar glukosa plasma dan insulin serta waktu timbulnya penyakit, yang penting untuk kesehatan metabolisme.

Tim percaya bahwa, secara umum, kebiasaan makan saat ini berupa konsumsi berlebihan makanan dan minuman tinggi sukrosa, sirup jagung fruktosa tinggi, dan pemanis berkekuatan tinggi dapat menyebabkan hiperstimulasi TAS1R2-TAS1R3, sehingga berkontribusi pada regulasi glukosa yang tidak tepat dalam darah. . Hal ini dapat mengarah pada diagnosis sindrom metabolik, sekelompok faktor risiko termasuk peningkatan glukosa plasma dan ketidakpekaan insulin (bersama dengan obesitas, hipertensi, dan peningkatan lipid plasma) yang meningkatkan risiko penyakit jantung, stroke, dan diabetes. Para penulis mengatakan bahwa penelitian di masa depan harus memeriksa efek stimulasi dan penghambatan TAS1R2-TAS1R3 pada orang yang berisiko terkena sindrom metabolik untuk menentukan potensi terapeutik manipulasi TAS1R2-TAS1R3 untuk kontrol metabolisme yang lebih baik daripada yang lebih buruk.

“Studi seperti ini – menggunakan kemampuan teknis Monell dan keahlian mendalam di bidang kimia – menunjukkan bahwa reseptor rasa manis TAS1R2-TAS1R3 membantu mengatur glukosa secara berbeda, bergantung pada manisnya makanan atau minuman,” kata Breslin. Harapan tim ini adalah menerapkan apa yang mereka pelajari untuk membuat apa yang kita makan dan minum menjadi lebih sehat.

“Perubahan kecil metabolisme ke arah positif dapat berdampak lebih besar pada kehidupan dan kesehatan manusia jika terjadi selama beberapa dekade dan jutaan orang,” kata Breslin.

Referensi: “Aktivasi dan penghambatan reseptor rasa manis TAS1R2-TAS1R3 mempengaruhi toleransi glukosa secara berbeda pada manusia” oleh Matthew C. Kochem, Emily C. Hanselman dan Paul AS Breslin, 1 Mei 2024, PLOS SATU.
DOI: 10.1371/jurnal.pone.0298239

Studi ini didanai oleh Pusat Penelitian Diabetes Universitas Pennsylvania untuk penggunaan Metabolomics Core dan Institut Nasional Ketulian dan Gangguan Komunikasi Lainnya.