“Giáo sư về não bộ giải thích cách gen và chế độ ăn hình thành vị giác – Có thể huấn luyện vị giác của chúng ta cho sức khỏe?”

Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao chỉ có chim ruồi hút mật hoa từ máng ăn chưa? Không giống như chim sẻ, chim sẻ và hầu hết các loài chim khác, chim ruồi có thể nếm vị ngọt vì chúng mang các chỉ dẫn di truyền cần thiết để phát hiện các phân tử đường.

Giống như loài chim ruồi, con người chúng ta có thể nếm được đường vì DNA của chúng ta chứa các chuỗi gen mã hóa các cảm biến phân tử cho phép chúng ta phát hiện vị ngọt.

Nhưng nó phức tạp hơn thế. Khả năng nếm vị ngọt, cũng như các vị khác của chúng ta, liên quan đến một điệu nhảy tinh tế giữa cấu trúc di truyền của chúng ta và thức ăn mà chúng ta tiếp xúc từ khi còn trong bụng mẹ cho đến khi bàn ăn.

Các nhà thần kinh học như tôi đang làm việc để giải mã cách thức tương tác phức tạp giữa gen và khẩu vị hình thành chế độ ăn uống.

Trong phòng thí nghiệm của tôi tại Đại học Michigan, chúng tôi đi sâu vào một khía cạnh cụ thể, đó là cách tiêu thụ quá nhiều đường sẽ lấy đi vị ngọt. Hương vị rất quan trọng đối với thói quen ăn uống của chúng ta nên việc hiểu cách gen và môi trường hình thành nó có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng, khoa học thực phẩm và phòng chống bệnh tật.

Vai trò của gen đối với cảm nhận vị giác Giống như loài chim ruồi, khả năng phân biệt mùi vị thức ăn của con người phụ thuộc vào sự hiện diện của các cơ quan thụ cảm vị giác. Những máy dò phân tử này được tìm thấy trong các tế bào cảm giác, nằm trong chồi vị giác, cơ quan cảm giác trên bề mặt lưỡi.

Sự tương tác giữa các thụ thể vị giác và các phân tử thực phẩm tạo ra năm phẩm chất vị cơ bản: ngọt, mặn, đắng, mặn và chua, được gửi từ miệng đến não thông qua các dây thần kinh cụ thể.

Ví dụ, khi đường liên kết với các thụ thể ngọt, nó báo hiệu vị ngọt. Sở thích bẩm sinh của chúng ta đối với hương vị của một số loại thực phẩm hơn những loại khác bắt nguồn từ cách thức mà lưỡi và não được kết nối trong lịch sử tiến hóa của chúng ta. Hương vị đặc trưng báo hiệu sự hiện diện của các chất dinh dưỡng thiết yếu và năng lượng, chẳng hạn như muối và đường, gửi thông tin đến các khu vực của não liên quan đến niềm vui. Ngược lại, những vị cảnh báo chúng ta về những chất có hại tiềm ẩn, chẳng hạn như vị đắng của một số chất độc, có liên quan đến những vị khiến chúng ta cảm thấy khó chịu hoặc bị bệnh.

Mặc dù sự hiện diện của các gen mã hóa cho các thụ thể vị giác chức năng trong DNA của chúng ta cho phép chúng ta phát hiện các phân tử thực phẩm, nhưng cách chúng ta phản ứng với chúng cũng phụ thuộc vào sự kết hợp độc nhất của các gen vị giác mà chúng ta mang. Giống như kem, các gen, bao gồm cả gen của các cơ quan thụ cảm vị giác, có nhiều hương vị.

Lấy ví dụ, một cơ quan cảm nhận vị đắng gọi là TAS2R38. Các nhà khoa học đã tìm thấy những thay đổi nhỏ trong mã di truyền của gen TAS2R38 giữa những người khác nhau. Những biến thể di truyền này ảnh hưởng đến cách mọi người cảm nhận vị đắng của rau, quả mọng và rượu vang.

Các nghiên cứu tiếp theo đã gợi ý mối quan hệ giữa cùng một biến thể và lựa chọn thực phẩm, đặc biệt là đối với việc tiêu thụ rau và rượu.

Nhiều biến thể khác tồn tại trong nguồn gen của chúng ta, bao gồm cả các thụ thể vị ngọt. Tuy nhiên, liệu những khác biệt di truyền này có ảnh hưởng đến khẩu vị và thói quen ăn uống của chúng ta hay không và bằng cách nào vẫn đang được nghiên cứu. Điều chắc chắn là mặc dù di truyền tạo nền tảng cho cảm giác vị giác và sở thích, nhưng trải nghiệm với thức ăn có thể định hình lại chúng một cách sâu sắc.

Chế độ ăn uống ảnh hưởng đến khẩu vị như thế nào Nhiều cảm giác và sở thích tự nhiên của chúng ta được định hình bởi những trải nghiệm ban đầu của chúng ta với thức ăn, đôi khi trước khi chúng ta được sinh ra. Một số phân tử từ chế độ ăn uống của người mẹ, chẳng hạn như tỏi hoặc cà rốt, đến vị giác đang phát triển của thai nhi thông qua nước ối và có thể ảnh hưởng đến sự hấp thụ những thực phẩm này sau khi sinh.

Sữa công thức cho trẻ sơ sinh cũng có thể ảnh hưởng đến sự lựa chọn thực phẩm sau này trong cuộc sống. Ví dụ, các nghiên cứu cho thấy những đứa trẻ được nuôi bằng sữa công thức không phải sữa bò – vốn có vị đắng và chua hơn do hàm lượng axit amin của nó – sẽ dễ tiếp thu các thức ăn có vị đắng, chua và có mùi vị như rau củ sau khi cai sữa hơn những đứa trẻ khác. sữa công thức dựa trên sữa bò. Và trẻ nhỏ uống nước ngọt rất thích đồ uống ngọt ngay từ 2 tuổi.

Tác động của thực phẩm đối với khẩu vị của chúng ta không dừng lại ở giai đoạn đầu đời: Những gì chúng ta ăn khi trưởng thành, đặc biệt là lượng đường và muối nạp vào, cũng có thể định hình cách chúng ta nhìn nhận và có khả năng lựa chọn thực phẩm. Giảm natri trong chế độ ăn uống của chúng ta làm giảm độ mặn trong các lựa chọn của chúng ta, trong khi tiêu thụ nhiều hơn khiến chúng ta thích thức ăn mặn hơn.

Điều tương tự cũng xảy ra với đường: Giảm lượng đường trong chế độ ăn uống của bạn và bạn có thể thấy thức ăn ngọt hơn. Mặt khác, như các nghiên cứu trên chuột và ruồi cho thấy, lượng đường cao có thể làm giảm cảm giác vị ngọt của bạn.

Mặc dù các nhà nghiên cứu của chúng tôi vẫn đang tìm kiếm cách thức chính xác và lý do tại sao, nhưng các nghiên cứu cho thấy lượng đường và chất béo cao trong mô hình động vật làm giảm phản ứng của các tế bào vị giác và dây thần kinh đối với đường, thay đổi số lượng tế bào vị giác có sẵn và thậm chí đảo ngược các chuyển đổi di truyền về vị giác. ADN của tế bào.

Trong phòng thí nghiệm của tôi, chúng tôi đã chỉ ra rằng những thay đổi khẩu vị này ở chuột trở lại bình thường trong vòng vài tuần khi đường bổ sung được loại bỏ khỏi chế độ ăn.

Bệnh tật cũng có thể ảnh hưởng đến vị giác Di truyền và thực phẩm không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến vị giác.

Như chúng tôi đã phát hiện ra trong thời kỳ đỉnh điểm của đại dịch COVID-19, bệnh tật cũng có thể đóng một vai trò nào đó. Sau khi xét nghiệm dương tính với COVID-19, tôi không thể phân biệt được sự khác biệt giữa thức ăn ngọt, đắng và chua trong nhiều tháng.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng khoảng 40 phần trăm những người bị nhiễm SARS-CoV-2 bị suy giảm vị giác và khứu giác. Trong khoảng 5 phần trăm những người đó, sự thiếu hụt vị giác này kéo dài hàng tháng và hàng năm.

Mặc dù các nhà nghiên cứu không hiểu nguyên nhân gây ra những thay đổi cảm giác này, nhưng giả thuyết hàng đầu là virus lây nhiễm vào các tế bào hỗ trợ các thụ thể vị giác và khứu giác.

Nuôi dưỡng cảm giác thèm ăn để ăn uống lành mạnh hơn Bằng cách định hình thói quen ăn uống của chúng ta, điệu nhảy phức tạp giữa gen, chế độ ăn uống, bệnh tật và khẩu vị có thể ảnh hưởng đến nguy cơ mắc bệnh mãn tính.

Ngoài việc phân biệt thực phẩm với độc tố, não còn sử dụng các tín hiệu vị giác như một đại diện để ước tính khả năng no của thực phẩm. Đương nhiên, hương vị của thức ăn càng đậm đà – về độ ngọt hoặc mặn – có liên quan trực tiếp đến mức độ dinh dưỡng và hàm lượng calo của nó.

Ví dụ, một quả xoài chứa lượng đường gấp năm lần so với một cốc dâu tây, và đây là lý do tại sao nó có vị ngọt và no hơn. Như vậy, vị giác không chỉ quan trọng đối với việc thưởng thức và lựa chọn thực phẩm mà còn để kiểm soát lượng thức ăn ăn vào.

Khi khẩu vị bị thay đổi do chế độ ăn uống hoặc bệnh tật, thông tin cảm giác và dinh dưỡng có thể bị “ngắt kết nối” và không còn cung cấp thông tin chính xác cho não của chúng ta về khẩu phần ăn. Nghiên cứu cho thấy điều này cũng có thể xảy ra khi sử dụng chất làm ngọt nhân tạo.

Trên thực tế, trong một nghiên cứu gần đây trên mô hình động vật không xương sống, phòng thí nghiệm của chúng tôi đã phát hiện ra rằng những thay đổi về mùi vị do lượng đường trong chế độ ăn uống cao gây ra tình trạng ăn nhiều hơn bằng cách ảnh hưởng đến khả năng dự đoán của loại thực phẩm này. Đáng chú ý, nhiều mô hình ăn kiêng và thay đổi não bộ mà chúng tôi quan sát thấy ở ruồi cũng được tìm thấy ở những người ăn thực phẩm nhiều đường hoặc chất béo hoặc những người có chỉ số khối cơ thể cao. Điều này đặt ra câu hỏi liệu những tác động này cũng phát sinh từ những thay đổi về vị giác và cảm giác trong não của chúng ta hay không.

Nhưng có một lớp lót bạc đối với bản chất có thể tùy chỉnh của hương vị. Vì chế độ ăn uống định hình các giác quan của chúng ta nên chúng ta thực sự có thể rèn luyện vị giác – và não bộ – để phản ứng và chọn thực phẩm có lượng đường và muối thấp hơn.

Thật thú vị, nhiều người đã nói rằng họ thấy thức ăn quá ngọt, điều này có lẽ không có gì đáng ngạc nhiên vì từ 60% đến 70% thực phẩm ở cửa hàng tạp hóa có chứa thêm đường. Công thức hóa thực phẩm phù hợp với gen của chúng ta và độ dẻo của khẩu vị của chúng ta có thể là một công cụ thiết thực và mạnh mẽ để cải thiện dinh dưỡng, tăng cường sức khỏe và giảm gánh nặng của bệnh mãn tính.