Zoete smaakreceptor beïnvloedt glucosemetabolisme bij mensen

Monell Research heeft een rijke geschiedenis in onderzoek naar zoete smaak. Monell-wetenschappers waren een van de vier teams die in 2001 de zoete-smaakreceptor TAS1R2-TAS1R3 bij zoogdieren ontdekten en karakteriseerden. Twintig jaar later, in 2021, publiceerden Monell-onderzoekers twee artikelen in het tijdschrift Mammalian Genome waarin de genetica van suikerminnende muizen werd belicht.

De receptor voor zoete smaak, die tot uiting komt in smaakpapillen, geeft bij activering de sensatie van zoetheid door in de mond. Eerder deze maand onderzocht een andere Monell-onderzoeker, gepubliceerd in PLOS One, hoe de receptor voor zoete smaak de eerste halte kan zijn in het metabole suikerbewakingssysteem. De receptor komt ook tot uiting in bepaalde cellen in de darm, waar hij de glucoseopname in dat systeem kan vergemakkelijken.

Het team ontdekte dat stimulatie en remming van TAS1R2-TAS1R3 erop wijzen dat het helpt bij het reguleren van het glucosemetabolisme bij mensen en mogelijk van belang is voor de behandeling van stofwisselingsstoornissen zoals diabetes. Glucose is de belangrijkste suikersoort in menselijk bloed en daardoor een belangrijke energiebron voor cellen.

"Ons doel was om te bepalen of TAS1R2-TAS1R3 het glucosemetabolisme op twee manieren beïnvloedt", aldus Dr. Paul Breslin, hoogleraar voedingswetenschappen aan de Rutgers University en hoofdauteur van het artikel.

Ze toonden aan dat een TAS1R2-TAS1R3-agonist (sucralose, een calorievrije zoetstof) of een TAS1R2-TAS1R3-antagonist (lactisol, een natriumzout dat de zoete smaak remt), gemengd met een glucosebevattende maaltijd, de glucosetolerantie bij mensen op verschillende manieren veranderde. De agonist bindt zich aan de receptor en stimuleert de cel, terwijl de antagonist zich aan de receptor bindt en stimulatie voorkomt.

"De nieuwigheid van onze bevindingen is dat de receptor die we in dit experiment bestudeerden, de bloedglucose- en insulinespiegels tijdens een glucosebevattende maaltijd verschillend beïnvloedt, afhankelijk van of deze gestimuleerd of geremd wordt", aldus Breslin. Dit onderzoek levert verder bewijs dat smaakreceptoren helpen bij het reguleren van de stofwisseling en de opname van voedingsstoffen.

Plasma-insulinespiegels werden gemeten bij deelnemers aan het onderzoek die een orale glucosetolerantietest (OGTT) ondergingen. Deze test meet de bloedsuikerspiegel vóór en na het nuttigen van een vloeibare maaltijd met glucose. De zoetheidsbeoordeling van sucralose door de deelnemers correleerde met de vroege stijging van de plasmaglucosespiegel, evenals met de stijging van de plasma-insulinespiegel wanneer sucralose aan de OGTT werd toegevoegd. Toegevoegde sucralose versnelde de insulineafgifte als reactie op een glucosebelasting. Omgekeerd correleerde de gevoeligheid van de deelnemers voor de remming van de zoetheid door lactosyl met een daling van de plasmaglucosespiegel. Lactosyl vertraagde ook de insulineafgifte.

"Wanneer glucose smaakreceptoren stimuleert voordat het in het lichaam wordt opgenomen, worden signalen via de mond en darmen doorgegeven aan regulerende organen zoals de alvleesklier. Misschien kunnen we manieren ontwikkelen om TAS1R2-TAS1R3 te gebruiken om het lichaam te helpen glucose beter te verwerken door te anticiperen op de aanwezigheid ervan in het bloed," aldus Breslin.

"Dit systeem is elegant in zijn eenvoud", aldus Breslin. Dezelfde smaakreceptor is overal in het lichaam te vinden: in de mond, het maag-darmkanaal, de alvleesklier, de lever en vetcellen. Deze zijn de belangrijkste regulatoren van de stofwisseling en maken deel uit van de 24/7 metabolische bewaking van het lichaam.

Bestaat er een verband tussen iemands gezondheidstoestand en de activiteit van zijn of haar TAS1R2-TAS1R3-receptoren? De auteurs van de studie denken van wel en suggereren dat de mate van receptoractivatie een direct effect heeft op de plasmaglucose- en insulinespiegels, wat belangrijk is voor de stofwisseling.

Het team is van mening dat de huidige voedingsgewoonten, met overmatige consumptie van voedingsmiddelen en dranken met een hoog gehalte aan sucrose, glucosestroop en krachtige zoetstoffen, de productie van TAS1R2-TAS1R3 kunnen overstimuleren, wat leidt tot een abnormale bloedglucoseregulatie. Dit kan leiden tot het metabool syndroom, wat het risico op hart- en vaatziekten, beroertes en diabetes verhoogt.

"Studies zoals deze tonen aan dat de zoete smaakreceptor TAS1R2-TAS1R3 de glucoseregulatie op verschillende manieren beïnvloedt, afhankelijk van de zoetheid van een voedingsmiddel of drank", aldus Breslin. Het team hoopt deze kennis toe te passen om de gezondheid van voedingsmiddel en drank te verbeteren.

"Een kleine positieve verandering in de stofwisseling kan het leven en de gezondheid van mensen enorm verbeteren als het zich over tientallen jaren opstapelt en zich over miljoenen mensen verspreidt", aldus Breslin.