Esame gustativo: Un Test breve e convalidato
Summary
Questo protocollo misura risposte gusto umano e include una breve valutazione anatomica, un test breve assaggio e un metodo di convalida utilizzando segnalato sensazione e gusto genotipo del ricevitore del soggetto.
Abstract
L’importanza emergente del gusto nella medicina e nella ricerca biomedica e nuove conoscenze sulle sue basi genetiche, ci ha spinto a integrare i metodi classici di degustazione in due modi. Innanzitutto, spieghiamo come fare una breve valutazione della bocca, compresa la lingua, per garantire che le papille del gusto sono presenti e notare la prova della malattia in questione. In secondo luogo, vogliamo disegnare sulla genetica per convalidare i dati di test di gusto da rapporti di confronto dei genotipi di recettore innato e amarezza percepita intensità. Discordanza tra misure obiettive del genotipo e rapporti soggettivi di esperienza di gusto può identificare errori di raccolta dati, soggetti distratti o coloro che non hanno capito o seguite le istruzioni. La nostra aspettativa è che prove di assaggio veloce e valido possono convincere i ricercatori e i clinici per valutare il gusto regolarmente, rendendo la prova gusto comune come test per la vista e dell’udito. Infine, perché molti tessuti del corpo esprimono recettori del gusto, sapore risposte possono fornire un proxy per la sensibilità del tessuto altrove nel corpo e, quindi, servire come un rapido, point-of-care test per diagnosi di guida e uno strumento di ricerca per la valutazione del ricevitore di gusto funzione della proteina.
Introduction
Misure di percezione gustativa umana possono essere sia parte delle cure mediche e un obiettivo della ricerca biomedica, ma gusto ha ricevuto scarsa attenzione rispetto con udito e visione (tabella 1). Dal punto di vista medico, quando i medici valutano i pazienti lamentano della perdita di gusto, nella maggior parte dei casi la perdita effettiva è di odore1, che ha portato al licenziamento di perdita del gusto come un reclamo di presentazione raro e spesso non valido. Distorsioni del gusto (disgeusia) sono più comuni e spesso derivano dagli effetti secondari dei farmaci o del nervo periferico lesioni2,3, ma nessuna forma è un trattamento efficace (diverso da quello di arresto del farmaco). I clinici hanno ignorato anche perdita del gusto perché fino ad ora ha avuto poco valore diagnostico o prognostico in proprio. Tuttavia, anche se la misura del gusto è stato una zona isolata, può ora entrando medicina della corrente principale con la rinascita di un apprezzamento storico che gusto può essere un attrezzo diagnostico o prognostico4,5. Per esempio, percezione di amarezza può predire la funzione immune6 o la volontà di un paziente di prendere il farmaco7. Tuttavia, i ricercatori biomedici hanno in gran parte trascurato gusto. Questa disattenzione può, in parte, riflettere il fatto che i primi progressi nella comprensione di questo sistema sensoriale ha le sue radici in psicologia sperimentale8, un campo con cui quelli in medicina può essere relativamente sconosciuti. Inoltre, rinnovato interesse nel gusto ha inaugurato gusto standardizzato metodi9 che si basano sulle precedenti metodi10, che pur completa sono lunghi e inadeguato per regolazioni cliniche. Infine, fiducia nelle misure di gusto può essere debole perché soggetti relazione sulla loro esperienza e convalida delle loro osservazioni finora è mancata. La nostra speranza è che una semplice misura che gli investigatori o i clinici possono facilmente amministrare acquisterà popolarità con entrambi i costituenti. Qui descriviamo un protocollo di esame di gusto semplice che ha tre parti: una valutazione della cavità orale, la prova del gusto e un passo di convalida utilizzando genotipo innato. In primo luogo, forniamo il contesto biologico per queste procedure, che si fondono pratiche semplici in medicina, misure sensoriali dalla psicologia sperimentale e la convalida delle risposte utilizzando il genotipo e la genetica.
Percezione del gusto inizia in bocca, quindi un esame gustativo efficace deve includere una breve valutazione clinica per malattie orali ovvie, arrossamento, gonfiore e altri lo scolorimento. Cavità orale contiene sette siti secondari: la lingua, gengiva, pavimento della bocca, mucosa orale, mucosa labiale, palato duro e il trigono retromolare. Studi precedenti di gusto umano focalizzata su partecipanti in buona salute o quelli con malattie ben definite, ma come prova gusto diventa routine in esami medici, è importante registrare le condizioni della cavità orale come parte della procedura.
La lingua stessa è una struttura muscolare racchiusa nella mucosa; che punteggiano la superficie dorsale è papille, le piccole strutture rialzate che danno la lingua sua texture uniche e contengono cellule del ricevitore di gusto. Classifichiamo le papille dalla loro forma: fungiformi, filiformi, foliate e circumvallate. Papille fungiformi (FP) sono anterolaterally trova sulla lingua e rotondi, con una forma a fungo11. Gli investigatori hanno pubblicato diversi metodi utili per quantificare FP e rivolgiamo ai lettori di queste fonti per misurazione protocolli12,13,14,15,16. Papille foliate, a forma di come le pagine di un libro (folia), si trovano esclusivamente sul posteriore laterale della linguetta superficie11. Papille circumvallate, trovate i terminalis solco della base lingua, sono grandi strutture a forma di cupola, circondati da pareti mucose (Latino circum, “surround”, + vallum, “parete”)11. La maggior parte delle papille numerose, filiforme, sono lunghe e sottili e non contengono recettori del gusto.
La gente differisce in anatomia di lingua. Mentre le fonti di questa variazione anatomica sono sconosciute, è determinato in parte dalla variazione genetica innata, con gli investigatori reporting 31% concordanza di anatomia di lingua tra dizigoti gemelli e 60% concordanza tra gemelli monozygotic17. Densità papillare si differenzia anche tra la gente, e anche se raro, almeno una malattia genetica (Disautonomia familiare) si traduce in un’assenza congenita di gusto papille18,19,20. Così, prima di eseguire test psico-fisico, è utile confermare la presenza di FP come parte della valutazione di breve e di notare la dimensione relativa e il colore della linguetta e prova della malattia orale.
Le papille del gusto contengono il sensoriali cellule che se stimolati avviano gusto sensazione. Gli esseri umani sono in grado di rilevare almeno cinque classi di gusto: salato, acido, amaro, dolce e umami. Mentre salato, dolce e umami gusti segnalare la presenza di fonti di cibo prezioso contenente cloruro di sodio, glucosio e aminoacidi, rispettivamente, amarezza e acidità segnalano la presenza di potenziali tossine e acidi dalla decomposizione batterica di cibo, rispettivamente e indurre il comportamento avversivo21. I gusti salati e acidi transduced attraverso l’attivazione di canali ionici trovato in alcuni tipi di cellule gustative, anche se la comprensione della trasduzione del sale è in continua evoluzione e può richiedere tipo I le celle anche22,23. Dolce, amaro e umami derivano dall’attivazione di recettori accoppiati a G-proteine sulle cellule di tipo II gusto, ognuno in sintonia con un gusto particolare. Eterodimeri di subunità di tre particolari recettori trasducono dolce e umami mentre composti amari attivano un gruppo di 25 diversi recettori amaro24. Questi recettori amari possono rispondere a molteplici composti amari, e un singolo composto amaro stimola spesso più di un recettore25. Nonostante la recente espansione delle conoscenze sulle basi molecolari del gusto, nuovi percorsi26 e nuove scoperte oltre le qualità di cinque gusto tradizionali (ad es., calcio27 o acido grasso28 percezione) possono ci attendono.
Ci sono almeno due aspetti sorprendenti delle famiglie dei ricevitori di gusto: geni che codificano per questi recettori possono differiscono notevolmente nella sequenza del DNA e quindi funzionare tra le persone, e molti tessuti del corpo esprimere questi geni21,29 , 30 , 31. questi siti extraorali comprendono il cervello, tiroide, superiore e inferiore delle vie respiratorie e del tratto gastrointestinale, tra molti altri21,29,30,31. Mentre i recettori del gusto a queste posizioni non partecipano nella percezione del gusto in senso tradizionale, probabilmente percepiscono l’ambiente chimico locale29,32. Ad esempio, l’epitelio ciliato delle vie respiratorie superiore esprime il recettore amaro T2R38 (amaro gusto recettore 38), che risponde ai composti chimici prodotti da batteri e influenza la risposta immunitaria innata32, come aumentando la clearance mucociliare e livelli di peptidi anti-microbica e l’ossido di azoto. Ciò che trova ha implicazioni mediche per la rinosinusite cronica, una malattia di infezione batterica cronica e infiammazione delle vie respiratorie superiori e seni paranasali.
Di particolare rilevanza per il gusto esame che descriviamo qui è che il recettore del sapore amaro T2R38, codificato dal gene TAS2R38 , esibisce la variabilità genetica e la sensibilità di gusto quindi variabile. Differenze percettive per l’amaro composto Feniltiocarbammide (PTC) furono descritti per la prima volta dal chimico Arthur Fox33; più tardi questo composto è stato identificato come un agonista del recettore T2R3834. Differenze individuali derivano dalla sequenza del DNA del gene TAS2R38 , che ha tre polimorfismi a singolo nucleotide, ogni cedimento sostituzioni dell’amminoacido (A49P, A262V e I296V; R: alanina, p: prolina, v: valina, isoleucina I:). Due aplotipi comuni risultato, Pad e AVI, con Pad/Pad individui altamente sensibile a PTC (“assaggiatori”), essendo relativamente insensibile (“non-assaggiatori”) gli individui AVI/AVI ed eterozigoti AVI/Pad essere più variabile nella loro sensibilità 35. ci sono altri esempi di variazioni genetiche che influenzano la percezione di amaro, per esempio, del ricevitore di gusto T2R19, codificata dal gene TAS2R19 , allo stesso modo esibisce variabilità genetica e differenti sensibilità di gusto per il composto amaro chinino36. Allo stesso modo, la variazione TAS2R31 influenza l’amarezza percepita di uno dei dolcificanti ad alta potenza37,38,39.
Qui descriviamo un metodo rapido per caratterizzare il senso di un paziente del gusto che si basa su protocolli ad alto rendimento in medicina clinica, la psicologia sperimentale e la genetica.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’importanza di questo metodo è che utilizza un approccio multidisciplinare con caratteristiche da medicina (l’esame orale), psicologia sperimentale (la prova del gusto) e genetica (un passo di convalida). Informazioni di gusto sono probabilità di sviluppare come strumento diagnostico e prognostico perché gusto fornisce una finestra nella funzione delle proteine altrove nel corpo. Da un punto di vista di psicologia sperimentale, l’aggiunta di un semplice esame può identificare i soggetti che non sono appropriati per …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Premi dal National Institutes of Health supportato questa ricerca (R01DC013588 a NAC, R21DC013886 NAC e DRR e supplemento di NIDCD amministrativa ricerca per promuovere emersione del clinico-scienziati nella ricerca Chemosensory a JED). Abbiamo raccolto dati di genotipo da attrezzatura acquistata in parte con fondi NIH da OD018125.
Materials
| Disposable diagnostic penlight | Primacare | DL-9223 | |
| UltraLite Pro headlight | Integra LifeSciences | AX2100BIF | |
| Millipore Q-Gard 2 water purification system | EMB Millipore | QGARD00D2 | |
| Denatonium benzoate | Sigma Aldrich | D5765 | |
| Phenylthiocarbamide | Sigma Aldrich | P7629 | |
| Quinine hydrochloride dihydrate | Sigma Aldrich | Q1125 | |
| Sodium Chloride | Sigma Aldrich | S1679 | |
| Sucrose | Sigma Aldrich | S0389 | |
| Glass scintillation vials | Thomas Scientific | 1230L59 | Same as Wheaton catalog no. 986580 |
| Oragene Discover OGR-500 DNA collection kit | DNA Genotek | OGR-500 | |
| prepIT L2P Protocol reagents | DNA Genotek | PT-L2P-5 | |
| rs713598 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___8876467_10 | |
| rs1726866 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___9506827_10 | |
| rs10246939 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___9506826_10 | |
| rs10772420 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___1317426_10 |
Referenzen
- Cowart, B. J., Young, I. M., Feldman, R. S., Lowry, L. D. Clinical disorders of smell and taste. Occupational Medicine. 12 (3), 465-483 (1997).
- Ackerman, B. H., Kasbekar, N. Disturbances of taste and smell induced by drugs. Pharmacotherapy. 17 (3), 482-496 (1997).
- Kveton, J. F., Bartoshuk, L. M. The effect of unilateral chorda tympani damage on taste. Laryngoscope. 104, 25-29 (1994).
- Fischer, R. A., Griffin, F. Pharmacogenetic aspects of gustation. Drug Research. 14 (14), 673-686 (1964).
- Joyce, C. R., Pan, L., Varonos, D. D. Taste sensitivity may be used to predict pharmacological effects. Life Science. 7 (9), 533-537 (1968).
- Adappa, N. D., et al. Genetics of the taste receptor T2R38 correlates with chronic rhinosinusitis necessitating surgical intervention. International Forum of Allergy & Rhinology. , (2013).
- Lipchock, S. V., Reed, D. R., Mennella, J. A. Relationship between bitter-taste receptor genotype and solid medication formulation usage among young children: a retrospective analysis. Clinical Therapeutics. 34 (3), 728-733 (2012).
- Bartoshuk, L. M., Carterette, E. C., Friedman, M. P. . Handbook of perception: Tasting and smelling. , 2-18 (1978).
- Coldwell, S. E., et al. Gustation assessment using the NIH Toolbox. Neurology. 80 (11 Suppl 3), S20-S24 (2013).
- Mueller, C., et al. Quantitative assessment of gustatory function in a clinical context using impregnated "taste strips". Rhinology. 41 (1), 2-6 (2003).
- Reed, D. R., Tanaka, T., McDaniel, A. H. Diverse tastes: Genetics of sweet and bitter perception. Physiological Behavior. 88 (3), 215-226 (2006).
- Miller, I. J., Reedy, F. E. Variations in human taste bud density and taste intensity perception. Physiological Behavior. 47 (6), 1213-1219 (1990).
- Shahbake, M., Hutchinson, I., Laing, D. G., Jinks, A. L. Rapid quantitative assessment of fungiform papillae density in the human tongue. Brain Research. 1052 (2), 196-201 (2005).
- Spielman, A. I., Pepino, M. Y., Feldman, R., Brand, J. G. Technique to collect fungiform (taste) papillae from human tongue. Journal of Visualized Experiments. 18 (42), 2201 (2010).
- Nuessle, T. M., Garneau, N. L., Sloan, M. M., Santorico, S. A. Denver papillae protocol for objective analysis of fungiform papillae. Journal of Visualized Experiments. (100), e52860 (2015).
- Sanyal, S., O’Brien, S. M., Hayes, J. E., Feeney, E. L. TongueSim: development of an automated method for rapid assessment of fungiform papillae density for taste research. Chemical Senses. 41 (4), 357-365 (2016).
- Spielman, A. I., Brand, J. G., Buischi, Y., Bretz, W. A. Resemblance of tongue anatomy in twins. Twin Research and Human Genetics. 14 (3), 277-282 (2011).
- Kalmus, H., Smith, S. M. The antimode and lines of optimal separation in a genetically determined bimodal distribution, with particular reference to phenylthiocarbamide sensitivity. Annals of Human Genetics. 29 (2), 127-138 (1965).
- Pearson, J., Finegold, M. J., Budzilovich, G. The tongue and taste in familial dysautonomia. Pediatrics. 45 (5), 739-745 (1970).
- Fukutake, T., et al. Late-onset hereditary ataxia with global thermoanalgesia and absence of fungiform papillae on the tongue in a Japanese family. Brain. 119 (Pt 3), 1011-1021 (1996).
- Kinnamon, S. C. Taste receptor signalling – from tongues to lungs. Acta physiologica. 204 (2), 158-168 (2012).
- Lewandowski, B. C., Sukumaran, S. K., Margolskee, R. F., Bachmanov, A. A. Amiloride-insensitive salt taste is mediated by two populations of type iii taste cells with distinct transduction mechanisms. Journal of Neuroscience. 36 (6), 1942-1953 (2016).
- Vandenbeuch, A., Clapp, T. R., Kinnamon, S. C. Amiloride-sensitive channels in type I fungiform taste cells in mouse. BMC Neuroscience. 9, 1 (2008).
- Margolskee, R. F. The biochemistry and molecular biology of taste transduction. Current Opinions in Neurobiology. 3 (4), 526-531 (1993).
- Meyerhof, W., et al. The molecular receptive ranges of human TAS2R bitter taste receptors. Chemical Senses. 35 (2), 157-170 (2010).
- Yee, K. K., Sukumaran, S. K., Kotha, R., Gilbertson, T. A., Margolskee, R. F. Glucose transporters and ATP-gated K+ (KATP) metabolic sensors are present in type 1 taste receptor 3 (T1r3)-expressing taste cells. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. , (2011).
- Tordoff, M. G. Calcium: taste, intake and appetite. Physiological Review. 81, 1567-1597 (2001).
- Reed, D. R., Xia, M. B. Recent advances in fatty acid perception and genetics. Advances in Nutrition. 6 (3), 353S-360S (2015).
- Blekhman, R., et al. Host genetic variation impacts microbiome composition across human body sites. Genome Biology. 16, 191 (2015).
- Hoon, M. A., et al. Putative mammalian taste receptors: a class of taste-specific GPCRs with distinct topographic selectivity. Cell. 96 (4), 541-551 (1999).
- Laffitte, A., Neiers, F., Briand, L. Functional roles of the sweet taste receptor in oral and extraoral tissues. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic. 17 (4), 379-385 (2014).
- An, S. S., et al. Tas2r activation promotes airway smooth muscle relaxation despite beta2-adrenergic receptor tachyphylaxis. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular. , (2012).
- Fox, A. L. The relationship between chemical composition and taste. Science. 74, 607 (1931).
- Fox, A. L. The relationship between chemical constitution and taste. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 18, 115-120 (1932).
- Bufe, B., et al. The molecular basis of individual differences in phenylthiocarbamide and propylthiouracil bitterness perception. Current Biol.ogy. 15 (4), 322-327 (2005).
- Reed, D. R., et al. The perception of quinine taste intensity is associated with common genetic variants in a bitter receptor cluster on chromosome 12. Human Molecular Genetics. 19 (21), 4278-4285 (2010).
- Bobowski, N., Reed, D. R., Mennella, J. A. Variation in the TAS2R31 bitter taste receptor gene relates to liking for the nonnutritive sweetener Acesulfame-K among children and adults. Science Reports. 6, 39135 (2016).
- Allen, A. L., McGeary, J. E., Knopik, V. S., Hayes, J. E. Bitterness of the non-nutritive sweetener acesulfame potassium varies with polymorphisms in TAS2R9 and TAS2R31. Chemical Senses. 38 (5), 379-389 (2013).
- Roudnitzky, N., et al. Genomic, genetic, and functional dissection of bitter taste responses to artificial sweeteners. Human Molecular Genetics. 20 (17), 3437-3449 (2011).
- Guo, S. W., Reed, D. R. The genetics of phenylthiocarbamide perception. Annals in Human Biology. 28 (2), 111-142 (2001).
- Bartoshuk, L. M., et al. Labeled scales (e.g., category, Likert, VAS) and invalid across-group comparisons: what we have learned from genetic variation in taste. Food Quality Prefererences. 14 (2), 125-138 (2003).
