Smaak examen: Een korte en gevalideerde Test
Summary
Dit protocol meet menselijke smaak reacties en omvat een korte anatomische beoordeling, een korte smaaktest en een validatiemethode wordt gebruikt die met behulp van de certificaathouder gerapporteerde sensatie en smaak receptor genotype.
Abstract
De opkomende belang van smaak in de geneeskunde en biomedisch onderzoek en nieuwe kennis over haar genetische onderbouwing, heeft gemotiveerd ons ter aanvulling van klassieke smaak-test methoden op twee manieren. Ten eerste, we uitleggen hoe om te doen een korte evaluatie van de mond, met inbegrip van de tong, om ervoor te zorgen dat de smaak papillen aanwezig zijn en om op te merken van bewijs van de betrokken ziekte. Ten tweede, we trekken over genetica smaak test om gegevens te valideren door vergelijken rapporten van bitterheid van de waargenomen intensiteit en aangeboren receptor genotypen. Verschil tussen objectieve maatstaven van genotype en subjectieve rapporten van smaak ervaring kunt identificeren collectie gegevensfouten, afgeleid onderwerpen of degenen die niet hebben begrepen of instructies gevolgd. Onze verwachting is dat snel en geldig smaak proeven overtuigen kunnen, onderzoekers en clinici te beoordelen smaak regelmatig, waardoor smaak testen zo gemeenschappelijk als het testen voor hoorzitting en visie. Tot slot, omdat veel weefsels van het lichaam smaak receptoren uiten, smaak reacties kunnen een proxy voorzien in weefsel gevoeligheid elders in het lichaam en daardoor dienen als een snelle, point-of-care test tot gids diagnose en een onderzoeksinstrument om smaak receptor eiwitfunctie.
Introduction
Maatregelen van de smaak van de menselijke waarneming kunnen zowel deel van medische zorg en een doelstelling van het biomedisch onderzoek, maar smaak heeft nauwelijks aandacht in vergelijking met de hoorzitting en visie (tabel 1). Vanuit het medische perspectief, wanneer clinici patiënten evalueert is klagen over verlies van smaak, in de meeste gevallen de feitelijke verliezen van geur1, die heeft geleid tot het ontslag van smaak verlies als een ongewoon en vaak ongeldige voorstellende klacht. Smaak verstoringen (dysgeusia) komen vaker voor en vaak voortkomen uit de secundaire gevolgen van medicijnen of perifere zenuw verwonding2,3, maar noch vorm heeft een effectieve behandeling (met uitzondering van het stoppen van de medicatie). Clinici hebben ook smaak verlies genegeerd omdat het heeft tot nu toe weinig diagnostische of prognostische waarde op zijn eigen. Echter, hoewel de meting van smaak is een opstuwing, het kan nu worden betreden mainstream geneeskunde met de heropleving van een historische waardering dat smaak kan een diagnostische of prognostische gereedschap4,5. Bijvoorbeeld, kan bitterheid perceptie voorspellen immune functie6 of de bereidheid tot het nemen van medicatie7van een patiënt. Biomedische onderzoekers hebben echter grotendeels verwaarloosd smaak. Deze onoplettendheid kan gedeeltelijk, wijzen op het feit dat vroege vooruitgang in het begrip van deze zintuigstelsel heeft zijn wortels in de experimentele psychologie8, een terrein waarmee die in de geneeskunde kunnen relatief onbekend. Bovendien, hernieuwde belangstelling voor smaak heeft ingeluid in gestandaardiseerde smaak methoden9 die zijn gebaseerd op eerdere methoden10, die, hoewel uitgebreide zijn langdurige en ongeschikt voor klinische instellingen. Tenslotte kunnen vertrouwen in smaak maatregelen zijn zwak omdat onderwerpen verslag uit over hun eigen ervaringen en validatie van hun opmerkingen tot nu toe heeft ontbroken. Onze hoop is dat een eenvoudige maatregel waarmee onderzoekers of clinici kunnen gemakkelijk worden beheerd aan populariteit met beide bestanddelen winnen zal. Hier beschrijven we een eenvoudige smaak examen protocol dat bestaat uit drie delen: een beoordeling van de mondholte, de smaaktest, en een stap van de validatie met behulp van aangeboren genotype. Ten eerste bieden wij biologische context voor deze procedures, die samenvoegen van eenvoudige praktijken in geneeskunde, zintuiglijke maatregelen van experimentele psychologie en validering van de reacties met behulp van genotype en genetica.
Perceptie van smaak begint in de mond, zodat een effectieve smaak examen moet een korte klinische beoordeling voor de hand liggende orale ziekten, roodheid, zwelling en andere verkleuring op te nemen. De mondholte bevat zeven subsites: de tong, tandvlees, verdieping van de mond, buccale mucosa labial mucosa, harde verhemelte en de trigone retromolar. Afgelopen studies van menselijke smaak gericht op gezonde deelnemers of die met welomschreven ziekten, maar naarmate smaak testen routine in medische onderzoeken, het is belangrijk om de conditie van de mondholte opnemen als onderdeel van de procedure.
De tong zelf is een gespierde structuur ingekapseld in mucosa; het dorsale oppervlak puntjes zijn papillen, de kleine verhoogde structuren die geven de tong zijn unieke textuur en smaak receptor cellen bevatten. We classificeren mannetjesvissen door hun vorm: fungiform, filoremische foliate en circumvallate. Fungiform papillen (FP) zijn gelegen anterolaterally op de tong en zijn rond, met een paddestoel vorm11. Onderzoekers hebben verschillende nuttige methoden om te kwantificeren FP gepubliceerd en we directe lezers om deze bronnen voor meting protocollen12,13,14,15,16. Foliate papillen, gevormd als de pagina’s van een boek (folia), bevinden zich uitsluitend op de laterale posterior tong oppervlakte11. Circumvallate papillen, gevonden in de Sulcus (hersenanatomie) terminalis van de basis van de tong, zijn grote koepel-vormige structuren omgeven door mucosal muren (Latijnse circum, “surround”, + vallum, “muur”)11. De meeste talrijke papillen, de filoremische, zijn lang en dun en bevatten geen smaak receptoren.
Mensen verschillen in anatomie van de tong. Terwijl de bronnen van deze anatomische variatie onbekend zijn, wordt het gedeeltelijk bepaald door aangeboren genetische variatie, met 31% concordantie van tong anatomie onder dizygote twins en 60% concordantie tussen monozygotic tweeling17melden onderzoekers. Papillaire dichtheid verschilt ook tussen mensen, en hoewel zeldzaam, ten minste één genetische ziekte (familiale dysautonomia) resulteert in een aangeboren gebrek aan smaak papillen18,19,20. Voordat u psychofysische testen, is het dus nuttig zijn om de aanwezigheid van FP als onderdeel van de korte beoordeling bevestigen en noteer de relatieve grootte en de kleur van de tong en bewijzen van mondelinge ziekte.
De smaak papillen bevatten de sensorische cellen die bij gestimuleerd starten smaaksensatie. Mensen zijn in staat van sensing van ten minste vijf klassen van smaak: zout, zuur, bitter, zoet en umami. Terwijl zoute, signaal zoete en umami smaak signaal de aanwezigheid van waardevolle voedselbronnen met natriumchloride, glucose en aminozuren, respectievelijk, bitterheid en zuurheid de aanwezigheid van potentiële toxinen en zuren van de bacteriële afbraak van voedsel, respectievelijk, en veroorzaken aversieve gedrag21. Zoute en zure smaak zijn getransduceerde door middel van de activering van ionenkanalen gevonden in sommige soorten smaak cellen, hoewel het begrip van zout transductie evolueert en zij dat type eisen kan ik cellen ook22,23. Zoet, bitter en umami ontstaan doordat voor activering van de G-proteïne-gekoppelde receptoren op type II smaak cellen, elk afgestemd op een bijzondere smaak. Heterodimers van de subeenheden van drie specifieke receptoren transduce zoet en umami terwijl bittere stoffen een groep van 25 verschillende bittere receptoren24 activeren. Deze bittere receptoren kunnen reageren op meerdere bittere stoffen, en een enkele bittere stof stimuleert vaak meer dan één receptor25. Ondanks de recente uitbreiding van kennis over de moleculaire basis van smaak, kunnen roman trajecten26 en nieuwe ontdekkingen verder dan de traditionele kwaliteiten van de vijf smaak (bijvoorbeeld, calcium27 of vetzuur28 perceptie) liggen.
Er zijn ten minste twee verrassende aspecten van de families van de smaak van receptoren: genen die coderen voor deze receptoren kunnen aanzienlijk verschillen in DNA-sequentie en vandaar functioneren onder mensen, en vele weefsels van het lichaam deze genen21,29 uiten , 30 , 31. deze extraoral sites bevatten de hersenen, schildklier, bovenste en onderste luchtwegen en het maag-darmkanaal, onder vele anderen21,29,30,31. Terwijl de smaak receptoren op deze locaties niet aan smaak perceptie in de traditionele zin deelnemen, zin ze waarschijnlijk de lokale chemische omgeving29,32. Bijvoorbeeld, de ciliated epitheel van de bovenste luchtwegen spreekt de bittere T2R38-receptor (bittere smaak Receptor 38), die reageert op chemische stoffen geproduceerd door bacteriën en invloeden van de ingeboren immune reactie32, zoals toenemende mucociliary mijnen en niveaus van anti-microbiële peptides en stikstofmonoxide. Deze bevinding heeft medische gevolgen voor chronische rhinosinusitis, een ziekte van chronische bacteriële infectie en ontsteking van de bovenste luchtwegen en bijholten.
Van bijzonder belang zijn voor de smaak examen beschrijven we hier is dat de T2R38 bittere smaak receptor, gecodeerd door de TAS2R38 -gen, genetische variabiliteit en dus variabel smaak gevoeligheid vertoont. Perceptuele verschillen voor de bittere samengestelde phenylthiocarbamide (PTC) werden voor het eerst beschreven door de scheikundige Arthur Fox33; Deze compound is later geïdentificeerd als een agonist van de T2R38 receptor34. Individuele verschillen voortvloeien uit de opeenvolging van DNA van het TAS2R38 -gen, dat drie single-nucleotidepolymorfisme, elk opbrengst aminozuur vervangingen (A49P, A262V en I296V heeft; A: Alanine, P: Proline, V: Valine, Isoleucine I:). Twee gemeenschappelijke haplotypes resulteren, PAV en AVI, met PAV/PAV individuen wordt zeer gevoelig voor PTC (“proevers”), AVI/AVI individuen wordt relatief ongevoelig (“niet-proevers”) en heterozygoot AVI/PAV individuen wordt meer variabele in hun gevoeligheid 35. er zijn meer voorbeelden van genetische variatie die bittere perceptie, bijvoorbeeld, smaak receptor T2R19, gecodeerd door de TAS2R19 gen, vertoont ook genetische variabiliteit en verschillende smaak gevoeligheid voor de bittere compound kinine36. Variatie in TAS2R31 is ook van invloed op de waargenomen bitterheid van één van de high-potentie zoetstoffen37,38,39.
Hier beschrijven we een snelle methode om te karakteriseren van een patiënt gevoel van smaak dat op high yield protocollen in klinische geneeskunde, experimentele psychologie en genetica trekt.
Protocol
Representative Results
Discussion
De betekenis van deze methode is dat het gebruikt een multidisciplinaire aanpak met kenmerken van geneeskunde (het mondelinge examen), experimentele psychologie (de smaaktest) en genetica (een stap van de validatie). Smaak informatie dreigt te ontwikkelen als een instrument van diagnostische en prognostische omdat smaak een venster in de functie van eiwitten elders in het lichaam biedt. Vanuit een oogpunt van de experimentele psychologie, de toevoeging van een eenvoudige examen kan de proefpersonen die niet geschikt voor…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Onderscheidingen van de National Institutes of Health ondersteund dit onderzoek (R01DC013588 naar NAC, R21DC013886 NAC en DRR en NIDCD administratieve onderzoek Supplement te bevorderen opkomst van Clinician-wetenschappers in het chemosensorische onderzoek naar JED). We verzameld genotype gegevens van apparatuur gekocht gedeeltelijk met NIH fondsen van 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 |
Referencias
- 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).
