Examen de gusto: Una prueba breve y validada
Summary
Este protocolo mide respuestas de gusto humano e incluye una breve valoración anatómica, una prueba corta del sabor y un método de validación mediante reportado sensación y gusto del receptor genotipo del sujeto.
Abstract
La importancia emergente del gusto en la medicina y la investigación biomédica y el nuevo conocimiento sobre sus bases genéticas, nos ha motivado para complementar métodos clásicos de pruebas de sabor de dos maneras. En primer lugar, explicamos cómo hacer una evaluación breve de la boca, incluyendo la lengua, para que las papilas del gusto actual y evidencia de la enfermedad en cuestión. En segundo lugar, nos basamos en genética a comparación de los informes de intensidad de amargor percibido y genotipos de los receptores innatos para validar datos de prueba de sabor. Discordancia entre las medidas objetivas del genotipo y de informes subjetivos de la experiencia de sabor puede identificar errores de colección de datos, sujetos distraídos o aquellos que no han entendido o seguir instrucciones. Nuestra expectativa es que gusto rápido y válido las pruebas pueden persuadir a los investigadores y los clínicos para evaluar sabor regularmente, hacer pruebas de sabor tan común como pruebas de audición y visión. Finalmente, porque muchos tejidos del cuerpo expresan receptores de sabor, gusto respuestas pueden proporcionar a un servidor proxy para la sensibilidad del tejido en el cuerpo y, por lo tanto, servir como una prueba rápida, punto de atención para diagnóstico de guía y herramienta de investigación para evaluar el receptor del gusto función de la proteína.
Introduction
Medidas de percepción del gusto humano pueden ser parte de la atención médica y un objetivo de la investigación biomédica, con todo gusto ha recibido escasa atención en comparación con la audición y la visión (tabla 1). Desde la perspectiva médica, cuando los clínicos evaluación pacientes quejarse de pérdida de gusto, en la mayoría de los casos la pérdida real es de olor1, que ha llevado al despido de la pérdida de gusto como una queja de presentación infrecuente y a menudo inválida. Distorsiones del gusto (disgeusia) son más comunes y se presentan con frecuencia de los efectos secundarios de medicamentos o lesiones de nervios periféricos2,3, pero ni forma tiene un tratamiento eficaz (aparte de detener la medicación). Los médicos han ignorado también pérdida de gusto porque hasta ahora ha tenido poco valor diagnóstico o pronóstico sobre su propia. Sin embargo, aunque la medida del gusto ha sido un remanso, lo puede ser entrando en la medicina convencional con la reactivación de una apreciación histórica que gusto puede ser una herramienta de diagnóstico o pronóstico4,5. Por ejemplo, percepción de amargura puede predecir la función inmune6 o la voluntad de un paciente a tomar la medicación7. Sin embargo, los investigadores biomédicos han descuidado en gran medida sabor. Esta falta de atención puede, en parte, reflejan el hecho de que primeros avances en la comprensión de este sistema sensorial tiene sus raíces en la psicología experimental8, un campo que los de medicina pueden ser relativamente desconocidos. Por otra parte, renovado interés en el gusto ha marcó el comienzo de sabor estandarizado métodos9 que se basan en métodos anteriores10, que al mismo tiempo integral son muy largo e inadecuado para entornos clínicos. Por último, confianza en las medidas de gusto puede ser débil porque temas informe acerca de su propia experiencia y validación de sus observaciones ha faltado hasta ahora. Nuestra esperanza es que una simple medida que los investigadores o médicos pueden administrarse fácilmente ganará en popularidad con ambos componentes. Aquí se describe un protocolo de examen de sabor simple que consta de tres partes: una evaluación de la cavidad oral, la prueba del sabor y un paso de validación usando genotipo innato. En primer lugar, ofrecemos contexto biológico para estos procedimientos, que combinar prácticas sencillas en la medicina, las medidas sensoriales de psicología experimental y de validación de las respuestas mediante genotipo y genética.
Percepción del gusto se inicia en la boca, así que un examen gusto eficaz debe incluir una evaluación clínica breve de enfermedades bucodentales obvio, enrojecimiento, inflamación y otros la descoloración. La cavidad oral contiene siete subsitios: la lengua, encía, piso de boca, mucosa bucal, mucosa labial, paladar duro y trígono retromolar. Últimos estudios del gusto humano centrado en los participantes sanos o con enfermedades bien definidas, pero como gusto prueba se convierte en rutina en exámenes médicos, es importante registrar la condición de la cavidad bucal como parte del procedimiento.
La lengua sí mismo es una estructura muscular en mucosa; que salpican su superficie dorsal es las papilas, las pequeñas estructuras elevadas que dan a la lengua su textura única y contienen células del receptor del gusto. Clasificamos las papilas por su forma: fungiformes, filiformes, foliadas y circunvalada. Las papilas fungiformes (FP) son anterolaterally situado en la lengua y redondas, con una forma de la seta11. Los investigadores han publicado varios métodos útiles para cuantificar FP y orientamos a los lectores a estas fuentes para medición protocolos12,13,14,15,16. Las papilas foliadas, en forma de las páginas de un libro (folia), se encuentran exclusivamente en la parte posterior lateral de la lengüeta superficie11. Las papilas circunvaladas, encontradas en el surco terminal de la base de la lengua, son grandes estructuras en forma de cúpula, rodeadas por las paredes de la mucosa (Latín circum, “surround” + bonificación, “la pared”)11. Las papilas más numerosas, filiformes, son largas y delgadas y no contienen receptores gustativos.
Las personas difieren en la anatomía de la lengua. Mientras que las fuentes de esta variación anatómica son desconocidas, está determinada en parte por la variación genética innata, con investigadores informes 31% concordancia de la anatomía de la lengua entre dicigotos gemelos y 60% concordancia entre gemelos monozigóticos17. Densidad papilar también difiere entre las personas, y aunque es raro, al menos una enfermedad genética (dysautonomia familiar) resulta en un ausencia congénita del gusto papilas18,19,20. Por lo tanto, antes de realizar pruebas psicofísicas, es útil confirmar la presencia de FP como parte de la evaluación breve y tenga en cuenta el tamaño relativo y el color de la lengua y la evidencia de la enfermedad oral.
Las papilas del gusto contienen el sensoriales células que cuando estimulan la sensación de gusto iniciar. Los seres humanos son capaces de detectar por lo menos cinco clases de gusto: salado, agrio, amargo, dulce y umami. Mientras que el salado, dulce y umami gusto la señal de la presencia de fuentes de alimentos valiosos que contiene cloruro de sodio, glucosa y aminoácidos, respectivamente, amargor y acidez señal de la presencia de potenciales toxinas y ácidos de la descomposición bacteriana de alimentos, respectivamente e inducir comportamiento aversivo21. Gusto salado y amargo es transduced por la activación de los canales iónicos encontrados en algunos tipos de células del gusto, aunque la comprensión de la transducción salada está evolucionando y puede requerir tipo de las células así22,23. Amargo, dulce y umami surgen de la activación de receptores g-proteína-juntados en tipo II las células gustativas, cada una adaptada a un gusto particular. Heterodímeros de subunidades de receptores particulares tres transducen dulce y umami, mientras que los compuestos amargos activan un grupo de 25 diferentes receptores amargos24. Estos receptores amargos pueden responder a múltiples compuestos amargos, y un solo compuesto amargo estimula a menudo más de un receptor25. A pesar de la reciente expansión del conocimiento sobre la base molecular del sabor, nuevas vías26 y nuevos descubrimientos más allá de las calidades del cinco gusto tradicionales (p. ej., calcio27 o ácido graso28 percepción) pueden aguardan.
Hay al menos dos aspectos sorprendentes de las familias de gusto de los receptores: genes que codifican estos receptores pueden difieren marcadamente en la secuencia de la DNA y por lo tanto, la función entre la gente, y muchos tejidos del cuerpo expresan estos genes21,29 , 30 , 31. estos sitios extraorales incluyen el cerebro, tiroides, superior e inferior de las vías respiratorias y el tracto gastrointestinal, entre muchos otros21,29,30,31. Mientras que los receptores del gusto en estas localizaciones no participan en la percepción del sabor en el sentido tradicional, es probable que sientan el ambiente químico local29,32. Por ejemplo, el epitelio ciliado del tracto respiratorio superior expresa los receptores amargos T2R38 (amargo sabor del Receptor 38), que responde a compuestos químicos producidos por bacterias e influye en la respuesta inmune innata32, como aumento de depuración mucociliar y los niveles de péptidos antimicrobianos y óxido nítrico. Este hallazgo tiene implicaciones médicas para la rinosinusitis crónica, una enfermedad de infección bacteriana crónica y la inflamación del tracto respiratorio superior y senos paranasales.
De particular relevancia para el gusto examen que Describimos aquí es que el receptor de gusto amargo T2R38, codificado por el gen TAS2R38 , exhibe variabilidad genética y la sensibilidad de gusto por lo tanto variable. Las diferencias perceptivas para la feniltiocarbamil compuesto amargo (PTC) primero fueron descritas por el químico Arthur Fox33; Este compuesto fue identificado más adelante como un agonista de los receptores de T2R3834. Surgen de las diferencias individuales de la secuencia de ADN del gen TAS2R38 , que tiene tres polimorfismos de nucleótido, cada rendimiento substituciones del aminoácido (A49P, A262V y I296V; R: alanina, prolina P:, V: valina, isoleucina I:). Resultan dos haplotipos comunes, PAV y AVI, con individuos PAV/PAV siendo muy sensibles a la PTC (“catadores”), individuos AVI/AVI ser relativamente insensibles (“no catadores”) e individuos heterozigóticos AVI/PAV siendo más variable en su sensibilidad 35. hay más ejemplos de las variaciones genéticas que afectan a la percepción amarga, p. ej., receptor del gusto T2R19, codificada por el gen TAS2R19 , semejantemente exhibe variabilidad genética y la diferente sensibilidad de gusto al amargo compuesto 36de la quinina. Asimismo, la variación en TAS2R31 afecta la amargura percibida de uno de los edulcorantes de alta potencia37,38,39.
Aquí describimos un método rápido para caracterizar el sentido del paciente del gusto que se basa en protocolos de alto rendimiento en medicina clínica, psicología experimental y la genética.
Protocol
Representative Results
Discussion
La importancia de este método es que utiliza un enfoque multidisciplinario con las características de la medicina (examen oral), psicología experimental (la prueba del sabor) y genética (un paso de la validación). Información del gusto es propenso a desarrollar como una herramienta de diagnóstico y pronóstica porque gusto proporciona una ventana en la función de proteínas en el cuerpo. Desde un punto de vista de la psicología experimental, la adición de un simple examen puede identificar a temas que no son ap…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Premios de los institutos nacionales de la salud apoyó esta investigación (R01DC013588 a NAC, R21DC013886 NAC y RRD y suplemento de investigación administrativa de NIDCD para promover la aparición de médico-científicos en investigación Chemosensory a JED). Se recopilaron datos de genotipo de equipos adquiridos en parte con fondos del NIH de 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).
