עמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גוף האדם > חושים
גליליאו : כתב עת למדע ומחשבה


תקציר
מהי אותה "תחושת טעם" שאנו חווים בזמן האכילה? מדוע לעתים אנו חווים תחושה שונה באוכלנו אותו מאכל? כיצד אנו מתרגמים את מגע המזון בפינו לתחושת טעם שאנחנו "אוהבים", שונאים" או "אדישים" אליו? בשנים האחרונות זוהו מולקולות קולטן, מולקולה המתווכת בין הקולטן לתגובת התאים, ופוענחו מסלולים המובילים מידע לאזורי מוח המשרים בנו תחושת טעם.



החיים והטעם ביד הלשון
מחברת: ד"ר דינה צפרירי


על טעם אין מתווכחים, גם לא על העובדה שחוש הטעם מרתק. בשנים האחרונות זוהו מולקולות קולטן, מולקולה המתווכת בין הקולטן לתגובת התאים, ונתפענחו מסלולים המובילים מידע לאזורי מוח המשרים בנו תחושת טעם. טעם של עוד!

"איזה מטעם, טעמו נפלא, ממש מעדן!" אמר האחד, "איום ונורא" אמר חברו ולא על מנת לסתור את דבריו. ואכן: "על טעם ועל ריח אין להתווכח". מדוע לעתים אנו חווים תחושה שונה באוכלנו אותו מאכל? כיצד אנו מתרגמים את מגע המזון בפינו לתחושת טעם שאנחנו "אוהבים", ,שונאים" או "אדישים" אליו? ומהי בכלל אותה "תחושת טעם" שאנו חווים בזמן האכילה?

כאשר אנו מביאים דבר מאכל אל פינו, תחושת הטעם (בשומת Flavor) המושרית בנו באמצעות המוח מורכבת, למעשה, ממכלול שלם של תחושות. ראשית דבר, אנחנו מתרשמים ממראהו של המאכל: צורתו וצבעו. בשלב הבא, בעזרת הכנסת המזון לפה, עולות מולקולות חומרי הריח הנדיפים שבמזון – הריחניים – ומגיעות אל חלל האף, הן דרך הלוע והן דרך הנחיריים. שם הן נקשרות לקולטנים מתאימים, הנמצאים בתאי חוש-הריח. בה בעת נקשרות המולקולות האחראיות על הטעם, חומרי טעם – הטעמנים – לקולטנים הנמצאים על גבי הקרומיות (ממברנות) של תאי חוש –הטעם המעבירים למוח מידע אודות העמים המתאימים. לתחושת הטעם תורם גם המרקם של המזון – מגעו על הלשון בזמן הלעיסה וכן מידת חומו של המזון. המרכיב העיקרי בתחושת הטעם הוא... הריח.

כאשר אנו מצוננים, מרבית ההנאה מהאוכל נפגמת בשל העובדה שאפינו סתום ואיננו יכולים להריח. וניל, למשל, הוא בעל טעם איום ונורא אבל ריח מאוד חזק ומתוק ולכן נדמה כי טעמו מתוק. כאן נתמקד בחוש הטעם עצמו.

על טעם ועל ריח

כמו רבות מהתגליות החשובות גם תגלית זו נחשפה במקרה. ב-1931 סינתז פוקס (Fox) במעבדתו תרכובת כימית ששמה פניל-תיו-קרבמיד (PTC). כשחלק מהחומר בעוד שפוקס עצמו לא הרגיש דבר.

הגנטיקאים עטו על עובדה זו כמוצאי שלל רב, ומצאו כי האוכלוסיה מתחלקת לשלוש קבוצות: רב-טועמים – כאלה שרגישים במיוחד למרירות התרכובת, טועמים כאלה רגישים לחומר, ולא-טועמים כפוקס עצמו. בהמשך הובילו מחקר זה ומחקרים נוספים למסקנה שתחושת הטעם נשלטת על יד מופע –גן שולטני (אלל דומיננטי¹).

התברר שלרב –טועמים, הרגישים יותר לטעם של התרכובות המרירות, גם הסוכר – מתוק יותר. אמנם, התורשה היא שקובעת את הרגישות לטעם, אבל הבשומת יכולה להיות מוגברת או מופחתת על-ידי גורמים כגון טמפרטורת המזון, חשיפה מוקדמת לאותו סוג מזון, גיל, מין, מצב בריאותי, וצורת התזונה. השפעת הטמפרטורה בולטת ביותר בתחושת טעמו המתוק של הסוכר: המתיקות של כמות קטנה של סוכר כמעט מוכפלת כאשר טמפרטורת המזון הממותק עולה מ-4 מעלות (טמפרטורת המקרר) ל-36 מעלות (טמפרטורת הגוף). תת-תזונה ומצב בריאותי ירוד מפחיתים את הרגישות לטעם, וכך גם שימוש ממושך בתרופות. עם הגיל אין ירידה ברגישות לטעם אלא ברגישות לריח, וזו פוגמת, כאמור, בתחושת הטעם. עובדה מעניינת היא ההבדלים בהעדפת הטעם הקשורים במגדר. בעוד הגברים השייכים לקבוצת הרב-טועמים מעדיפים טעמים מתוקים הרי אצל הנשים השייכות לאותה קבוצה המתוקים הם בתחתית סולם העדיפויות. הלא-טועמים PTC כולם מעדיפים מתוק.

למעשה, העדפת מזונות שונים אינה קשורה למידת הרגישות לטעם. ההעדפה למזון נקבעת על-ידי גורמים כמו רקע תרבותי, מצב כלכלי, השפעה חברתית, זיכרון ובעיקר למידה. הלמידה אינה מוגבלת לגיל מסוים, וגם אדם מבוגר יכול ללמוד להעדיף מזון שקודם נרתע ממנו, אלא אם מדובר במזון שלסלידה ממנו רקע גנטי.

קיימים ריחות וטעמים שמזכירים לנו את בית אמא או סבתא ואנחנו שמחים לחזור אל חווית הזיכרון יותר מאשר למאכל עצמו.

גלאי הטעם

חוש הטעם התפתח במשך האבולוציה ככלי עזר לבחירת מזון מועיל ולהימנעות ממזון מסוכן. הסוכרים הם הטעמנים הראשונים אליהם נחשפים היונקים בטבע ואהבת המתוק מאפיינת את כל בעלי-החיים. במחקרים שנעשו בעוברים ברחם אמם הסתבר שהעדפת המתוק מתפתחת עוד לפני הלידה. ואכן מזון עתיר-סוכרים המהווה מקור חשוב לאנרגיה בגוף מזוהה כמתוק ולכן מועדף על פני מזון דל באנרגיה שהינו פחות מתוק. לעומת זאת לתרכובות רעילות רבות יש טעם מר המרתיע בעלי-חיים רבים מלאוכלם.

תחושת הטעם האנושית תוארה על-ידי מדענים במונחים של ארבעה מאפייני טעם: מתיקות, מרירות, מליחות וחמיצות. לאחרונה נמצא על-ידי מדענים יפנים, מאפיין חמישי, המכונה אוממי (Umami), המבטא את התחושה שמעוררת החומצה הגלוטמית, אחת מעשרים חומצות-האמינו המרכיבות את החלבונים. החומצה הגלוטמית, אחת מעשרים חומצות – האמינו המרכיבות את החלבונים. החומצה הגלוטמית משמשת כתבלין, בעיקר במזרח הרחוק, בצורת מלח חד-נתרני (מונו-סודיום גלוטמט). תחושת החריפות אינה נמנית על אחת מקבוצות מאפייני הטעם אלא אינה תוצאה של הפעלת תאי חוש לכאב (ראו: "הקולטן – מלך הפלפל", גליליאו 27, עמ' 5) המועברת על ידי עצבים ומתורגמת במוח לתחושה של חריפות.

הגלאים שקולטים את מאפייני הטעם השונים ומעבירים אותם למוחנו (בתהליך שנמשך כ-500-200 אלפיות שניה עד לפענוח במוח) הם תאי חוש הטעם שמצויים בתוך מבנים ייחודיים המכונים פקעיות-טעם הממוקמות בתוך גבשושיות טעם (פטמיות-טעם) המקנות ללשון את חספוסה האופייני. רוב הגבשושיות, אלו שצורתן דמויות חוט, דווקא אינן מכילות פקעיות-טעם, וקושרות לתחושת המגע שמשרה בנו המזון. בין אלו שמכילות פקעיות טעם מבחינים בין גבשושיות דמויות פטריה, הממוקמות בקצה הקדמי של הלשון ומופיעות כנקודות ורודות המפוזרות בקצה הלשון. גבשושיות אלו נראות בקלות לאחר שתיית חלב או כששמים צבע מאכל בקצה הלשון. בחלק האחורי של הלשון ממוקמות כ-12 גבשושיות גדולות מהשאר, דמויות ספל, המוקפות במעין קיר המפוזרות בצורת V הפוך. בחריצים משני צדי הלשון בקצה נמצאות גבשושיות דמויות עלים. פקעיות הטעם נמצאות גם בחיך הרך, בלשונית, בלוע, ובושט.

מספרן של פקעיות הטעם הוא רב וניתן לספור אותן שצובעים את הלשון בצבע מתלין-כחול. כך הסתבר שקיים הבדל בין מספרן הממוצע של פקעיות הטעם בכל ס"מ מרובע בקבוצות השונות של הטועמים: אצל הלא-טועמים נמנו כ-100 פקעיות בס"מ מרובע, אצל הטועמים כ-180 ואצל הרב-טועמים כ-420.

כבר ב-1901 מיפו את אזורי הלשון האחראים על קליטת הטעמים השונים: שקצה הלשון הקדמי כאחראי על הטעם המתוק, אחורי הלשון על הטעם המר, קצות צדי הלשון על הטעם המלוח וצדי הלשון – פנימה לאזור המלוח – על הטעם החמוץ. כיום ברור שכל תא מסוגל להגיב לכל אחד מסוגי הטעמים, אך בעוצמה שונה ולכן החלוקה לאזורים בהם חשים טעמים שונים יותר מאשר באחרים.

פקעיות הטעם הן מבנים דמויי בצל, כל אחת מכילה 100-50 תאי חוש-הטעם.תאים אלה הם תאי אפיתל שעברו התמחות, עם תכונות רבות של תאי עצב. לכל תא כזה יש שלוחות דמויות אצבע שנדחקות דרך פתח בראש פקעית הטעם – פתח הטעם. טעמנים מהמזון מומסים ברוק ובאים במגע עם התאי חוש-הטעם דרך פתח הטעם. שם הם מגיבים חלבונים על שטח פני התאים – קולטני הטעם, או מגיבים עם חלבונים המהווים תעליות יונים. תגובות אלה גורמות לשינויים חשמליים בתאי חוש-הטעם, שינויים חשמליים שגורמים הפרשת אותות כימיים, שליחים עצביים, לעבר לעצבים הבאים איתם במגע, ואלה שולחים אותות למוח המפענח את האותות כתחושת הטעם. השינויים החשמליים בתאי חוש-הטעם שמעוררים שליחת אותות למוח מבוססים על שינויים בריכוזי היונים (חלקיקים טעונים בחשמל) בתאים. לתאי חוש-הטעם, כמו לתאי העצב, פוטנציאל חשמלי שלילי בצדה הפנימי של קרומית-התא (ממברנה) ביחס לצד החיצוני. הטעמנים משנים מצב זה – הם גורמים להעלאת ריכוז היונים החיוביים בתוך התאים ובזאת משנים את המתח החשמלי משני צדי הקרומית. מצב זה, המכונה "תת-קיטוב", גורם לתאי חוש-הטעם לשחרר שליחים-עצביים (נוירוטרנסמיטרים), ואלה מעוררים, כאמור, תאי העצב התחושתיים (סנסוריים) להעביר תשדורות עצביות למוח.

ממחקרים שנעשו בבעלי-חיים ובבני אדם עולה כי לא תמיד קיים מתאם בין המבנה של קבוצות החומרים הכימיים לבין תכונות הטעם, בעיקר באשר לחמורים מתוקים ומרים. הרבה מהסוכרים הם מתוקים, אך לא כולם, לעומתם סוגים שונים לגמרי של חומרים כימיים יכולים לעורר תחושת מתיקות: כלורופורם וממתיקים שונים כמו אספרטים וסכרין מעוררים באדם תחושת מתיקות, למרות שהמבנה הכימי שלהם כלל אינו דומה למבנה הסוכרים (וראו: גליליאו 42, עמ' 35-34). התרכובות שטעמן מלוח, פחות שונות זו מזו, והן בדרך כלל יונים.

החומצות והמלחים פועלים ישירות על תעליות-יונים החוצות את קרומיות תאי חוש-הטעם, וכך גורמים לתת-קיטוב בתאים אלה, ולהפרשת שליחים עצביים. הטעמנים האחראים לטעם המתוק והמר נקשרים לקולטנים חלבוניים המבצבצים מקרומיות תאי חוש הטעם, ואינם פועלים ישירות על תעליות היונים. לאחרונה זוהתה המולקולה שמתווכת בין הקולטן החלבוני לבין הפעילות בתוך תאי חוש-הטעם. מולקולה זו מכונה גוסטדיוסין (gustducin: מלשון לטעום בלטינית). מולקולת הגוסטדיוסין שקשורה לקולטן הטעמן בנויה משלוש תת-יחידות; קישור הטעמן לקולטן גורם לגוסטדיוסין להיפרד לתת-היחידות ובעקבות זאת מתרחשות תגובות ביוכימיות המסתיימות בסגירתן או בפתיחתן של תעליות יונים, ובהפיכת פנים התא לחיובי יותר (תת-קיטוב).

את חשיבותו של הגוסטדיוסין בטעימת תרכובות בעלות טעם מר ומתוק הוכיחו בעזרת עכברים חסרי גוסטדיוסין. בניגוד לעכברים רגילים, שמעדיפים מאכלים מתוקים ונמנעים ממאכלים מרים, עכברים חסרי גוסטדיוסין אינם שותים בשקיקה משקאות ממותקים מאוד, ולעומת זאת הם שותים תמיסות מרות מאוד כאילו היו מים רגילים. עוד התברר לחוקרים שבעכברים אלה התקבלה תגובה חשמלית מופחתת לטעמנים מרים ומתוקים בעוד התגובה לטעמנים חמוצים ומלוחים היתה רגילה.

בשנה האחרונה זוהו, בעכברים ובבני-אדם, הקולטנים שקשורים את הטעמנים המרים ומפעילים את הגוסטדיוסין. אותר רצף הנוקליאודיטים בדנ"א המקודד את מולקולות הקולטנים החלבוניים הקשורים לחוסר תגובה לתרכובות מרות בעכברים ובבני-אדם. למעשה אותרה משפחה של קולטנים הכוללת 80-40 קולטנים. קולטנים אלה מבוטאים רק בתאי חוש-הטעם. עד היום לא זוהו עדיין הקולטנים הקשורים את הטעמנים המתוקים, אך המסלול המתוק – מסלול העברת האותות בתא, מקשירת הטעמן ועד לשחרור השליח-העצבי – זוהה כמעט במלואו. בעיקרון, קישור הטעמן לקולטן גורם להיפרדות הגוסטדיוסין לתת-היחידות שמהן הוא מורכב, ואלו מצדן מפעילות שליחים-משניים, ובסופו של דבר משתחרר מן התא הנוירוטרנסמיטר.

באשר לטעם החמישי – האוממי: חוקרים זיהו בתאי חוש-הטעם בחולדות קולטן הקושר חומצה גלוטמית.

מהלשון אל המוח

כאמור, הטעם הוא הרבה יותר מאשר הקולטנים ל-4 או 5 הטעמנים הראשוניים והתגובות הכימיות שהם משרים. תחושת הטעם שאנחנו חשים כוללת בנוסף לטעמים, הריחות, תחושת המגע והטמפרטורה גם את עוצמת הטעם והאם הוא ערב לחיכנו, דוחה או נייטרלי. מערכת העצבים היא שמקודדת את המידע לתחושת הטעם הכוללת.

מחלוקת שלא נפתרה עד היום נוגעת לשאלה האם חוש הטעם כולל תאי עצב שכל אחד מהם מכוונן באופן סגולי ( ספציפי) להעברת טעם אחד בלבד, או שכל תא עצב יכול לקבל גירוי מטעמנים שונים אלא שתגובתו לכל טעמן שונה. כך או כך, התגובה שמגיעה למוח היא תבנית הפעילות של האותות שהגיעו מתאי חוש-הטעם. כיום ברור שכל חומר או מזון שמגיע לפינו יוצר תמונת פעילות סגולית לו, ושחומרים דומים בטעמם מעוריים תבניות פעולה דומות. בעכברים ובחולדות היתה התאמה גבוהה בין התגובות העצביות שהתקבלו כתוצאה מגרויי טעם שונים לבין תוצאות שנתקבלו מניסויי התנהגות בתגובה לאותם חומרים.

גישות ניסוי אלה – החל מניסויים מולקולריים ועד ללימוד התצוגה העצבית של גרויי הטעם וניסויי התנהגות – מהוות רק מתאבנים מפתים למחקרים שיימשכו עד שנבין, אם אכן נבין לגמרי, כיצד פועלת המערכת האחראית אצלנו לתחושות שמועררים המזונות השונים.

עובדים עלינו

בסופו של דבר הכול הרי במוח, ולפיכך אפשר לרמות את החיך; אך מסתבר שקשה הרבה יותר לשנות הרגלים. זוהי נחלתן הגדולה של חברות התבלינים. אם נתבונן ברשימת המרכיבים של כל מזון מעובד שנמצא על המדפים, בבית או ברשתות המזון, נבחין במרכיב המכונה "תבלינים" או "חומרי טעם" (טבעיים או מלאכותיים). על מרכיבים אלה מבוססת כל תעשיית המזון המהיר, שלולא תעשיית התבלינים היתה מתקשה להתקיים. זהו ה"סוד" השמור ביותר של תעשיית המזון, והדוגמאות הבולטות ביותר הן: קוקה קולה ומק'דונלד. טעמו של הצ'יפס נקבע במידה רבה על-פי השמן בו הוא מטוגן. האחים מקדונלד נהגו לטגן את הצ'יפס בתערובת שהכילה 7% שמן כותנה ו-93% שומן בקר, תערובת זו היא שהקנתה לצ'יפס את טעמו המיוחד. עם פרוץ "מגיפת הבריאות" בארצות הברית, כשעלתה הצעקה נגד השימוש בשומו רווי מן החי עברו במק'דולנד לשמן צמחי טהור. האתגר של שמירה על הטעם המיוחד הוטל על חברת תבלינים גדולה, וזו אמנם עמדה במטלה, כפי שיעיד הקהל. אלא שבסוף רשימת המרכיבים מופיע הסעיף "חומרי טעם טבעיים". דוגמה נוספת ממטבחי מק'דונלד היא הניסיון להוריד את אחוזי השומן שבהמבורגר מבלי לפגוע בטעמו ובמרקמו.

חברה של מדעני מזון מאוניברסיטת אוברון באלבמה נטלה את המשימה. ההמבורגר מכיל כ-20% חלבונים, 20% שומנים והשאר מים.

ברור היה כי אי אפשר להסתפק בהורדת רמת השומן, כי אז המוצר יהיה יבש וקמחי. את השומן היה הכרח להחליף במים, אבל על מנת שהמים לא יתאדו בתהליך הצליה הוסיפו המדענים תערובת של אצות-ים שמצטיינת בכושר להכיל כמות גדולה של מים. וכך נוצר ההמבורגר ה"כחוש" שהכיל 75% מים, 20% חלבונים, 5% שומן בקר ו-1 אחוז אצות-ים. כאן שוב התגייסה חברת התבלינים כך שהמוצר אפילו עולה בטעמו על ההמבורגר השמן המקורי. בכל המבחנים קיבל ההמבורגר ה"כחוש" ציון גבוה יותר מאשר ההמבורגרים הרגילים שהועמדו למבחן... עד שהחברה החליטה לשווק את המוצר כ- McLean Deluxe ואכן האמריקאים לא פראיירים. אפשר היה לרמות אותם כל עוד הם האמינו שההמבורגר מכיל אותה כמות שומן שהם רגילים לה. אבל אף אחד לא פראייר לקנות מוצר "בריא" או דיאטטי כשהוא רוצה המבורגר. כך שההעדפות למזון עוד הרבה יותר מורכבות ממערכת הטעם גרידא: נוטלים בה חלק, בנוסף לאותות הכימיים, הביוכימיים והחשמליים, גם חינוך, הרגלים ופסיכולוגיה.

מסעדת הכפר הגלובלי

דוגמה להשפעה תרבותית וחברתית על הטעם, היא המאכלים המאפיינים עדות ועמים שונים. היום, כשהעולם הפך לכפר גלובלי אחד, אנחנו נחשפים יותר ויותר למאכלים אקזוטיים מכל קצווי עולם. מסתבר שבחברות שונות התפתחו הרגלי אכילה ומאכלים בהתאם למשאבים העומדים לרשותן, כולל התבלינים המיוחדים, ובהתאם למנהגיהן, לתרבות שלהן ולדרך הבישול המסורתית בה הכינו את המזון. בחברות אלו התפתח הרכב הטעמנים והריחות, לעתים, בכיוון מסוים שמקשה על חברה אחרת להתרגל אליו. עמי ערב, ההודים והמקסיקנים, כולם מתבלים את מאכליהם בדרגת חריפות כזו שהחיך המערבי נצרב ממנו. דוגמה אחרת היא אזור בהודו שם כולם אוכלים חמוצים עם כל דבר והטעם החמוץ הוא ששולט בתיבול כל מאכליהם. כשבדקו במדגמים שונים מאוכלוסיות אלה בהשוואה למדגמים מאוכלוסיות אחרות את התגובות של התאים קולטי הטעם, התברר שאין כל הבדל בין האוכלוסיות. מכאן משתמע שהמעכלים האופייניים הם תוצאה של הרגל ולמידה. חיזוק לכך היא העובדה שכיום, עם עליית מספר המסעדות האתניות בערים הגדולות בכל העולם המערבי, כולם מתחילים ללמוד להכיר ולהתרגל לטעמים שקודם היו זרים להם לגמרי ולתבלים שלא הכירו.

 
 
1. כך מאופיין מופע-גן (אלל) זה בספרות המדעית. ואולם יש לראות בכך שימוש חופשי במידת-מה באפיון שולטני (דומיננטי), בבחינת עגה מדעית. הפירוש החד למושג מופע שולטני הוא כשאי-אפשר להבחין בין ההומוזיגוט למופע השולטני לבין ההטרוזיגוט. כשיש הבחנה ברורה ביניהם אין יחסי שולטנות-נסגנות (דומיננטיות-רציסביות), אלא דומיננטיות חלקית משותפת. הדוגמה הקלסית לכך הם פרחי נר-הלילה של צמחים הטרוזיגוטים א/ל (אדום, לבן) שצבעם ורוד – שני המופעים משפיעים על התכונה הנגלית. דוגמה נוספת: ההטרוזיגוט A/B הוא בעל סוג דם AB (לעומת זאת להטרוזיגוט A/O סוג דם A, וכאן יש אכן שולטנות). הערת המער'.
 
 
 


אל האסופה תזונה ואנרגיה3

ביבליוגרפיה:
כותר: החיים והטעם ביד הלשון
מחברת: צפרירי, דינה (ד"ר)
תאריך: מאי-יוני 2001 , גליון 45
שם כתב העת: גליליאו : כתב עת למדע ומחשבה
הוצאה לאור: SBC לבית מוטו תקשורת ולאתר IFEEL
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית