Vědci rozsekli dlouholetý spor. Potvrdili, jak chutná těžká voda

Článek o výsledcích experimentu publikoval prestižní časopis Communications Biology. V tiskové zprávě o tom ČTK za Ústav organické chemie a biochemie Akademie věd ČR (ÚOCHB) informoval Dušan Brinzanik. Chemici těžkou vodu využívají při určování chemické struktury metodami nukleární magnetické rezonance či neutronového rozptylu.

Těžká voda se od obyčejné vody liší tím, že vodíkové atomy tvořené protonem a elektronem v ní nahrazuje stabilní izotop vodíku - deuterium. Deuterium má v jádře navíc neutron. Těžká voda tak má o 10 procent větší hustotu než běžná voda. Chemicky jsou oba typy vody prakticky stejné, což by nahrávalo tomu, že mají stejnou chuť - neutrální.

"Navzdory tomu, že tyto dva izotopy vody jsou chemicky identické, a přestože chuťové vnímání je založené právě na chemických vlastnostech, se nám podařilo jednoznačně prokázat, že lidé, na rozdíl od myší, jsou schopni odlišit jejich chuť a že těžká voda nám chutná sladce," uvedl vedoucí týmu, fyzikální chemik Pavel Jungwirth, který pracuje na ÚOCHB. Vědec nedávno v podcastu AV Věda na dosah uvedl, že první vědecké svědectví o sladké chuti těžké vody se objevilo už ve 30. letech. V polovině 30. let však také vyšel krátký článek nositele Nobelovy ceny za chemii za objev deuteria Harolda C. Ureye, který tvrdil, že obě vody jsou od sebe chuťově neodlišitelné. A právě tento výstup diskusi na téma chuti těžké vody na dlouhou dobu značně ovlivnil.

Nynější tým experimenty provedl jak na lidech a myších, tak i na geneticky upravených buňkách obsahujících lidský receptor pro sladkou chuť. Tím podle dřívějšího vyjádření Jungwirtha odpadly možné psychologické aspekty, které mohou mít u lidí vliv i v případě slepých experimentů. Tyto postupy pak vědci zkombinovali s metodami molekulárního modelování. Zjistili, že chuť těžké vody u lidí zprostředkovává receptor sladké chuti.

"Právě to dokazuje, že vnímání sladké chuti těžké vody je slabý, ale reálný efekt odehrávající se přímo na úrovni chuťového receptoru a ne někde dále v signálních drahách. Vlastně to znamená, že svým jazykem jsme schopni vnímat rozdíly způsobené kvantovými efekty, což je fascinující," zdůraznil Jungwirth. Podle něj se tak letitý vědecký spor studií uzavírá.

Vědec pak ČTK řekl, že s kolegy těžkou vodu poprvé, pro zajímavost, ochutnali zhruba před pěti lety. Standardní experiment však začal později. "Dali jsme se dohromady s kolegyní v Izraeli, která testuje umělá sladidla. A má na to zhruba 20 studentů. No a trvalo to asi dva roky," řekl vědec k délce výzkumu. Těžká voda se využívá například i v lékařství - při metabolických měřeních. Poznání, že vyvolává reakci receptoru sladké chuti, přítomného na jazyku i v dalších tkáních lidského těla, tak podle zástupců ÚOCHB může být přínosnou informací pro klinické lékaře i pacienty.

Další studie by měly najít přesné místo a způsob, jakým těžká voda aktivuje chuťový receptor u lidí, tak že chutná právě sladce. Jungwirth podotkl, že i na těchto výzkumech by se rád podílel. "Ale my jsme tam teď narazili na takovou zeď - nevíme přesně, jak vypadá struktura receptoru sladké chuti. Takže čekáme, jestli nějací krystalografové, nebo pomocí kryo-elektronové mikroskopie, určí tu strukturu. Pak bychom se mohli ptát, kde se ten efekt přesně projevuje," popsal ČTK vědec. "A hlavně, ta základní otázka je... My víme, že se ty receptory chovají jinak v těžké vodě a v 'lehké' vodě. Ale v těžké vodě se chová jinak i receptor slané chuti nebo hořké chuti. A ta otázka je, proč je to sladké, proč to není slané nebo hořké. Tuto otázku dnes neumíme zodpovědět. Takže tam, myslím, bychom se ještě chtěli posunout," uzavřel Jungwirth.

Za ÚOCHB na výzkumu Jungwirth pracoval s Philem Masonem a studenty Carmelo Temprem a Victorem Cruces Chamorrem. Na projektu se pak podílela také skupina vedená Mashou Niv z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě a Maik Behrens z Technické univerzity v Mnichově.