Reconnaître le goût du sel, ce défi pour le corps humain

Nous avons tous entendu parler des cinq goûts que notre langue peut détecter : le sucré, l'acide, l'amer, l'umami et le salé. Mais le nombre réel est en fait de six, car nous disposons de deux systèmes distincts de détection du goût du sel. L'un d'entre eux détecte les niveaux attrayants et relativement faibles de sel qui donnent aux chips leur goût délicieux. L'autre enregistre les niveaux élevés de sel - suffisamment pour rendre les aliments trop salés offensants et décourager la surconsommation.

La façon dont nos papilles gustatives perçoivent les deux types de salinité est un mystère qu'il a fallu 40 ans de recherche scientifique pour élucider, et les chercheurs n'ont pas encore résolu tous les détails. En fait, plus ils étudient la sensation de sel, plus elle devient étrange.

De nombreux autres détails du goût ont été mis au point au cours des 25 dernières années. Pour le sucré, l'amer et l'umami, on sait que des récepteurs moléculaires situés sur certaines cellules des bourgeons gustatifs reconnaissent les molécules alimentaires et, lorsqu'ils sont activés, déclenchent une série d'événements qui finissent par envoyer des signaux au cerveau.

L'aigre est légèrement différent : il est détecté par les cellules des papilles gustatives qui réagissent à l'acidité, ont récemment appris les chercheurs.

Dans le cas du sel, les scientifiques connaissent de nombreux détails sur le récepteur de l'hypersalé, mais la description complète du récepteur de l'hyper-salé se fait attendre, tout comme la compréhension des cellules des papilles gustatives qui hébergent chaque détecteur.

"Nos connaissances présentent encore de nombreuses lacunes, notamment en ce qui concerne le goût du sel. Je dirais que c'est l'une des plus grandes lacunes", déclare Maik Behrens, chercheur sur le goût à l'Institut Leibniz pour la biologie des systèmes alimentaires à Freising, en Allemagne. "Il y a toujours des pièces manquantes dans le puzzle.

Un équilibre subtil

Notre double perception de la salinité nous aide à marcher sur une corde raide entre les deux faces du sodium, un élément crucial pour le fonctionnement des muscles et des nerfs, mais dangereux en grande quantité. Pour contrôler étroitement les niveaux de sel, l'organisme gère la quantité de sodium qu'il rejette dans l'urine et contrôle la quantité de sodium qui entre par la bouche.

"C'est le principe de Boucles d'or", explique Stephen Roper, neuroscientifique à l'école de médecine Miller de l'université de Miami, en Floride. "On ne veut pas trop, on ne veut pas trop peu, on veut juste la bonne quantité."

Si un animal absorbe trop de sel, son corps essaie de compenser en retenant de l'eau pour que le sang ne soit pas trop salé. Chez de nombreuses personnes, ce volume de liquide supplémentaire augmente la pression artérielle. L'excès de liquide exerce une pression sur les artères ; avec le temps, il peut les endommager et créer les conditions d'une maladie cardiaque ou d'un accident vasculaire cérébral.

Cependant, une certaine quantité de sel est nécessaire aux systèmes de l'organisme, par exemple pour transmettre les signaux électriques qui sous-tendent les pensées et les sensations. Les conséquences d'une carence en sel sont des crampes musculaires et des nausées - c'est pourquoi les athlètes consomment du Gatorade pour remplacer le sel perdu dans la sueur - et, si le temps passe, un état de choc ou la mort.

Les scientifiques à la recherche des récepteurs du goût du sel savaient déjà que notre corps possède des protéines spéciales qui agissent comme des canaux permettant au sodium de traverser les membranes nerveuses afin d'envoyer des impulsions nerveuses. Mais les cellules de notre bouche, ont-ils pensé, doivent disposer d'un moyen supplémentaire et spécial de réagir au sodium contenu dans les aliments.

Un indice clé sur le mécanisme est apparu dans les années 1980, lorsque des scientifiques ont expérimenté un médicament qui empêche le sodium de pénétrer dans les cellules rénales. Appliqué à la langue des rats, ce médicament les empêchait de détecter les stimuli salés. Il s'avère que les cellules rénales utilisent une molécule appelée ENaC (prononcez "ee-nack") pour aspirer le sodium supplémentaire du sang et contribuer à maintenir un taux de sel adéquat dans le sang. Cette découverte suggère que les cellules des papilles gustatives qui détectent le sel utilisent également l'ENaC.

Pour le prouver, les scientifiques ont créé des souris dépourvues du canal ENaC dans leurs papilles gustatives. Ces souris ont perdu leur préférence normale pour les solutions légèrement salées, ont rapporté les scientifiques en 2010, confirmant ainsi que le canal ENaC était bien le récepteur du bon sel.

Les chercheurs mesurent la préférence gustative d'une souris pour le sel en enregistrant la fréquence à laquelle elle choisit de lécher un flacon contenant une solution salée par rapport à un flacon contenant de l'eau ordinaire. À gauche, les souris normales préfèrent fortement l'eau salée si la concentration en sel est relativement faible, alors que les souris dépourvues d'ENaC, la molécule qui agit comme un bon capteur de sel, ne le font pas. À droite, les souris normales perdent leur préférence pour l'eau salée lorsque la concentration en sel devient trop élevée, mais les souris dépourvues des systèmes de goût amer et acide (impliqués dans le goût du sel) continuent à consommer même le liquide le plus salé.

Jusqu'ici, tout va bien. Mais pour vraiment comprendre comment fonctionne le bon goût du sel, les scientifiques devraient également savoir comment l'entrée du sodium dans les papilles gustatives se traduit par une sensation de "Miam, salé !". "C'est ce qui est envoyé au cerveau qui est important", explique Nick Ryba, neuroscientifique à l'Institut national de recherche dentaire et craniofaciale de Bethesda, dans le Maryland, qui a participé à l'établissement du lien entre ENaC et goût du sel.

Pour comprendre la transmission de ce signal, les scientifiques ont dû déterminer à quel endroit de la bouche le signal commençait.

La réponse peut sembler évidente : le signal part de l'ensemble spécifique des cellules des papilles gustatives qui contiennent l'ENaC et qui sont sensibles à des niveaux savoureux de sodium. Mais ces cellules n'ont pas été faciles à trouver. Il s'avère que l'ENaC se compose de trois éléments différents et, bien que l'on trouve des éléments individuels à divers endroits de la bouche, les scientifiques ont eu du mal à trouver des cellules contenant les trois éléments.

En 2020, une équipe dirigée par le physiologiste Akiyuki Taruno de l'Université préfectorale de médecine de Kyoto, au Japon, a annoncé qu'elle avait enfin identifié les cellules du goût de sodium. Les chercheurs sont partis de l'hypothèse que les cellules détectrices de sodium émettraient un signal électrique en présence de sel, mais pas en présence du bloqueur EnaC. Ils ont trouvé une telle population de cellules à l'intérieur des papilles gustatives isolées au milieu de la langue de souris, et il s'est avéré que ces cellules fabriquaient les trois composants du canal sodique ENaC.

Les scientifiques peuvent désormais décrire où et comment les animaux perçoivent les niveaux souhaitables de sel. Lorsqu'il y a suffisamment d'ions sodium à l'extérieur des cellules clés des bourgeons du goût dans la zone médiane de la langue, les ions peuvent entrer dans ces cellules en utilisant la passerelle ENaC en trois parties. Cela rééquilibre les concentrations de sodium à l'intérieur et à l'extérieur des cellules. Mais il redistribue également les niveaux de charges positives et négatives à travers la membrane de la cellule. Ce changement active un signal électrique à l'intérieur de la cellule. La cellule du bourgeon gustatif envoie alors le message "Mmmm, salé !" au cerveau.

La sensation de goût salé agréable est détectée par les cellules de détection du sodium situées dans les papilles gustatives de la langue. Les ions sodium pénètrent dans ces cellules par un canal sodique spécial, une molécule appelée ENaC. L'afflux d'ions sodium chargés positivement provoque le déclenchement (ou la dépolarisation) de la cellule gustative, qui envoie un signal nerveux au cerveau.

Trop salé !

Mais ce système n'explique pas le signal "Blech, trop de sel !" que l'on peut également ressentir, généralement lorsque l'on goûte quelque chose qui est plus de deux fois plus salé que notre sang. Dans ce cas, la situation est moins claire.

L'autre composant du sel, le chlorure, pourrait être la clé, selon certaines études. Rappelons que la structure chimique du sel est le chlorure de sodium, mais que lorsqu'il est dissous dans l'eau, il se sépare en ions sodium chargés positivement et en ions chlorure chargés négativement. Le chlorure de sodium crée la sensation la plus salée, tandis que le sodium associé à des partenaires plus grands et à plusieurs atomes a un goût moins salé. Cela suggère que le partenaire du sodium pourrait contribuer de manière importante à la sensation salée, certains partenaires ayant un goût plus salé que d'autres. Mais pour ce qui est de savoir exactement comment le chlorure peut être à l'origine du goût salé, "personne n'en a la moindre idée", déclare M. Roper.

Un indice est venu des travaux de Ryba et de ses collègues sur un ingrédient de l'huile de moutarde : En 2013, ils ont rapporté que ce composant réduisait le signal de goût salé dans la langue des souris. Curieusement, le même composé de l'huile de moutarde a également presque éliminé la réponse de la langue au goût amer, comme si le système de détection de l'hyper-salé se greffait sur le système de dégustation de l'amer.

Et c'est encore plus étrange : les cellules du goût amer semblent également réagir à des niveaux élevés de sel. Les souris dépourvues de l'un ou l'autre des systèmes de goût amer ou acide ont été moins déçues par l'eau extrêmement salée, tandis que les souris dépourvues des deux systèmes ont englouti allègrement l'eau salée.

Tous les scientifiques ne sont pas convaincus, mais ces résultats, s'ils sont confirmés, soulèvent une question intéressante : Pourquoi les aliments trop salés n'ont-ils pas aussi un goût amer ou acide ? Cela pourrait être dû au fait que le goût trop salé est la somme de plusieurs signaux, et non pas d'une seule entrée, explique Michael Gordon, neuroscientifique à l'université de Colombie-Britannique à Vancouver, qui a coécrit, avec Taruno, une discussion sur les éléments connus et inconnus du goût salé dans la revue annuelle de physiologie de 2023.

Malgré l'avance de l'huile de moutarde, les tentatives pour trouver la molécule réceptrice responsable de la sensation de goût salé n'ont pas été concluantes jusqu'à présent. En 2021, une équipe japonaise a rapporté que des cellules contenant du TMC4 - un canal moléculaire qui laisse entrer les ions chlorure dans les cellules - généraient des signaux lorsqu'elles étaient exposées à des niveaux élevés de sel dans des boîtes de laboratoire. Mais lorsque les chercheurs ont créé des souris dépourvues du canal TMC4 dans leur organisme, cela n'a pas changé grand-chose à leur aversion pour l'eau extrêmement salée. "Il n'y a pas de réponse définitive à ce stade", déclare Gordon.

Pour compliquer encore les choses, il n'y a aucun moyen d'être sûr que les souris perçoivent les goûts salés exactement de la même manière que les humains. "Nos connaissances sur le goût du sel chez l'homme sont en fait assez limitées", déclare Gordon. Les humains peuvent certainement distinguer les niveaux de sel souhaitables, plus faibles, de la sensation nauséabonde de sel élevé, et le même récepteur ENaC que celui utilisé par les souris semble être impliqué. Mais les études menées chez l'homme avec l'inhibiteur du canal sodique ENaC varient de façon déroutante, semblant parfois diminuer le goût du sel.

Une explication possible est le fait que les humains possèdent une quatrième partie supplémentaire de l'ENaC, appelée sous-unité delta, dont les rongeurs sont dépourvus. Cette sous-unité peut prendre la place de l'une des autres pièces, ce qui peut donner une version du canal moins sensible à l'inhibiteur de l'ENaC.

Quarante ans après avoir étudié le goût du sel, les chercheurs se posent encore des questions sur la manière dont la langue perçoit le sel et sur la manière dont le cerveau classe ces sensations selon qu'elles sont "justes" ou "trop". L'enjeu dépasse la simple satisfaction d'une curiosité scientifique : Compte tenu des risques cardiovasculaires qu'une alimentation riche en sel fait courir à certains d'entre nous, il est important de comprendre le processus.

Les chercheurs rêvent même de mettre au point de meilleures solutions de remplacement du sel ou des exhausteurs de goût qui permettraient d'obtenir le "miam" sans les risques pour la santé. Mais il est clair qu'ils ont encore du travail à faire avant d'inventer quelque chose que nous pourrions saupoudrer sur nos assiettes sans crainte pour notre santé.

Traduit et publié avec l'aimable autorisation de Knowable Magazine. L'article original est à retrouver ICI.