氯化钠为什么有咸味？ yinan zhang 知乎习惯，先上结论，再来回答，全是干货。 氯化钠之所以有咸味，是因为钠离子被钠离子通道转运进味觉细胞，然后细胞膜电势改变而产生的一系列神经信号传导。 本回答的主要借鉴 Scientific American 的一篇科普文章 making sense of taste【1】。大多数图片由答主按照相关学术期刊的示意图和文本进行重制，剩余少量图片素材取自互联网。 一、从味蕾谈起。 人的味蕾主要分布在舌头的四种突起结构上，如下图示，分别为，a)蘑菇状乳突 fungiform papillae；b)丝状乳突 filiform papillae；c)叶状乳突 foliateform papillae；d)环状乳突 circumvallate papillae. 这个像珊瑚礁的图片只是各种味觉乳突的结构示意图，真的味觉乳突并不是这么随机生长，而是这样在舌头上分布的…… 以下部分图片可能会引起观感不适，请酌情观赏。 这是我们的舌头。 放大了以后是这样的…… 进一步放大是这样的…… 好的，重点来了，黄色的这些就是味蕾，把它们继续放大…… 右上图这些淡紫色，淡黄色，淡蓝色的杆状细胞就是味觉细胞，我们的所有的味觉都来自于它们的辛勤工作。顺便说一下，所谓的什么舌头前部对甜敏感，后部对苦敏感，侧面对酸敏感，是不被已知科学事实所承认的【2】。 二、什么是味觉，味觉细胞如何感受味觉？ 当我们吃 / 喝下一大口（不管是什么东西），在咀嚼和吞咽的过程中，这些不管是什么的东西在口腔内裂解，分散的过程中，组成这些不管是什么东西的分子溶解在唾液和汁液，并扩散到乳突上。一旦溶剂分子来到味蕾，接触到味觉细胞“脑袋”上的这些个触手(微绒毛 microvillus)，味觉细胞就开始工作了。目前已知的工作方式有五种，对，就是人类的这五种基本味觉。负责这五种工作方式的有三类味觉细胞，既主要感受咸的 type I glial-like cell，感受甜苦鲜的 type II receptor cell，和感受酸的 type III presynaptic cell。 那他们的工作方式类似是这样的？ 而生物系统比我们认识到的单片机或简单电路要复杂和精妙的多。 言归正传，咸味是这样的。钠离子通过 microvillus 上的以及细胞表面的离子通道进入味觉细胞，钠离子富集，细胞膜去极化，钙离子内流，引起神经递质释放，产生神经信号传导。（下图 A） 特别需要强调的是，2010 年，咸味的分子机制已被 UCSD 的 Zuker 实验室验证。钠离子是通过 type I glial-like 细胞中的 epithelial sodium channel （ENaC）识别的【3】。其他钠盐或常见阳离子也会部分产生咸的味道，比如钾，钙盐。但由于离子通道有选择性，所以无法由这些盐替代氯化钠。 都说买一送一是优惠，这次答一送四。 酸味：氢离子（brønsted 酸的阳离子）有三种可能方式刺激味觉细胞：通过离子通道进入味觉细胞；阻止钾离子通过离子通道；通过与离子通道结合，打开离子通道使其他阳离子通过离子通道进入味觉细胞；然后，改变细胞膜电势，引起神经信号传导。（具体是哪种或哪几种方式尚不清楚）（上图 B） 甜味：糖分子与 T1R2/T1R3 复合型 G 蛋白偶联受体结合。 苦味：苦味分子与 T2R 型 G 蛋白偶联受体结合（多种亚型可以分别结合不同结构的苦味分子）。 鲜味：鲜味分子受体机制尚未完全确定，一般认为是谷氨酸（或谷氨酸与单磷酸肌苷[IMP]）与 T1R1/T1R3 复合型 G 蛋白偶联受体结合。 这后三种味道分子与 G 蛋白偶联受体的结合，都会进而激活和 G 蛋白受体链接或附近的酶（如 PLCbeta2），释放第二信使分子（三磷酸肌苷[IP3]，etc）；第二信使分子促使附着在内质网上的钙离子释放，改变细胞膜电势，引起神经信号传导。（上图 C） 三、从味道分子被识别到大脑 这一块领域，涉及神经信号产生、传导和识别，比之前的味道分子识别要复杂得多，所以未知的更多。这里只说下已经了解的部分。 感受咸的 Type I 细胞，如何产生神经信号，目前已知的研究最少，完全不清楚。 目前认为，感受甜苦鲜味的 type II 细胞神经信号传导，是通过 ATP（三磷酸腺苷）实现。这类细胞被味道分子激活后，会释放 ATP，ATP 本身是神经递质，可以传导神经信号（一号线）。ATP 信号同时会被感受酸的 type III 前突触细胞接收，它会随即释放其他神经递质，如 5- 羟色胺和肾上腺素等，传导神经信号（二号线）。至于大脑是只接收一号线就可以感受到甜苦鲜，还是一二号线同时接收才能感受，请问 nature、science 未来的下一篇文章。 负责酸味传导的 type III 细胞本身就具有释放神经递质的功能，所以只要二号线就可以接通大脑。但是这里必须注意，它分泌的神经递质不止一个（好比二号线的分机）。究竟是这些分机要同时响，还是某个响，甚至是一个高音响一个低音响，才能打通大脑的主机，同样请问 nature、science 未来的下 n 篇文章。 回答完毕，软广告时间。欢迎大家阅读我的关于味觉的另外一个姊妹答案，大蒜的辣和辣椒的辣有什么区别？ - yinan zhang 的回答。 对于某一特定的味觉细胞只会对一种味道敏感，比如，鲜味细胞对甜味或苦味不敏感，即使它们都属于 type II receptor cell。这一点特别像 ccd 的像素传感器，无数的单色二极管构成了美丽的照片；而无数的味觉细胞，让我们体验了南北中外的美食。 这时，我们闭上眼睛，在脑海中再现这样一个简单的亿万年长镜头。当第一个或第一批老祖宗们（这是不是应该从多细胞动物算起）首次进化出了味觉器官（舌头、触角等）感受这个世界，一直繁衍到我们人类的 21 世纪，味觉器官如何感受味道的原理被初步了解。你就会切身地感受到自然和科技给我们带来的心头上的一颤。 如果你感受到了那么一颤，就点个赞同本回答呗。 备注及评论回复 1. 有机化学、生物合成、天然产物相关专业从业人士； 2. 欢迎专业人士指出错误和不足； 3. 对于想从事生物行业的童鞋提示下，“五感”是很容易出大 paper 的研究方向。 参考文献： 【1】Smith, D. V.; Margolskee, R. F. Sci. Am. 2006, 85-92. 【2】Lindemann, B. Receptor seeks ligand: on the way to cloning the molecular receptors for sweet and bitter taste. Nat. Med.1999, 5, 381-382. 【3】Chandrashekar, J.; Kuhn, C.; Oka, Y.; Yarmolinsky, D. A.; Hummler, E.; Ryba, N. J.; Zuker, C. S. The cells and peripheral representation of sodium taste in mice. Nature 2010, 464, 297-301. 查看知乎原文
