Salt Taste Responses in the Frog Glossopharyngeal Nerve: Anion Modulation of Nickel-enhanced Responses to Sodium Ions

The taste of sodium salts is due to sodium ions . However, the role of anions in salt taste is less well understood. In the present study , we recorded the responses to sodium salts from the frog glossopharyn geal nerve (GL) and explored how anions are involved in salt taste . The frog GL responds to relatively high concentrations of sodium salts (>0 .1M). The order of effectiveness of sodium salts in producing a response was NaCl>Na2SO4>Na gluconate (NaGlu) . It has been reported that addition of 1mM NiCl2 to tastants greatly enhances the responses to NaCl and reduces threshold concentration for NaCl to 0 .02M. In the present study, we used stimulating solutions with 1mM NiCl2 . In the presence of NiCl2, the stimulating effects of NaCl differed markedly from those of Na2SO4 and NaGlu . The order of effectiveness of sodium salts with 1mM NiCl2 was NaCl>>Na2SO4>NaGlu . In the experiments of stimulation with a mixture of NaCl plus other salts in the presence of Ni2+, we found that gluconate-(Glu-) had an inhibitory effect on the responses to NaCl, whereas SO42had no effect . Since Glu-(a large anion) is unable to pass through tight junctions between taste cells and only interacts with apical membrane of taste cells , it is likely that Na+receptor sites (XNa) responsible for the responses to sodium may not reside in the basolateral membra ne, but in the apical receptor membrane. An explanation for these results is provided by the hypothesis that X Na i nteracts with anion-binding element (Y) that is affected by anions and with Ni2+binding element (T) that is affected by Ni2+. Cl--Y complexes are important for enhancement of the response to Na+ . Gluantagonizes the effect of Cl-. Ni2+ can induce increases in the affinity of Y for Cl, in the affinity of XNa for Na+ and enhancement of the response to Nat via T. 〒020-8505 岩 手 県盛 岡市 中央 通 1-3-27 170 歯 基 礎 誌45: 169-179, 2003. 抄録:Na塩 の味覚 はNa+に 起 因す る。しか し,Na+受 容 にお ける陰 イオ ンの役割 は不 明 であ る。本研 究 は カエ ル舌咽 神経 のNa塩 応 答 を記録 し,Na塩 応 答 にお ける陰 イオ ンの役 割 を調 べ た もの で あ る。 カ エル舌 咽 神 経 は 0.1M以 上 のNa塩 に応答 す る。Na塩 の興 奮効果 の順 序 はNaCl>Na2SO4>Na gluconate (NaGlu)で あっ た。 Na塩 応 答 は刺激 液へ の1mM NiCl2の 添 加 に よ り応 答 が増強 され るこ とが知 られて い る。1mM NiCl2の 存 在下 で はNaCl応 答 が顕著 に増 強 され,NaClの 閾値 は0 .02Mに まで減 少 す る。本 実験 で は1mM NiCl2を 含 む刺激 液 を用 い た。1mM NiCl2の 存在 で,NaClの 刺 激効果 はほか のNa2SO4お よびNaGluの それ とは顕 著 に異 な り, 興 奮効 果 の順序 はNaCl>>Na2SO4>NaGluと なった。1mM NiCl2存 在下 でNaClと ほか のNa塩 の混 合液 の 実験 か ら,次 の結果 を得 た。gluconate-(Glu-)はNaCl応 答 に対 し抑制効 果 が あ り,SO42-は 特別 な効 果 を もた なか った。大 きな陰 イオ ンのGlu-は 味細胞 間 の タイ トジャ ンク シ ョンを通 過 で きず味 細胞 の先 端受 容膜 に しか作 用 しない ので,Na塩 応 答 を引 き起 こすNa+受 容 サ イ ト(XNa)は 基底 外側膜 には存在 せ ず,先 端受 容膜 に存 在 す る もの と思 われ る。本実験 結果 の説 明 として次 の モデル を考 えた。XNaは 陰 イオ ンによ って影響 され る陰 イ オ ン結 合 要素(Y)お よびNi2+に よって影響 され るNi2+結 合 要素(T)と 相互 作 用 を もつ。Cl--Y複 合体 はNa塩 応答 の増 強 に重 要で あ る。Glu-はCl-の 効果 と拮抗 す る。Ni2+はTを 経 てYに 対 す るCl-の 親和 性 の増加 ,XNaに 対 す るNa+の 親 和性 の増 加 お よびNa+応 答 の増 強 を引 き起 こす。