मिठाचा आपल्या मेंदूवर काय परिणाम होतो, मिठाशिवाय जेवणाची कल्पनाच का नाही केली जाऊ शकत?

मीठ जगभरातील जवळपास प्रत्येक प्रकारच्या अन्न पदार्थांमध्ये आढळून येतं. ते कधी बारीक दाणे किंवा कणांच्या रूपात वापरलं जातं, तर कधी काही मूलभूत मसाले किंवा चटण्यांचा भाग म्हणून असतं. उदाहरणार्थ, सोया सॉसमध्ये सुमारे 14 ते 18 टक्के मीठ असू शकतं.

रासायनिक दृष्ट्या मिठाला 'सोडियम क्लोराइड' म्हणतात. ते सोडियम आणि क्लोरीन या दोन घटकांपासून बनलेलं असतं. हे दोन्ही घटक आयन म्हणजेच विद्युत भार असलेले अणू असतात.

या छोट्या स्फटिकांपैकी (क्रिस्टल्स) एखादा जेव्हा आपल्या जिभेला स्पर्श करतो तेव्हा नेमकं काय घडतं?

अमेरिकेतील कोलोरॅडो विद्यापीठातील वैद्यकीय विभागातील चव तज्ज्ञ कोर्टनी विल्सन स्पष्ट करतात की, "चव ही अशी भावना आहे जी, आपल्याला आपल्या चव-ग्रंथींच्या (टेस्ट बड्स) मदतीने आसपासच्या वातावरणात असलेल्या रासायनिक पदार्थांना ओळखण्यास मदत करते. हे पदार्थ आपल्यासाठी फायदेशीर किंवा हानिकारकही असू शकतात."

ते म्हणतात की, "चव-ग्रंथी या लसणाच्या पाकळ्यांच्या आकाराच्या पेशींचे छोटे समूह (क्लस्टर) असतात आणि त्या संपूर्ण जिभेवर पसरलेल्या असतात. या पेशींमध्ये असे रिसेप्टर्स असतात जे विशिष्ट प्रकारच्या रासायनिक पदार्थांना ओळखण्यासाठी आणि त्यांना प्रतिसाद देण्यासाठी विकसित झालेले असतात."

विल्सन यांच्या मते, हे प्रत्यक्षात पेशीच्या (सेल) पृष्ठभागावर असलेले लहान छिद्रं असतात. ही छिद्रं फक्त काही विशिष्ट आयन आत जाऊ देतात.

जेव्हा सोडियम आयन उपस्थित असतात, तेव्हा ते या लहान मार्गाने पेशीमध्ये प्रवेश करतात. त्यामुळे ती पेशी सोडियम आहे हे ओळखते आणि एक विद्युत सिग्नल तयार करते. हा सिग्नल नंतर नसांमधून मेंदूपर्यंत पोहोचवला जातो. अशा प्रकारे आपल्याला मिठाची चव जाणवते.

पण तरीही मीठ इतकं चविष्ट का वाटतं?

तज्ज्ञ म्हणतात की, "हे नेहमीच तसं नसतं. खरं तर आपल्या शरीरात दोन प्रणाली असतात-एक जी सांगते की चव चांगली आहे, आणि दुसरी जी इशारा देते की काहीतरी खूप जास्त झालं आहे आणि ते थुंकून टाकणं योग्य ठरू शकतं."

जर आपल्या शरीरात मिठाची योग्य मात्रा असेल- म्हणजे शरीराला आवश्यक तेवढा मिठाचा स्तर राखण्यासाठी जितकं मीठ असेल-तर तेच मीठ आपल्याला खूप चविष्ट वाटतं.

विल्सन स्पष्ट करतात की, असं घडतं कारण आपलं शरीर नेहमी मिठाचं प्रमाण एका ठराविक मर्यादेत ठेवण्याचा प्रयत्न करतं. कारण शरीराच्या कार्यासाठी मीठ आवश्यक असलं तरी त्याचं अतिरिक्त प्रमाण शरीरासाठी हानिकारक ठरू शकतं.

आपल्या शरीरात सोडियमचं योग्य प्रमाण टिकवून ठेवणं खूप महत्त्वाचं आहे. मेंदूतील पेशी एकमेकांना आणि स्नायूंना विद्युत संदेश (सिग्नल) पाठवतात आणि इंद्रियांकडून संदेश घेतात. अगदी आपले विचारही या प्रक्रियेवर अवलंबून असतात, या सर्वासाठी सोडियम आवश्यक असतो.

ते एकमेकांना संदेश पाठवतात आणि आपल्या इंद्रियांकडून आलेले संदेश स्वीकारतात. अगदी आपले विचारही या प्रक्रियेवर अवलंबून असतात, आणि हे सर्व सोडियमवर आधारित असतं.

हे मिळवण्यासाठी आपलं शरीर चवीचा वापर करतं. योग्य प्रमाणात मीठ असेल तर ते आनंददायक वाटतं, आणि जास्त किंवा कमी असेल तर ते नकोसं किंवा त्रासदायक वाटू शकतं.

पण मीठ फक्त खारट चव देत नाही, तर इतर चवही वाढवू शकते. ही यंत्रणा नेमकी कशी काम करते, याची प्रक्रिया माहिती आहे का?

"याचं साधं-सोपं उत्तर आहे, नाही," असं विल्सन स्पष्ट करतात.

ते म्हणतात की, "याचं अधिक गुंतागुंतीचं उत्तर असं आहे की, काही पुरावे असं दाखवतात की चव-ग्रंथींच्या पेशी एकमेकांशी संवाद साधतात. त्यामुळे तोंडात आलेल्या वेगवेगळ्या चवींवर त्या कशा प्रतिक्रिया देतील, हे बदलू शकतं- मग ती चव गोड, कडू किंवा खारट असो. त्यामुळे मीठ घातल्याने इतर चवींवरही चव-ग्रंथींच्या प्रतिसादावरही परिणाम होऊ शकतो."

हे फक्त जीभेवरच घडत नाही, तर त्यापेक्षाही पुढे जाऊन मेंदूच्या स्टेमच्या पातळीवरही घडू शकतं. तिथून ही माहिती मेंदूतील टेस्ट कॉर्टेक्स म्हणजेच चव ओळखणाऱ्या भागात जाते. त्या ठिकाणी पेशी एकमेकांशी संवाद साधून आपल्या चवीची समज कशी असेल हे बदलू शकतात.

त्यामुळे मिठाची ही जादूसारखी क्षमता- थोडं जरी घातलं तरी कॅरॅमलसारखे गोड पदार्थही अधिक चविष्ट बनवणं, अजूनही एक रहस्यच राहतं. कदाचित ते आपल्या चव-ग्रंथींच्या वर्तनात बदल घडवतं, किंवा कदाचित मेंदू त्या सिग्नल्सचा कसा अर्थ लावतो ते बदलतं.

पण मीठ फक्त चव वाढवणारी गोष्ट नाही. विल्सन सांगतात की, आपलं शरीर योग्यरीत्या काम करण्यासाठी ते खूप आवश्यक आहे. त्यामुळेच कदाचित आपल्याला मिठाची इतकी इच्छा होत असावी का?

'मिठाशिवाय जीवनच नाही'

अमेरिकेतील आयोवा विद्यापीठातील न्यूरोलॉजीचे सहयोगी प्राध्यापक जोएल गियरलिंग सांगतात, "आपण आणि इतर प्राणी अनेक कामांसाठी सोडियमचा वापर करतो. ते जीवनासाठी आवश्यक आहे. "

ते सांगतात की, "आपल्या रोजच्या ऊर्जेच्या खर्चापैकी सुमारे एक-तृतीयांश ऊर्जा सोडियमला पेशींच्या आतून बाहेर काढण्यासाठी खर्च केली जाते."

आपल्या शरीरातील प्रत्येक पेशीच्या बाहेरील थरात सोडियम-पोटॅशियम पंप असतो. तो दिवसभर सतत काम करत राहतो आणि सोडियम आयन पेशीच्या आत आणि बाहेर ढकलत राहतो.

जेव्हा ते सोडियम आपल्या पेशींच्या बाहेर जातं, तेव्हा ते पुन्हा पटकन आत जाण्याचा प्रयत्न करतं. हे अगदी धरणामागे अडवलेल्या पाण्यासारखं असतं, जे बाहेर पडण्यासाठी जोर लावत असतं.

आपल्या पेशी काही विशिष्ट मार्गांनी सोडियमची ही हालचाल नियंत्रित करतात. जेव्हा हे मार्ग उघडतात, तेव्हा सोडियम जोरात पेशीमध्ये प्रवेश करतो. पेशी या हालचालीतून मिळणारी ऊर्जा विविध कामांसाठी वापरतात, ज्यात गियरलिंग यांनी सांगितलेल्या प्रक्रियेचा देखील समावेश होतो.

तज्ज्ञांचं म्हणणं आहे की, सोडियम आयन पेशीच्या आत वेगाने प्रवेश करतात आणि पेशीच्या आवरणातील विद्युत संतुलनात मोठा आणि अचानक बदल घडवतात. न्यूरॉनमध्ये या बदलाला 'अ‍ॅक्शन पोटेन्शियल' म्हणतात.

ही प्रक्रिया फक्त मेंदूतच नाही, तर हृदयाच्या स्नायू पेशींमध्येही घडते. याच संकेतांमुळे हृदय प्रत्येक ठोक्याला योग्य प्रकारे धडकत राहतं आणि आपल्याला जिवंत ठेवतं.

जर आपल्या शरीरात सोडियमच नसतं, तर आपल्या पेशी अजिबात काम करू शकल्या नसत्या.

आपण खरंच मिठाची इच्छा ठेवण्यासाठी विकसित झालो आहोत का, कारण ते इतकं महत्त्वाचं आहे की शरीराला त्याचे योग्य प्रमाण मिळते याची खात्री करणं आवश्यक आहे?

मिठाची इच्छा कशी निर्माण होते, हे समजून घेणाऱ्या संशोधनाबद्दल गियरलिंग सांगतात, "हा खूप मनोरंजक प्रश्न आहे. समुद्रात राहणाऱ्या प्राण्यांच्या आजूबाजूला खूप सोडियम असतं, आणि त्यांची समस्या जमिनीवरील प्राण्यांपेक्षा अगदी उलटी असते. त्यांना काही प्रमाणात सोडियम बाहेर ठेवून शरीरातील संतुलन राखण्याची गरज असते."

जमिनीवर राहणाऱ्या जीवांच्या बाबतीत परिस्थिती अगदी उलट असते.

ते सांगतात, "जमिनीवर सोडियमचं प्रमाण फारच कमी असतं. जर तुम्ही समुद्रापासून दूर राहत असाल आणि विशेषतः शाकाहारी असाल, तर तुमच्या आहारात सोडियमचे प्रमाण खूप कमी असू शकते."

ते पुढे सांगतात की, "मांसाहारी प्राणी इतर प्राण्यांचं मांस खातात, ज्यात सुमारे 0.9 टक्के सोडियम क्लोराइड असतं. त्यामुळे त्यांना साधारणपणे आवश्यक तेवढं मीठ मिळतं. पण फक्त वनस्पती खाणाऱ्या शाकाहारी प्राण्यांच्या आहारात पोटॅशियम जास्त असतं आणि सोडियम जवळजवळ नसतं."

ते पुढे सांगतात, "हत्ती याचं एक चांगलं उदाहरण आहे. आफ्रिकेत असे हत्तींचे कळप आहेत जे मीठ असलेल्या गुहांची ठिकाणं लक्षात ठेवतात. ते तिथे जाऊन आपल्या सुळ्यांच्या मदतीने मीठ मिळवतात."

हरीण मीठ चाटण्याच्या ठिकाणांचा शोध घेतात आणि शिकारी त्यांना आकर्षित करण्यासाठी मिठाचे ब्लॉक किंवा तुकडे ठेवतात. अगदी त्याचप्रमाणे घोडे पाळणारे लोक त्यांना निरोगी ठेवण्यासाठी मिठाचे खडे ठेवतात.

गियरलिंग पुढे सांगतात, "पूर्णपणे वनस्पती खाणाऱ्या प्राण्यांना मिठाचा एक स्रोत आवश्यक असतो. त्यामुळे जंगलातही त्यांना मिठाची तीव्र इच्छा दिसून येते."

मानव सर्वप्रकारचा आहार करू शकतात. त्यामुळे आपण आहारातून पुरेसं मीठ मिळवत आहोत, याची खात्री करावी लागते. कदाचित म्हणूनच आपल्याला मीठ इतकं आवडतं.

'प्राचीन काळी मीठ कसं मिळवलं जायचं'

आजकाल बहुतांश लोकांना आहारातून पुरेसं मीठ मिळतं. परंतु, पूर्वीच्या काळात ते मिळवणं जगण्यासाठी खूप महत्त्वाचं होतं. हत्तींसारखेच, प्राचीन मानवही या मौल्यवान खनिजाच्या नैसर्गिक स्रोतांकडे आकर्षित झाले होते.

उदाहरणार्थ, ऑस्ट्रियातील हॉलस्टॅट येथील डोंगरावर असलेली जगातील सर्वात जुनी सुरू असलेली (ऑपरेटिंग) मिठाची खाण.

लोकांनी तिथे इ.स.पूर्व 5000 मध्येच मिठाचे उत्खनन करण्यास सुरुवात केली होती, याचे पुरावे मिळाले आहेत. विशेष म्हणजे आजही तिथे व्यावसायिक पातळीवर मिठाचे उत्खनन केलं जातं.

व्हिएन्नातील म्युझियम ऑफ नॅचरल हिस्ट्रीचे पुरातत्त्वतज्ज्ञ डॅनियल ब्रॅडनर सांगतात, "सुमारे 25 कोटी वर्षांपूर्वी ही जागा एका मोठ्या समुद्राचा खोल भाग होती. नंतर तो भाग वेगळा झाला आणि पाण्याचे बाष्पीभवन होऊ लागलं. हजारो वर्षांत तिथे मोठ्या प्रमाणात खडकासारख्या मिठाचे (रॉक साल्ट) थर साचत गेले. पुढे आल्प्स पर्वत तयार झाले तेव्हा चुनखडीचे खडक या मिठाच्या थरांवर आले."

हॉलस्टॅटची ही खाण समुद्रापासून सुमारे 200 किलोमीटर अंतरावर होती. त्यामुळे तिथे असलेले मोठे नैसर्गिक मिठाचे साठे हजारो वर्षांपासून लोकांसाठी अतिशय मौल्यवान ठरले आहेत.

ब्रॅडनर सांगतात, "इथे सुमारे 7 हजार वर्षांपूर्वी नवपाषाण काळात (निओलिथिक) खाणकाम सुरू झालं. त्या काळातील पहिल्या शेतकऱ्यांनी आणि वसाहत करणाऱ्या लोकांनी जमिनीवर येणाऱ्या खारट पाण्याच्या नैसर्गिक झऱ्यांमुळे मिठाचे साठे शोधले आणि नंतर खाणकाम सुरू केलं."

सुमारे 3500 वर्षांपूर्वी कांस्ययुगात येथे खूप विकसित स्वरूपाचं खोल खाणकाम सुरू होतं. ही खाण जमिनीच्या पृष्ठभागापासून 250 मीटरपेक्षा जास्त खोल होती. तिथे कामासाठी संघटनात्मक रचना, खास साधनं आणि सामान वाहून नेण्याची प्रणालीही होती.

ते सांगतात, "ते मोठ्या प्रमाणावर खडकातील मीठ (रॉक साल्ट) काढत होते आणि मध्य युरोपातील मोठ्या भागाला मीठ पुरवत होते. एखाद्या ठिकाणी दीर्घकाळ राहण्यासाठी मीठ आवश्यक असतं, त्यामुळे आल्प्स पर्वतरांगांमध्ये राहणं शक्य व्हावं यासाठी ते खूप महत्त्वाचं होतं."

मीठ आणि मेंदूतील न्यूरॉन्स

आल्प्स आणि आसपासच्या भागात राहणारे प्राचीन लोक अन्न टिकवून ठेवण्यासाठी आणि हिवाळ्यात जनावरांना जिवंत ठेवण्यासाठी मिठाचा वापर करत.

जर शरीरात आवश्यक तेवढं मीठ नसतं, तर त्याचे खूप गंभीर परिणाम होऊ शकले असते.

"शरीरातील अवयव आणि सर्व पेशी सुजायला लागल्या असत्या," असं न्यूरोलॉजिस्ट गियरलिंग सांगतात.

ही समस्या प्रामुख्याने मेंदूमध्ये खूप गंभीर ठरू शकते. कारण मेंदू खूप सुजला, तर तो कवटीच्या खालच्या भागातील छोट्या छिद्रातून बाहेर येऊ लागतो, जे अत्यंत धोकादायक असतं. त्यामुळे शरीरातील सोडियमचं प्रमाण खूप कमी होऊ देणं धोकादायक ठरू शकतं.

गियरलिंग यांच्या संशोधनाचा एक भाग असा आहे की, आपलं शरीर मिठाचं प्रमाण कसं नियंत्रित करतं. हे शरीरातील पाण्याच्या प्रमाणाच्या नियंत्रणाशी संबंधित असतं आणि त्यासाठी अँटी-डाययुरेटिक हार्मोन महत्त्वाची भूमिका बजावतो.

पण आपलं शरीर फक्त याच पद्धतीने मिठाचं प्रमाण नियंत्रित करत नाही. गियरलिंग यांनी मेंदूमध्ये अशी प्रणालीही शोधली आहे ज्या शरीराला या महत्त्वाच्या खनिजाचा शोध घेण्यासाठी चालना देतात.

ते सांगतात, "माझ्या प्रयोगशाळेत आम्ही एचएसडी2 नावाच्या विशेष न्यूरॉन्सच्या समूहाचा किंवा गटाचा अभ्यास करतो. हे न्यूरॉन्स अल्डोस्टेरॉन नावाच्या हार्मोनचं प्रमाण ओळखतात. शरीरात मीठ आणि पाण्याची मात्रा कमी झाली, आणि हृदयाला रक्तदाब टिकवून ठेवणं कठीण जाऊ लागलं, तर हा हार्मोन अ‍ॅड्रिनल (अधिवृक्क) ग्रंथींमध्ये तयार होतो."

"अशा वेळी अल्डोस्टेरॉनचं प्रमाण वाढतं आणि ते अशा न्यूरॉन्सना (चेतापेशी) सक्रिय करतं, जे प्राण्याला अधिक मीठ शोधून खाण्यास प्रवृत्त करतात," असं त्यांनी सांगितलं.

"आतापर्यंत आम्ही हे न्यूरॉन्स उंदीर, खार, डुक्कर आणि मानवांमध्ये ओळखले आहेत. इतर प्राण्यांचा आम्ही अजून सविस्तर अभ्यास केलेला नाही, पण हे जवळपास सर्व सस्तन प्राण्यांमध्ये असावेत असं दिसतं."

म्हणजेच आपल्या मेंदूमध्ये असे न्यूरॉन्स असतात जे शरीरात किती मीठ आहे यावर लक्ष ठेवतात आणि गरज पडल्यास आपल्याला ते शोधून खाण्यास प्रवृत्तही करतात.

ते म्हणाले, "हो, हे खूप मनोरंजक आहे. हे एक विशिष्ट प्रकारचं वर्तन आहे. हे न्यूरॉन्स याशिवाय दुसरं काही काम करतात असं आम्हाला अजून तरी दिसलेलं नाही. हे न्यूरॉन्स प्रामुख्याने प्राण्यांना जास्त मीठ खाण्याची इच्छा निर्माण करतात असं दिसतं. आम्ही अजून यावर संशोधन करत आहोत."

मग आपल्याला मीठ इतकं का आवडतं?

एक कारण म्हणजे मीठ पदार्थांची चव बदलून त्यांना अधिक स्वादिष्ट बनवतं. पण ते नेमकं कसं घडतं हे आपल्याला अजून पूर्णपणे समजलेलं नाही.

दुसरं कारण म्हणजे मीठ आपल्या पेशींसाठी खूप आवश्यक आहे. त्यामुळे आपल्या शरीरात त्याची इच्छा निर्माण होईल अशा प्रकारे आपण विकसित झालो आहोत. म्हणूनच योग्य प्रमाणातील मीठ आपल्याला चवदार वाटतं.

खरं तर आपल्या मेंदूमध्ये असे खास न्यूरॉन्स असतात जे आपल्याला मीठ शोधण्यासाठी प्रवृत्त करतात. ही एक अतिशय अद्भुत प्रणाली आहे, जी आपल्यात मिठाची इच्छा निर्माण करते.

(हा लेख बीबीसीच्या क्राऊडसायन्स मालिकेतील 'मीठ इतकं चविष्ट का आहे?' या भागावर आधारित आहे. हे पॉडकास्ट स्वरूपातही ऐकता येतो.

क्राऊडसायन्स हा कार्यक्रम जगभरातील लोकांनी पाठवलेल्या प्रश्नांची उत्तरं तज्ज्ञांशी चर्चा करून देते.)

बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन.