как работают наши вкусовые рецепторы
Делимся переводом статьи про анатомию вкуса. Она поможет понять, как формируется вкусовое впечатление и почему в оценке кофе важен не только вкус, но и тело, запах и температура.
Вкусовые сосочки: из чего состоит поверхность языка
Если внимательно посмотреть на язык, мы увидим, что он как будто покрыт маленькими «пупырышками». Кажется, что это и есть наши вкусовые рецепторы. Но на самом деле это вкусовые сосочки. Рецепторы намного меньше: в одном вкусовом сосочке — от 3 до 100 рецепторов.
Вкусовые сосочки языка
Обратите внимание, что некоторые сосочки выглядят иначе, чем другие. Это потому что у нас на языке четыре типа сосочков. В центре языка — множество маленьких, тонких сосочков. Они называются нитевидными и не содержат вкусовых рецепторов. Спереди и по бокам языка — маленькие круглые сосочки, похожие на крапинки. Это грибовидные сосочки — они обычно содержат по 3–5 вкусовых рецепторов.
Увидеть другие два типа гораздо сложнее. Посмотрите на самую заднюю часть языка — туда, где расположены миндалины. Возможно, вам удастся разглядеть несколько выступов по бокам. Это листовидные сосочки. А ближе к небному язычку расположены большие, круглые вкусовые сосочки. Они называются желобовидными. Каждый из этих двух типов содержит более 100 вкусовых рецепторов.
Сладкий, горький, солёный. Правда ли, что разные части языка отвечают за разные вкусы?
Глядя на расположение сосочков на языке, мы вспоминаем уроки биологии, на которых изучали карту языка. Она показывает области, которые отвечают за распознавание разных вкусов — соленого, сладкого, кислого, горького и острого. Но не все так просто: карта языка — это миф! Каждый вкусовой рецептор, независимо от расположения, может распознавать все пять вкусов.
Карта языка — это миф: каждый вкусовой рецептор распознает все пять вкусов
Структура вкусовых рецепторов: как мозг получает сигнал о вкусе
Каждая вкусовая клетка имеет вкусовой волосок. Когда он соприкасается с молекулой пищи, клетка посылает мозгу импульс: обнаружен вкус! Импульс проходит через черепной нерв, который соединяет вкусовые рецепторы с мозгом.
Каждый вкусовой рецептор содержит 30–50 вкусовых клеток. Это означает, что ваш мозг одновременно обрабатывает тысячи сигналов от вкусовых рецепторов. Он берет информацию, которую посылают рецепторы, и сравнивает с воспоминаниями о вкусах, которые вы когда-либо ощущали. Именно так мозг распознает, что именно вы едите.
Существует всего пять вкусов — сладкий, соленый, кислый, горький и умами. Все остальное ваши вкусовые рецепторы попросту игнорируют. Но мы знаем, что вкусовые впечатления нельзя уместить в пять определений. И в этом случае пора вспомнить про запах и ощущения во рту.
Хрустящий, сочный, тягучий: как ощущение пищи во рту влияет на восприятие вкуса
Когда мы говорим «вкусно», наш мозг на самом деле оценивает не только вкус, но и множество других факторов. Текстура, влажность, температура, жирность — это лишь часть того тактильного опыта, который мы получаем во время жевания или глотания. Вы не станете есть отсыревшую гранолу, пить теплую газировку или угощать друзей засохшим печеньем. Даже если вкус блюд остался тем же, общее впечатление будет негативным.
Как запах влияет на восприятие вкуса
Во время жевания и глотания вы ощущаете запахи даже той пищи, которая уже у вас во рту. Все они поступают в носовую полость, где расположены обонятельные клетки. Эти клетки работают так же, как и вкусовые рецепторы — но отвечают за восприятие запаха, а не вкуса. У них тоже есть крошечные волоски, которые при контакте с запахом посылают мозгу сигнал через обонятельный нерв.
Взаимодействие обонятельных клеток с запахами
В отличие от вкусовых, обонятельные клетки могут различать тысячи разных ароматов — от мясного до фруктового. Получается, что практически каждый компонент нашего вкусового впечатления, кроме пяти известных вкусов, — это на самом деле запах. Поэтому он так важен в восприятии вкуса. Это также объясняет, почему при заложенном носе пища кажется безвкусной.
Действительно ли мы едим «на автомате»?
Нам кажется, что во время приема пищи активна только наша пищеварительная система, но это не так. Наш мозг проделывает огромную работу. А работает он в тандеме с вкусовыми и обонятельными рецепторами — именно они помогают нам распознавать вкусы. Благодаря сложной анатомии мы помним любимые лакомства из детства и можем наслаждаться блюдами в кафе.
Оригинал: http://www.decodingdelicious.com/the-anatomy-of-flavor/
Анатомия вкуса
Вероника Викторовна Благутина,
кандидат химических наук
«Химия и жизнь» №10, 2010
Изобретение нового блюда важнее для счастья
человечества, нежели открытие новой планеты.
Жан-Антельм Брийя-Саварен
Самая простая радость в нашей жизни — вкусно поесть. Но как же трудно объяснить с точки зрения науки что при этом происходит! Впрочем, физиология вкуса еще в самом начале своего пути. Так, например, рецепторы сладкого и горького были открыты только лет десять назад. Но их одних совсем недостаточно для того, чтобы объяснить все радости гурманства.
От языка до мозга
Сколько вкусов чувствует наш язык? Все знают сладкий вкус, кислый, соленый, горький. Сейчас к этим четырем основным, которые описал в ХIХ веке немецкий физиолог Адольф Фик, официально добавили еще и пятый — вкус умами (от японского слова «умаи» — вкусный, приятный). Этот вкус характерен для белковых продуктов: мяса, рыбы и бульонов на их основе. В попытке выяснить химическую основу этого вкуса японский химик, профессор Токийского императорского университета Кикунаэ Икеда проанализировал химический состав морской водоросли Laminariajaponica, основного ингредиента японских супов с выраженным вкусом умами. В 1908 году он опубликовал работу о глутаминовой кислоте, как носителе вкуса умами. Позднее Икеда запатентовал технологию получения глутамата натрия, и компания «Адзиномото» начала его производство. Тем не менее умами признали пятым фундаментальным вкусом только в 1980-х годах. Обсуждаются сегодня и новые вкусы, пока не входящие в классификацию: например, металлический вкус (цинк, железо), вкус кальция, лакричный, вкус жира, вкус чистой воды. Ранее считалось, что «жирный вкус» — это просто специфическая текстура и запах, но исследования на грызунах, проведенные японскими учеными в 1997 году, показали, что их вкусовая система распознает и липиды. (Подробнее об этом мы расскажем дальше.)
Язык человека покрыт более 5000 сосочков разной формы (рис. 1). Грибовидные занимают в основном две передние трети языка и рассеяны по всей поверхности, желобовидные (чашевидные) расположены сзади, у корня языка, — они большие, их легко увидеть, листовидные — это тесно расположенные складки в боковой части языка. Каждый из сосочков содержит вкусовые почки. Немного вкусовых почек есть также в надгортаннике, задней стенке глотки и на мягком нёбе, но в основном они, конечно, сосредоточены на сосочках языка. Почки имеют свой специфический набор вкусовых рецепторов. Так, на кончике языка больше рецепторов к сладкому — он чувствует его гораздо лучше, края языка лучше ощущают кислое и соленое, а его основание — горькое. В общей сложности у нас во рту примерно 10 000 вкусовых почек, и благодаря им мы чувствуем вкус.
Каждая вкусовая почка (рис. 2) содержит несколько дюжин вкусовых клеток. На их поверхности есть реснички, на которых и локализована молекулярная машина, обеспечивающая распознавание, усиление и преобразование вкусовых сигналов. Собственно сама вкусовая почка не достигает поверхности слизистой языка — в полость рта выходит только вкусовая пора. Растворенные в слюне вещества диффундируют через пору в наполненное жидкостью пространство над вкусовой почкой, и там они соприкасаются с ресничками — наружными частями вкусовых клеток. На поверхности ресничек находятся специфические рецепторы, которые избирательно связывают молекулы, растворенные в слюне, переходят в активное состояние и запускают каскад биохимических реакций во вкусовой клетке. В результате последняя высвобождает нейротрансмиттер, он стимулирует вкусовой нерв, и по нервным волокнам в мозг уходят электрические импульсы, несущие информацию об интенсивности вкусового сигнала. Рецепторные клетки обновляются примерно каждые десять дней, поэтому если обжечь язык, то вкус теряется только на время.
Молекула вещества, вызывающего определенное вкусовое ощущение, может связаться только со своим рецептором. Если такого рецептора нет или он или сопряженные с ним биохимические каскады реакций не работают, то вещество и не вызовет вкусового ощущения. Существенный прогресс в понимании молекулярных механизмов вкуса был достигнут относительно недавно. Так, горькое, сладкое и умами мы распознаем благодаря рецепторам, открытым в 1999 — 2001 годах. Все они относятся к обширному семейству GPCR (G protein-coupled receptors), сопряженных с G-белками. Эти G-белки находятся внутри клетки, возбуждаются при взаимодействии с активными рецепторами и запускают все последующие реакции. Кстати, помимо вкусовых веществ рецепторы типа GPCR могут распознавать гормоны, нейромедиаторы, пахучие вещества, феромоны — словом, они похожи на антенны, принимающие самые разнообразные сигналы.
Сегодня известно, что рецептор сладких веществ — это димер из двух рецепторных белков T1R2 и T1R3, за вкус умами отвечает димер T1R1-T1R3 (у глутамата есть и другие рецепторы, причем некоторые из них расположены в желудке, иннервируются блуждающим нервом и отвечают за чувство удовольствия от пищи), а вот ощущению горечи мы обязаны существованию около тридцати рецепторов группы T2R. Горький вкус — это сигнал опасности, поскольку такой вкус имеют большинство ядовитых веществ.
Видимо, по этой причине «горьких» рецепторов больше: умение вовремя различить опасность может быть вопросом жизни и смерти. Некоторые молекулы, такие, как сахарин, могут активировать как пару сладких рецепторов T1R2-T1R3, так и горькие T2R (в частности, hTAS2R43 у человека), поэтому сахарин на языке кажется одновременно сладким и горьким. Это позволяет нам отличить его от сахарозы, которая активирует только T1R2-T1R3.
Принципиально иные механизмы лежат в основе формирования ощущений кислого и соленого. Химическое и физиологическое определения «кислого», по сути, совпадают: за него отвечает повышенная концентрация ионов Н+ в анализируемом растворе. Пищевая соль — это, как известно, хлорид натрия. Когда происходит изменение концентрации этих ионов — носителей кислого и соленого вкусов, — тут же реагируют соответствующие ионные каналы, то есть трансмембранные белки, избирательно пропускающие ионы в клетку. Рецепторы кислого — это фактически ионные каналы, проницаемые для катионов, которые активируются внеклеточными протонами. Рецепторы соленого — это натриевые каналы, поток ионов через которые возрастает при увеличении концентрации солей натрия во вкусовой поре. Впрочем, ионы калия и лития тоже ощущаются как «соленые», но соответствующие рецепторы однозначно пока не найдены.
Почему при насморке теряется вкус? Воздух с трудом проходит в верхнюю часть носовых ходов, где расположены обонятельные клетки. Временно пропадает обоняние, поэтому мы плохо чувствуем и вкус тоже, поскольку эти два ощущения теснейшим образом связаны (причем обоняние тем важнее, чем богаче пища ароматами). Пахучие молекулы высвобождаются во рту, когда мы пережевываем пищу, поднимаются вверх по носовым ходам и там распознаются обонятельными клетками. Насколько важно обоняние в восприятии вкуса, можно понять, зажав себе нос. Кофе, например, станет просто горьким. Кстати, люди, которые жалуются на потерю вкуса, на самом деле в основном имеют проблемы с обонянием. У человека примерно 350 типов обонятельных рецепторов, и этого достаточно, чтобы распознать огромное множество запахов. Ведь каждый аромат состоит из большого числа компонентов, поэтому задействуется сразу много рецепторов. Как только пахучие молекулы связываются с обонятельными рецепторами, это запускает цепочку реакций в нервных окончаниях, и формируется сигнал, который также отправляется в мозг.
Теперь о температурных рецепторах, которые также очень важны. Почему мята дает ощущение свежести, а перец жжет язык? Ментол, входящий в мяту, активирует рецептор TRPM8. Это катионный канал, открытый в 2002 году, начинает работать при падении температуры ниже 37оС — то есть он отвечает за формирование ощущение холода. Ментол снижает температурный порог активации TRPM8, поэтому, когда он попадает в рот, ощущение холода возникает при неизменной температуре окружающей среды. Капсаицин, один из компонентов жгучего перца, наоборот активирует рецепторы тепла TRPV1 — ионные каналы, близкие по структуре TRPM8. Но в отличие от холодовых, TRPV1 активируются при повышении температуры выше 37оС. Именно поэтому капсаицин вызывает ощущение жгучести. Пикантные вкусы других пряностей — корицы, горчицы, тмина — также распознаются температурными рецепторами. Кстати, температура пищи имеет огромное значение — вкус выражен максимально, когда она равна или чуть выше температуры полости рта.
Как ни странно, зубы тоже участвуют в восприятии вкуса. О текстуре пищи нам сообщают датчики давления, расположенные вокруг корней зубов. В этом принимают участие и жевательные мускулы, которые «оценивают» твердость пищи. Доказано, что, когда во рту много зубов с удаленными нервами, ощущение вкуса меняется.
Вообще вкус — это, как говорят медики, мультимодальное ощущение. Должна воедино свестись следующая информация: от химических избирательных вкусовых рецепторов, тепловых рецепторов, данные от механических датчиков зубов и жевательных мускулов, а также обонятельных рецепторов, на которые действуют летучие компоненты пищи.
Примерно за 150 миллисекунд первая информация о вкусовой стимуляции доходит до центральной коры головного мозга. Доставку осуществляют четыре нерва. Лицевой нерв передает сигналы, приходящие от вкусовых почек, которые расположены на передней части языка и на нёбе, тройничный нерв передает информацию о текстуре и температуре в той же зоне, языкоглоточный нерв переправляет вкусовую информацию с задней трети языка. Информацию из горла и надгортанника передает блуждающий нерв. Потом сигналы проходят через продолговатый мозг и оказываются в таламусе. Именно там вкусовые сигналы соединяются с обонятельными и вместе уходят во вкусовую зону коры головного мозга (рис. 3).
Вся информация о продукте обрабатывается мозгом одновременно. Например, когда во рту клубника, это будут сладкий вкус, клубничный запах, сочная с косточками консистенция. Сигналы от органов чувств, обработанные во многих частях коры головного мозга, смешиваются и дают комплексную картину. Через секунду мы уже понимаем, что едим. Причем общая картина создается нелинейным сложением составляющих. Например, кислотность лимонного сока можно замаскировать сахаром, и он будет казаться не таким кислым, хотя содержание протонов в нем не уменьшится.
Маленькие и большие
У маленьких детей больше вкусовых почек, поэтому они так обостренно все воспринимают и настолько разборчивы в еде. То, что в детстве казалось горьким и противным, легко проглатывается с возрастом. У пожилых людей многие вкусовые почки отмирают, поэтому еда им часто кажется пресной. Существует эффект привыкания к вкусу — со временем острота ощущения снижается. Причем привыкание к сладкому и соленому развивается быстрее, чем к горькому и кислому. То есть люди, которые привыкли сильно солить или подслащивать пищу, не чувствуют соли и сахара. Есть и другие интересные эффекты. Например, привыкание к горькому повышает чувствительность к кислому и соленому, а адаптация к сладкому обостряет восприятие всех других вкусов.
Ребенок учится различать запахи и вкус уже в утробе матери. Проглатывая и вдыхая амниотическую жидкость, эмбрион осваивает всю палитру запахов и вкусов, которые воспринимает мать. И уже тогда формирует пристрастия, с которыми придет в этот мир. Например, беременным женщинам за десять дней до родов предлагали конфеты с анисом, а потом смотрели, как вели себя новорожденные в первые четыре дня жизни. Те, чьи мамы ели анисовые конфетки, явно различали этот запах и поворачивали в его сторону голову. По другим исследованиям, тот же эффект наблюдается с чесноком, морковью или алкоголем.
Конечно, вкусовые пристрастия сильно зависят от семейных традиций питания, от обычаев страны, в которой вырос человек. В Африке и Азии кузнечики, муравьи и прочие насекомые — вкусная и питательная еда, а у европейца она вызывает рвотный рефлекс. Так или иначе, природа нам оставила немного простора для выбора: как именно вы будете ощущать тот или иной вкус, в значительной мере предопределено генетически.
Гены диктуют меню
Нам иногда кажется, будто мы сами выбираем, какую пищу любить, в крайнем случае — что мы едим то, к чему нас приучили родители. Но ученые все больше склоняются к тому, что выбор за нас делают гены. Ведь люди ощущают вкус одного и того же вещества по-разному, и пороги вкусовой чувствительности у разных людей также сильно отличаются — вплоть до «вкусовой слепоты» к отдельным веществам. Сегодня исследователи всерьез задались вопросом: действительно ли некоторые люди запрограммированы есть картофель фри и набирать вес, пока другие с удовольствием едят вареную картошку? Особенно это волнует США, которые столкнулись с настоящей эпидемией ожирения.
Впервые вопрос о генетической предопределенности обоняния и вкуса был поднят в 1931 году, когда химик фирмы «Дюпон» Артур Фокс синтезировал пахучую молекулу фенилтиокарбамида (ФТК). Его коллега заметил острый запах, который исходил от этого вещества, к большому удивлению Фокса, который ничего не чувствовал. Он также решил, что вещество безвкусно, а тот же коллега нашел его очень горьким. Фокс проверил ФТК на всех членах своей семьи — никто не чувствовал запаха…
Эта публикация 1931 года породила целый ряд исследований чувствительности — не только к ФТК, но и вообще к горьким веществам. Нечувствительными к горечи фенилтиокарбамида оказались примерно 50% европейцев, но лишь 30% азиатов и 1,4% индейцев Амазонии. Ген, ответственный за это, обнаружили только в 2003 году. Оказалось, что он кодирует рецепторный белок вкусовых клеток. У разных индивидов этот ген существует в разных версиях, и каждая из них кодирует немного другой белок-рецептор — соответственно фенилтиокарбамид может взаимодействовать с ним хорошо, плохо или вообще никак. Поэтому разные люди различают горечь в различной степени. С тех пор обнаружено около 30 генов, кодирующих распознавание горького вкуса.
Как это влияет на наши вкусовые пристрастия? Многие пытаются ответить на этот вопрос. Вроде бы известно, что те, кто различает горький вкус ФТК, испытывают отвращение к брокколи и брюссельской капусте. Эти овощи содержат молекулы, структура которых похожа на ФТК. Профессор Адам Древновски из Мичиганского университета в 1995 году сформировал три группы людей по их способности распознавать в растворе близкое к ФТК, но менее токсичное соединение. Эти же группы проверили на вкусовые пристрастия. Те, кто чувствовал уже очень маленькие концентрации тестового вещества, находили кофе и сахарин слишком горькими. Обычная сахароза (сахар, который получают из тростника и свеклы) казалась им более сладкой, чем другим. И жгучий перец жег гораздо сильнее.
По-прежнему спорным остается вопрос о вкусе жира. Долгое время считали, что жир мы распознаем с помощью обоняния, поскольку липиды выделяют пахучие молекулы, а также благодаря определенной текстуре. Специальные вкусовые рецепторы на жир никто даже не искал. Эти представления поколебала в 1997 году исследовательская группа Тору Фусики из университета Киото. Из эксперимента было известно, что крысята предпочитали бутылочку с едой, содержащую жиры. Чтобы проверить, связано ли это с консистенцией, японские биологи предложили грызунам без обоняния два раствора — один с липидами, а другой с похожей консистенцией, сымитированной благодаря загустителю. Крысята безошибочно выбрали раствор с липидами — видимо, руководствуясь вкусом.
В самом деле, выяснилось, что язык грызунов может распознать вкус жира с помощью специального рецептора — гликопротеина CD36 (транспортера жирных кислот). Французские исследователи под руководством Филлипа Бенара доказали, что, когда ген, кодирующий CD36, заблокирован, животное перестает отдавать предпочтение жирной пище, а в желудочно-кишечном тракте при попадании жира на язык не происходит изменения секреции. При этом животные по-прежнему предпочитали сладкое и избегали горькое. Значит, был найден специфический рецептор именно на жир.
Но человек — не грызун. Присутствие в нашем организме транспортного белка CD36 доказано. Он переносит жирные кислоты в мозг, сердце, вырабатывается в желудочно-кишечном тракте. Но есть ли он на языке? Две лаборатории, американская и немецкая, пытались прояснить этот вопрос, однако публикаций пока нет. Исследования на афроамериканцах, у которых обнаружено большое разнообразие гена, кодирующего белок CD36, как будто показывают, что способность распознавать жир в пище действительно связана с некоторыми модификациями конкретного гена. Есть надежда, что, когда будет найден ответ на вопрос «может ли наш язык чувствовать вкус жира», у врачей появятся новые возможности для лечения ожирения.
Животные-гурманы?
В XIX веке знаменитый французский гастроном и автор широко цитируемой книги «Физиология вкуса» Жан-Антельм Брийя-Саварен настаивал на том, что только человек разумный испытывает удовольствие от еды, которая вообще-то нужна просто для поддержания жизни. Действительно, современные исследования показали, что животные воспринимают вкус иначе, чем мы. Но так ли сильно отличаются вкусовые ощущения у людей и других представителей отряда приматов?
Опыты проводили на 30 видах обезьян, которым давали пробовать чистую воду и растворы с разными вкусами и разными концентрациями: сладкие, соленые, кислые, горькие. Оказалось, что их вкусовая чувствительность сильно зависит от того, кто и что пробует. Приматы ощущают, как и мы, сладкое, соленое, кислое и горькое. Обезьяна отличает фруктозу плода от сахарозы свеклы, а также танины коры дерева. Но, к примеру, уистити — порода обезьян, которая питается листьями и зеленью, более чувствительна к алкалоидам и хинину в коре деревьев, чем фруктоядные приматы Южной Америки.
Вместе с американскими коллегами из университета штата Висконсин, французские исследователи подтвердили это еще и электрофизиологическими экспериментами и свели воедино картину, полученную на разных видах обезьян. В электрофизиологических экспериментах регистрировали электрическую активность волокон одного из вкусовых нервов — в зависимости от того, какой продукт ест животное. Когда наблюдалась электрическая активность, это значило, что животное ощущает вкус данной пищи.
А как обстоит дело у человека? Чтобы определить пороги чувствительности, добровольцам вслепую давали пробовать сначала очень разбавленные, а потом все более концентрированные растворы, пока они не формулировали четко, каков же вкус раствора. Человеческое «дерево вкуса» в целом похоже на те, что получили для обезьян. У человека так же далеко разнесены в противоположные стороны вкусовые ощущения от того, что приносит энергию организму (сахара), и того, что может навредить (алкалоиды, танин). Бывает и корреляция между субстанциями одного типа. Тот, кто очень чувствителен к сахарозе, имеет шансы быть также чувствительным к фруктозе. Но зато нет никакой корреляции между чувствительностью к хинину и танину, а некто, чувствительный к фруктозе, не обязательно чувствителен к танину.
Коль скоро у нас и обезьян так похож механизм вкуса, значит ли это, что мы стоим совсем рядом на эволюционном дереве? Согласно наиболее правдоподобной версии, к концу палеозоя и появлению первых земных существ эволюция растений и животных шла параллельно. Растения должны были как-то сопротивляться активному ультрафиолетовому излучению молодого солнца, поэтому только те экземпляры, которые имели достаточно полифенолов для защиты, смогли выжить на суше. Эти же соединения защищали растения от травоядных животных, поскольку они токсичны и затрудняют переваривание.
У позвоночных в ходе эволюции развивалась способность различать горький или вяжущий вкус. Именно эти вкусы окружали приматов, когда они появились в кайнозойскую эру (эоцен), а затем и первых людей. Появление растений с цветами, которые превращались в плоды со сладкой мякотью, сыграло большую роль в эволюции вкуса. Приматы и плодовые растения эволюционировали совместно: приматы поедали сладкие фрукты и рассеивали их семена, способствуя росту деревьев и лиан в тропических лесах. А вот способность распознавать вкус соли (особенно поваренной) едва ли могла возникнуть в ходе коэволюции с растениями. Возможно, она пришла от водных позвоночных, а приматы просто унаследовали ее.
Интересно, приматы при выборе еды руководствуются только питательной ценностью и вкусом? Нет, оказывается, они могут поедать растения и с лечебной целью. Майкл Хаффман из Киотского университета в 1987 году на западе Танзании наблюдал за шимпанзе, у которого были проблемы с желудком. Обезьяна поедала стебли горького растения Vernonia amygdalina (вернония), которые шимпанзе обычно не едят. Выяснилось, что побеги дерева содержат вещества, помогающие против малярии, дизентерии и шистосомоза, а также обладающие антибактериальными свойствами. Наблюдение за поведением диких шимпанзе дало ученым пищу для размышлений: были созданы новые растительные лекарственные препараты.
В общем, вкус не сильно изменился в процессе эволюции. И приматам, и людям вкус сладкого приятен — в их организмах идет выработка эндорфинов. Поэтому, возможно, великий французский кулинар был не совсем прав — приматы тоже могут быть гурманами.
По материалам журнала
«La Recherche», №7-8, 2010
Кому не знакомо желание поесть чего-нибудь вкусненького. Кто-то любит сладкое, кто-то предпочтение отдает кислому, а некоторым людям подавай солененького или острого.
Исследователи утверждают, что не только сама пища, но и ее вкус приносит организму огромную пользу и оказывает целебное воздействие.
Вкусовые рецепторы, что это такое
От чего зависят эти пристрастия в еде, порой очень сложно объяснить. Этим занимается наука, и даже появилось новое направление, которое изучает физиологию вкуса и вкусовые рецепторы – вкусотерапия.
Различать вкус нам помогают рецепторы языка, которые находятся на языке человека, на стенках глотки, неба, миндалинах. Информация от рецепторов передается по волокнам языкоглоточного, лицевого и других нервов в кору больших полушарий и там формируется ощущение того или иного вкуса.
Вкусовые рецепторы — это особые клетки, которые находятся в луковицах, а луковицы на вкусовых сосочках. Вкусовые сосочки выстилают поверхность языка.
Но вкусовые клетки располагаются еще и на стенках глотки, миндалинах и помогают нам почувствовать всю прелесть вкушаемой пищи.
Получить полное представление вкуса помогает информация, которую мозг получает не только от вкусовых рецепторов, но и от обонятельных, тепловых, тактильных, нервных.
Вы, вероятно неоднократно замечали, что во время болезни, при заложенности носа и нарушение обоняния, вкус пищи искажается, она кажется нам совсем безвкусной.
Восприятие вкуса не обходится и без зубов, нервные окончания на корнях зубов, словно датчики давления передают информацию в мозг о твердости и структуре пищи.
Стоматологи утверждают, если вместе с зубами удалены и нервные окончания, то ощущения вкуса пищи изменяется.
Вкусовые рецепторы плохо воспринимают или искажают вкус пищи, если температура тела выше 38 градусов или напротив, очень низкая. Разное сочетание продуктов зачастую изменяет восприятие вкуса.
Допустим, вкус вина усиливается под воздействием сыра. Если перед глотком вина вы съели что-либо сладкое, то можете испытать совсем неожиданные вкусовые ощущения.
Нарушается восприятие вкуса и от частых ожогов слизистой рта и языка, когда человек принимает слишком горячую пищу и от химических ожогов, когда в неумеренных дозах принимается алкоголь или подобие алкоголя.
Чтобы дольше сохранить вкусовые рецепторы здоровыми, врачи не рекомендуют давать детям слишком острую, горячую, пряную пищу, тем более напичканную пищевыми добавки, под воздействием которых может произойти нарушение вкусовых ощущений.
Рецепторы вкуса работают только в присутствие слюны, которая растворяет сухие вещества и активизирует вкусовые рецепторы, кроме этого, слюна смывает остатки пищи, подготавливая язык к новым вкусовым ощущениям.
Но самая важная функция слюны заключается в том, что она связывая кислоты, защищает вкусовые сосочки от вредного воздействия на них.
Основные виды вкуса
Традиционно было принято выделять четыре основных вкуса: горький, сладкий, кислый и соленый, как вы видите на картинке.
Считалось, что рецепторы распознающие отдельный вкус располагаются группами, так сладкий находится на кончике языка, кислый по бокам…
Современные функциональные и молекулярные данные показывают, что рецепторы распределяются по всей поверхности языка, только отличаются плотностью.
Опираясь на эти данные можно с уверенностью сказать, что представленная выше «карта языка» — ошибочное устаревшее представление.
Что такое умами. В 20 веке в странах Юго-Восточной Азии, в Америке и Европе, в связи с производством добавки к пище, получившей название глутомат натрия, которая изменяет вкус пищи, стали выделять новый вкус – умами.
Умами – это вкус глутамата натрия, который считается пятым вкусом. Специалисты по разному объясняют его, одни утверждают, что он напоминает мясной бульон, другие, что он обладает вяжуще-пикантным вкусом.
Сладкий вкус ощущается под воздействием сахара, он ассоциируется с нежностью и уважением, а его недостаток в организме создает присутствие беспокойства.
Кислый вкус зависит от содержания в пище неорганических и органических кислот, он создает впечатление уверенности и удовлетворения. Недостаток этого вкуса порождает злость и гнев.
Соленый вкус обусловлен наличием неорганических ионов, он вызывает ассоциации наполненности и спокойствия, а его отсутствие зарождает внутренний страх.
Горький вкус обусловлен наличием алкалоидов, он связан с любовью и радостью, а его отсутствие приводит к опустошению.
Острый вкус вызывает решительность, недостаток же его в организме развивает печаль.
Интересны и такие факты, наш язык меньше всего из перечисленных вкусов ощущает сладкий вкус. Чтобы его определить, концентрация сахара должна превысить 1:200, для соли 1:400, для кислоты 1:130 000, для горечи 1:2 000 000. Но чтобы определить вкус вещества, его необходимо растворить, эту функцию в организме выполняет слюна.
А вот на Востоке издавна принято шесть рецепторных ощущений. Горький вкус у них подразделяется еще на два. Выделяется чисто горький, как хина (мы часто говорим, что огурец горький) и жгучий, к которому относится горчица, перец, редька.
Специалисты современности предлагают классификацию более обширную. Кроме перечисленных выделяют мятный, терпкий, металлический, щелочной и даже вкус жира и воды, но пока это неофициально.
Вкус жира был открыт совсем недавно японцами, они обнаружили, что крысы прекрасно распознают своими вкусовыми рецепторами липиды.
Интересен тот факт, что на языке человека более 30 рецепторов определяющих горький вкус , а вот для сладкого только — один, и для умами тоже всего один. А всего на нашем языке около 10 тысяч рецепторов вкуса!
Смешение вкуса
Вкусовые ощущения бывают чистыми и смешанными. Рецепторы языка одинаково чувствуют горький вкус, независимо от истории его происхождения, только подчеркивается его воздействие — слабое иди сильное. Поэтому мы никогда не говорим о нескольких видах сладкого, или горького, или соленого. Мы хорошо чувствуем либо яркость вкуса, либо его блеклость. И здесь важно подчеркнуть, что чисто соленым вкусом обладает только поваренная соль, другие же соленые вкусы отличаются интенсивностью.
Если смешиваются несколько чистых вкусов — получаются смешанные вкусы. И тогда наши рецепторы улавливают разнообразие ощущений, которые либо нравятся, либо вызывают отторжение. Восприятие вкуса улучшает качество жизни человека, обогащая ее новыми вкусовыми красками.
Вкусотерапия очень приятный вид лечения, где можно назначать лечение самостоятельно, ведь это просто прием пищи, хотя и с определенной целью.
Здоровья вам, уважаемые читатели!
В статьях блога используются картинки, из открытых источников Интернета. Если вы, вдруг, увидите свое авторское фото, сообщите об этом редактору блога через форму Обратная связь. Фотография будет удалена, либо будет поставлена ссылка на ваш ресурс. Спасибо за понимание!
МОСКВА, 9 авг — РИА Новости. Биологи нашли в языке мышей набор из особых молекул, участвующих в передаче информации о вкусе пищи в мозг, и «перемешали» их таким образом, что грызун начал считать сладкую пищу горькой, а горькую еду — сладкой, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
«Вкусовые рецепторы в нашем языке обновляются каждые три недели, и при этом обновлении нет никакой гарантии того, что рецепторы одного типа будут заменены такими же клетками. Каждый раз, когда происходит эта замена, клетка должна каким-то образом узнать, с какой частью мозга, распознающей вкусы, она должна соединиться», — рассказывает Ходжун Ли (Hojoon Lee) из Колумбийского университета в Нью-Йорке (США).
Считается, что большинство млекопитающих и птиц умеют различать пять базовых вкусов — кислый, сладкий, горький, соленый и «умами», вкус белков и глутамата натрия. Многие животные, к примеру, хищные кошки и пингвины, потеряли способность распознавать вкус сладкой и горькой пищи, так как это умение не помогает им выжить, в отличие от травоядных и всеядных животных.
Ученые достаточно давно считали, что язык человека содержит в себе обособленные наборы рецепторов, отвечающие за распознавание этих вкусов. К примеру, рецепторы сладкого находятся на кончике языка, горький вкус определяется клетками у его основания, а кислого и соленого — его краями.
Шесть лет назад Ли и его коллега Чарльз Цукер выяснили, что это на самом деле не так — все вкусовые сосочки языка оказались устроены одинаково, и все различия в их работе были связаны с тем, к каким регионам мозга они подключались. Эти клетки мозга, как обнаружили ученые, были жестко завязаны на распознавание определенного вкуса, и их работу нельзя было поменять, в отличие от универсальных рецепторов языка.
Соответственно, как продолжает Ли, возник вопрос — как именно клетки языка «узнают», что они связаны с центрами горького, сладкого или соленого вкуса? Пытаясь понять, как общаются эти клетки, ученые проанализировали то, какие гены были активны в рецепторах сладкого и горького вкуса и связанных с ними нервных клетках, и как эти наборы генов отличались между собой.
Эти усилия оправдали себя, и ученым удалось открыть два белка, семафорин-3а и семафорин-7а, которые одновременно участвовали в передаче информации из вкусовых сосочков в нейроны и помогали рецепторам найти свою «специализацию».
Открыв эти молекулы, биологи проверили, что произойдет, если поменять их местами. Для этого они поменяли ДНК мышей таким образом, что их рецепторы сладкого начали вырабатывать семафорин-3а, сигнал горького вкуса, а рецепторы горького начинали вырабатывать семафорин-7а, играющий противоположную роль.
После такой «процедуры» мыши начинали охотно поедать горькую пищу и пить воду, в которую биологи добавляли хинин и другие горькие вещества, которые грызуны обычно избегают. Сейчас ученые пытаются найти аналогичные молекулы, управляющие тремя остальными вкусами, изучение которых поможет понять, можно ли манипулировать вкусовыми ощущениями и в организме людей и менять вкус еды, не меняя ее содержимого.
Видео дня. Шокирующие подробности самого громкого развод года
Вкусовые рецепторы. О вкусовых зонах языка
Вас когда-нибудь посещало воспоминание из детства, в котором вы кушали что-то очень очень вкусное, а потом, попробовав эту заветную вкуснятину спустя несколько лет, она кажется вам не такой уж необыкновенно вкусной? И тогда вы говорите: Ах, сейчас не так готовят и продукты все не натуральные! На самом деле дело не в продуктах и поварах дело в нас самих и этому явлению есть простое медицинское объяснение. Но для начала кратенько об анатомии для общего развития, так сказать
Орган, отвечающий за восприятие вкуса в нашем организме, как известно — язык! Он устроен довольно просто. Вся поверхность языка покрыта сосочками. На каждом сосочке имеется большое количество вкусовых рецепторов, от которых идут нервные волокна, собирающиеся в пучки и в конечном счете попадающие в кору головного мозга, в центр, отвечающий за чувство вкуса, где импульс обрабатывается и мы ощущаем вкус. Разные рецепторы воспринимают разные вкусы. Но на языке есть 4 основные зоны вкусовосприятия в местах скоплений рецепторов к одному вкусу, каждая из которых отвечает за свой вкус сладкий, горький, кислый и соленый. Они представлены на картинке.
Кстати, именно соответственно такому расположению зон на языке создавались различные формы бокалов для напитков. Бокалы с тонким узким горлышком предназначены для напитков, имеющих доминирующий сладкий вкус. Из таких бокалов жидкость попадает сначала на кончик языка, и только потом частично на боковую поверхность, и кислый вкус отходит как бы на второй план.
И вот буквально на днях узнала интересный факт, что почти все люди к 60-ти годам теряют 50% вкусовых рецепторов (тех что расположены на сосочках языка). Оно собственно и заметно. Будучи ребенком вкусовые ощущения выраженны гораздо ярче, поэтому дети зачастую очень придирчивы к еде, с другой же стороны некоторые вещи кажутся им безумно вкусными! Взрослые же менее эмоционально относятся к приему пищи. Замечали наверняка эти факты за собой и за своими детками? А все объясняется именно тем, что по каким-то причинам вкусовые ощущения снижаются, и взрослые, когда кушают, например щи или жареный лук (которых так не любят дети), просто не чувствуют того вкуса, который в детстве доставлял неприятности.
Такое явления можно в общем то объяснить с двух теорий.
Во-первых чувство вкуса эволюционно дано человеку для того, чтобы различать пищу полезную и вредную. Иммунитет ребенка гораздо слабее, чем у взрослого, поэтому природа заставила малышей быть большими гурманами, дабы не съесть чего-нибудь нежелательное. Хотя с другой стороны, тут природа возможно и просчиталась, так как это привело и к тому, что в рот ребенок тащит все, что хорошо и что плохо лежит. Взрослому же не нужно так много чувствовать, так как он уже научен опытом и знает, что можно есть, а что нет, да и иммунитет уже сформирован. Поэтому лишние вкусовые рецепторы отмирают.
С другой же стороны, возможно дело не в отмирании рецепторов, а в исчезновении зоны в коре мозга, отвечающей за данный вкус. Многие люди ведь на протяжении всей жизни едят одно и тоже. На завтрак йогурт, бутерброд или яичница, в обед супчик и жареная картошка, на ужин еще бутербродик с чаем. Редко когда, особенно в большой семье, хозяйка готовит Филе акулы под соусом Песто или Лягушачьи лапки под соусом Шатобриан. Поэтому зона мозга, долго не получающая импульсов, просто напросто забывает свое предназначение и чувство притупляется. Так что, если всегда хотиче чувствовать, балуйте себя разнообразием блюд
На макросъемке сосочки языка выглядят как ковер с крупными ворсинками, между которыми скапливаются бактерии. Поэтому еще очень полезно чистить по утрам язык специальным скребком. Это очень обостряет вкус, так как налет, накопившийся за ночь на языке, мешает контакту пищи и вкусовых рецепторов. Чай утром покажется просто великолепным!=) Кроме того, чистка языка играет не меньшую роль в гигиене полости рта, чем чистка зубов, но об этом в одном из следующих постов.
Тоже интересно
На школьных уроках, в детской научно-популярной литературе многим из нас демонстрировали интересную карту. Нет не географическую, а карту нашего языка. Это было удивительным открытием: оказывается язык поделен на зоны, которые отвечают за восприятие отдельных вкусов — одна за горькое, вторая за сладкое, третья за кислое… Смотрится карта занимательно, но это все неправда. Или почти неправда.
Считается, что миф родился из давнишней (1942 г.) публикации гарвардского психолога Эдвина Г. Боринга, которая основывалась на статье немецкого автора Д.П. Ханига под названием «К психофизике вкусовых ощущений» — работа была написана в 1901 году. В реальности смысл того исследования заключался в том, что разные участки языка имеют разные пороги восприятия того или иного вкуса. То есть при попадании в полость рта горькой пищи задняя часть языка почувствует горечь лишь несколько раньше других частей. Однако прочитав статьи «по диагонали» публика решила, что есть участки языка, которые чувствительны только к горькому, или сладкому, или кислому, или соленому. Миф настолько укоренился, что в продаже появились даже «правильные» стаканы для вина, которые направляют напиток на нужные части языка, чтобы человек мог максимально насладиться ароматом.
Наиболее убедительно миф разоблачила биолог Вирджиния Коллинз еще в 1974 году. Она подняла работу Ханига, провела свои исследования и пришла к выводу, который, по сути, был уже сделан немецким ученым: да, есть разница в порогах восприятия, но разные вкусы человек способен воспринимать любым участком по всей площади языка.
Да, ну а что же показывает карта языка, с помощью которой иллюстрируют этот анатомический миф? Изначально она демонстрировала распределение вкусовых сосочков, которых много на периферии языка и меньше в центральной части.
В предыдущем выпуске рубрики мы рассказывали о том, что причина невесомости на орбите — вовсе не отсутствие гравитации.
строение и функции. Вкусовые рецепторы :: SYL.ru
Ощущение вкуса, как и любое другое ощущение, получаемое посредством органов чувств, является сложным и многогранным. Как правило, оно появляется при одновременном процессе приема пищи и восприятии запаха. Абсолютно все вещества, которые можно растворить в воде, имеют вкусовую окраску.
Механизмы формирования ощущений вкуса
Подавляющее большинство веществ, которые мы можем использовать в качестве пищи, имеют вкус. Физиологи выделяют четыре основных типа вкуса: горький, соленый, кислый и сладкий. Именно вкусовой анализатор отвечает за распознавание и разделение этих типов вкуса. Само ощущение вкуса можно описать как процесс восприятия вкусовыми рецепторами, расположенными в ротовой полости, молекул разнообразных веществ.
Для того чтобы разобраться, какую именно функциональную нагрузку несет данный анализатор, необходимо изучить его строение. Рассмотрим, как выглядит строение анализатора вкуса в нашем организме.
Основные отделы анализатора вкуса
В нашем организме есть особые системы восприятия информации из внешнего мира. Они отвечают за то, что мы можем слышать, чувствовать запах, получать тактильную информацию. Анализатор вкуса, функционирование и строение которого мы рассматриваем в данной статье, позволяет нам ощущать вкус. Он состоит из трех отделов. Периферический отдел – первый из них. Также его именуют вкусовым рецептором, или рецепторным отделом. Он восприимчив к раздражителям окружающей среды, которые способны вызвать в нервных окончаниях токи, затем трансформирующиеся в импульсы биоэлектрического характера.
Данные импульсы переходят во второй, проводниковый отдел анализатора вкуса. Он состоит из нерва, имеющего название афферентный нерв, и является центром вкусового анализатора. Вызванное возбуждение посредством него поступает в следующий отдел анализатора вкуса – корковый, который, по сути, является определенной зоной нашего головного мозга. В ней и происходит непосредственное формирование вкусовых ощущений.
Основные характеристики периферического отдела анализатора вкуса
Как мы выяснили ранее, по строению вкусовой анализатор разделен на три отдела. Подробнее изучим первый из них – периферический, или, по-другому, рецепторный. Он состоит из хеморецепторов, которые чувствительны к раздражителям. В данном случае раздражителями выступают разного рода химические реакции, которые периферический отдел способен распознавать по степени их силы и интенсивности, а также по качеству. Хеморецепторы являются частью почек вкуса (луковичек), которые расположены повсеместно по всей ротовой полости. Окончания нервов, наиболее восприимчивых к горькому вкусу, расположены на корне нашего языка; к сладкому – на его кончике; к соленому – на кончике и по бокам языка; к кислому – по его краям.
Что примечательно, на поверхность слизистой языка почка вкуса не имеет выхода, а связана с ней посредством поры вкуса. Каждый из хеморецепторов имеет в среднем 50 микроворсинок. Химические вещества, которые образуют нашу пищу, при контакте с микроворсинками оказывают на них раздражающее воздействие. Вследствие этого возникает реакция раздражения в периферическом отделе, которая трансформируется в возбуждение. Кстати, с течением жизни порог чувствительности рецепторов у человека повышается, что приводит к угасанию способности распознавать всю палитру оттенков вкуса.
У представителей животного царства чувствительность вкусовых рецепторов не затухает с возрастом. Кроме того, у них наиболее ярко выражена связь между системами обоняния и вкуса. К примеру, вкусовые рецепторы у кошачьих (так называемые трубочки Якобсона) являются одновременно с этим еще и обонятельными окончаниями нервов. Именно это позволяет тоньше различать качество пищи.
Основные характеристики проводникового отдела анализатора вкуса
В продолжение изучения отделов вкусового анализатора рассмотрим теперь, каким именно способом нервные токи, поступающие из хеморецепторов, достигают нужного отдела мозга. Непосредственную роль в этом процессе играет проводниковый отдел анализатора вкуса. Волокна одиночного пути анализатора вкуса включают в себя следующие нервы: блуждающий, язычный и языкоглоточный. Посредством этих нервов все импульсы, возникающие в результате раздражения анализатора вкуса, передаются в головной мозг, а именно – в его стволовую часть, носящую название продолговатый мозг. Из продолговатого мозга импульс проходит путь по мосту, достигает отдела таламуса (зрительные бугры), из которого поступает уже в кору головного мозга, а именно — в его височную долю.
Именно поэтому нарушение работы проводникового отдела может привести к потере вкусовых ощущений, хоть и частичной. Так может произойти, например, в результате пареза лицевого нерва. Примерно то же самое может произойти и в результате проведения операции на лицевом нерве. Она может вызвать снижение функции проводимости по нервному пути. В результате также может произойти снижение восприимчивости к вкусовым ощущениям.
Основные характеристики коркового отдела анализатора вкуса
Корковой части любого анализатора, в том числе и вкуса, соответствует определенная зона ЦНС (центральной нервной системы), которая расположена в коре головного мозга. Восприятие и дифференциация всех вкусовых ощущений, которая является основной функцией вкусового анализатора, происходит именно в коре головного мозга. Таким образом, раздражение от хеморецепторов передается в височную долю мозга посредством центростремительных нервов, и именно там происходит окончательное различие вкуса и его расчленение на отдельные составляющие: горькое, соленое, сладкое и кислое.
Взаимосвязь между строением и функциями анализатора вкуса
Необходимо понимать, что все отделы вкусового анализатора тесно связаны между собой. Любое повреждение проводникового, рецепторного или коркового отдела может привести к потере способности различать вкусовые ощущения. Специфика вкусовых ощущений, возникающих в результате воздействия химических веществ на хеморецепторы, обусловлена физиологическим строением отделов анализатора вкуса.
Механизм возникновения аппетита
Аппетитом физиологи называют потребность в еде, которая имеет эмоционально-физиологический характер, а также то ощущение радости и удовлетворения, которое мы получаем при виде еды, а затем в процессе ее употребления. Формирование аппетита происходит при участии совокупности нескольких анализаторов человеческого организма, а именно – зрительного, вкусового и обонятельного.
Что общего у вкусового и обонятельного анализаторов? Совокупность запаха, вида и вкуса еды представляет собой условный раздражитель. Именно он служит катализатором процесса возбуждения в нервных окончаниях. После этого по известному уже нам пути возбуждение поступает в пищеварительный центр, который расположен в таких зонах головного мозга, как таламус, продолговатый мозг. Непосредственное участие в формировании аппетита также принимает и лимбическая система организма.
Принцип дифференциации вкусовых ощущений
Полагаясь на исследования ученых-физиологов, мы выяснили, что хеморецепторы вкусового анализатора человека приходят в возбуждение под воздействием таких раздражителей, как внешний вид, запах и вкус пищи. Дифференциация основных четырех ранее рассмотренных видов вкуса, а также всей гаммы их оттенков, происходит в результате осуществления аналитико-синтетической деятельности такого отдела головного мозга, как кора больших полушарий. Вкусовой центр находится именно в ней, а если точнее – в ее височной доле.
Как говорилось ранее, разного рода травмы и патологии отделов вкусового анализатора, и височной доли головного мозга в том числе, могут привести к полной или частичной потере возможности распознавать вкус. Данное явление называется агевзией. Агевзия может возникнуть и не в результате травм, а, например, при возникновении вирусных инфекций из верхнего отдела дыхательных путей. При возникновении ринитов или синуситов наблюдает воспаление и отек слизистой оболочки ротовой полости и носоглотки, а также гипертермия (повышение температуры тела на фоне воспалительного процесса). Именно отечность и гипертермия могут значительно снизить чувствительность хеморецепторов к раздражителям. Такова физиология вкусового анализатора.
Сенсорный анализ пищи
Несмотря на то что у всех нас строение анализатора вкуса идентично, порог чувствительности все же у всех различается. У некоторых, как правило, благодаря генетическим особенностям порог чувствительности значительно снижен, в результате чего они могут различать на порядок больше вкусовых и обонятельных оттенков. Такие люди часто работают дегустаторами. Интересно, что вкусовой анализатор у некоторых настолько чувствителен, что они могут различать до 450 видов чая, опираясь на свои вкусовые ощущения. Однако подавляющая часть людей не имеет такой способности, так как их порог чувствительности более высокий. В основной своей массе мы используем вкусовой анализатор в первую очередь для анализа непосредственно вкусового качества употребляемой пищи. Это позволяет удовлетворить нашу потребность в качественной и свежей еде.
Повышенная чувствительность хеморецепторов может наблюдаться также и в период беременности и лактации у женщин, в состоянии стресса.
Но и в обычных условиях можно усилить вкусовые качества пищи путем ее нагревания до температуры +30-40 градусов. Как известно, данный прием используют при определении вкусовых качеств вина и пива в процессе дегустации.
Карта языка: безвкусный миф развенчан
Представление о том, что язык сопоставлен с четырьмя областями — сладкий, кислый, соленый и горький — неверно. Пока что определены пять основных вкусов, и весь язык может ощущать все эти вкусы более или менее одинаково.
Как сообщается в журнале Nature в этом месяце, ученые определили белок, который обнаруживает кислый вкус на языке. Это довольно важный белок, поскольку он позволяет нам и другим млекопитающим распознавать испорченную или незрелую пищу.Это открытие было воспринято как незначительный прорыв в определении вкусовых механизмов, включающий годы исследований с использованием генно-инженерных мышей.
Это может показаться простым, но, что примечательно, о зрении и слухе известно гораздо больше, чем о более сложных чувствах, чем вкус.
Карты, подобные этой, были издавна. Но они не правы. LiveScience Bad Graphic. Image: stock.xchange
Только в последние годы были выявлены вкусовые рецепторы. Одним из первых прорывов в исследовании вкуса стало то, что в 1974 году стало понятно, что языковая карта — это, по сути, вековое недоразумение, которое никто не оспаривал.
Возможно, вы знаете карту: вкусовые рецепторы для «сладкого» находятся на кончике языка; «соленые» вкусовые рецепторы находятся с обеих сторон передней части языка; за этим стоят «кислые» вкусовые рецепторы; и «горькие» вкусовые рецепторы — путь позади. Говорят, что бокалы обслуживают эту договоренность.
Карта языка достаточно проста, чтобы оказаться неправой дома. Положите соль на кончик языка. Вы попробуете соль. По неизвестным причинам ученые никогда не удосужились оспорить эту неудобную правду.
Карта расстроила многих школьников, включая меня, которые не смогли провести эксперимент прямо на уроке науки. Я не смог настаивать на том, что я могу попробовать сахар на моем языке.
На самом деле, есть больше вкуса, чем сладкий, кислый, соленый и горький. Большинство ученых согласны с тем, что существует пятый характерный вкус, называемый умами, который был обнаружен японским ученым по имени Кикунаэ Икеда в начале 1900-х годов (и игнорировался Западом в течение большей части двадцатого века). Это вкус глютамата.Это часто встречается в японских продуктах, в частности, в комбу, типе морского овоща, похожего на водоросли, а также в глютамате бекона и мононатрия (MSG), который Икеда выделил и запатентовал. Там также много споров о существовании шестого вкусового рецептора жира.
Карта языков восходит к исследованиям немецкого ученого по имени Д.П. Ханиг, опубликованный в 1901 году. Не знакомый с японской кухней, Ханиг решил измерить относительную чувствительность языка к четырем известным основным вкусам.Основываясь на субъективных прихотях своих добровольцев, он пришел к выводу, что чувствительность к четырем вкусам варьируется по языку, со сладкими ощущениями, достигающими пика на кончике и т. Д.
| Плохое лекарство |
| Плохое лекарство появляется каждый вторник на LiveScience. Другие естественно плохие идеи: |
В 1942 году Эдвин Боринг, известный историк психологии в Гарвардском университете, также явно незнакомый с японской кухней, взял необработанные данные Ханига и вычислил действительные числа для уровней чувствительности.Эти числа просто обозначали относительную чувствительность, но они были нанесены на график таким образом, что другие ученые предполагали, что области с более низкой чувствительностью являются областями без чувствительности. Современная языковая карта родилась.
В 1974 году ученый по имени Вирджиния Коллингс пересмотрел работу Ханига и согласился с его основным пунктом: были различия в чувствительности к четырем основным вкусам вокруг языка. (Производители бокалов радовались.) Но вариации были небольшими и незначительными. (Производители бокалов проигнорировали эту часть.Коллингс обнаружил, что все вкусы могут быть обнаружены везде, где есть вкусовые рецепторы — вокруг языка, на мягком нёбе в задней крышке рта и даже в надгортаннике, откидной створке, которая блокирует пищу из дыхательных путей.
Более поздние исследования показали, что вкусовые рецепторы, по-видимому, содержат от 50 до 100 рецепторов для каждого вкуса. Степень вариации все еще обсуждается, но самый лучший способ описать карту языка — это упрощение. Почему учебники продолжают печатать карту языка, теперь остается загадкой.
Что касается мифа о том, что язык — самая сильная мышца в теле, то это, похоже, не соответствует действительности ни в одном определении «силы». Массажер, или мышца челюсти, является самым сильным из-за своего механического преимущества, в котором мышцы прикрепляются к челюсти, образуя рычаг. Четырехглавая мышца и большая ягодичная мышца имеют самую высокую концентрацию поперечно-полосатых мышечных волокон, что является чистой мерой силы. Сердце — самая сильная мышца, если вы измеряете силу как непрерывную деятельность без усталости.
Язык, с другой стороны, быстро изнашивается — по крайней мере, у некоторых людей.
Кристофер Ванджек является автором книг «Плохое лекарство» и «Еда на работе». Есть вопрос о плохой медицине? Электронная почта Wanjek. Если это действительно плохо, он просто может ответить на это в следующей колонке. Плохое лекарство появляется каждый вторник на LIveScience.
- Top Urban Legends
- Редкие, но реальные: люди, которые чувствуют, ощущают вкус и слышат цвет
- Крупнейшие популярные мифы
10 интересных фактов о вашем вкусе и вкусе
Вкусный язык!
Мы постоянно пользуемся языками, чтобы есть, говорить и глотать. Еда просто не была бы такой же без рабочего языка, но вы когда-нибудь задумывались о том, как этот удивительный орган делает то, что делает? У нас есть, и мы собираемся поделиться некоторыми из самых интересных фактов о вашем языке.
Средний язык составляет около 3 дюймов в длину.
Языки измеряются от надгортанника (лоскут хряща во рту в задней части языка) до кончика. Средняя длина языка взрослого мужчины составляет 3,3 дюйма (8,5 см), а средняя длина языка взрослой женщины — 3,1 дюйма (7,9 см).
Согласно мировым рекордам Гиннеса, нынешний титул самого длинного в мире языка принадлежит американцу по имени Ник Штоберл, чей язык составляет 3,97 дюйма (10,1 см).
Ваш язык имеет от 2000 до 4000 вкусовых рецепторов.
Средний взрослый имеет в общей сложности от 2000 до 4000 вкусовых рецепторов. Сенсорные клетки вкусовых рецепторов, отвечающие за восприятие вкуса, обновляются каждую неделю.
Около четверти населения считается «супертастерами», людьми с повышенным чувством вкуса, особенно для горьких продуктов и особенно горького соединения, называемого 6-н-пропилтиоурацилом (PROP). Другая четверть считается «ненастроителями», которые, к счастью, могут пробовать еду, но менее чувствительны и не могут обнаружить горький вкус PROP.
Вы не видите свои вкусовые рецепторы.
Вкусовые рецепторы не видны человеческому глазу. Те маленькие розовые и белые выпуклости, которые вы видите на своем языке, на самом деле называются папиллами, похожими на волосы, которые лежат на вершине вкусовых рецепторов. Каждый имеет в среднем шесть вкусовых рецепторов, похороненных внутри его поверхностной ткани.
Большинство ваших вкусовых рецепторов нельзя увидеть невооруженным глазом.То, что вы видите как вкусовые рецепторы, это вкусовые сосочки, которые представляют собой маленькие бутоны, содержащие сенсорные нервные клетки, отвечающие за чувство вкуса.
Существует три типа папилл: грибовидные, округлые и лиственные. Грибковидные папиллы являются наиболее распространенными и встречаются в основном на кончике языка и по краям. Эти папиллы нельзя увидеть невооруженным глазом.
Два других типа папилл встречаются реже, но их можно увидеть невооруженным глазом. Кругловатые папиллы крупные и расположены в форме буквы V сзади языка, рядом с горлом.Есть только 7-12 округлых папилл, которые округлые и приподняты. У нас также около 20 лиственных папилл на задних краях языка, которые также видны невооруженным глазом.
У вас есть вкусовые рецепторы в других местах, кроме вашего языка.
Это правда, что большинство вкусовых рецепторов находятся на вашем языке, но есть также вкусовые клетки в задней части вашего горла, на надгортаннике (этот лоскут хряща во рту в задней части языка), ваш нос и пазухи, все путь вниз по горлу к верхней части пищевода.Младенцы и маленькие дети имеют еще больше клеток, которые чувствуют вкус в слизистых оболочках губ и щек. Все эти клетки посылают сигналы в мозг, которые превращаются в то, что мы воспринимаем как вкус.
Вы не чувствуете разные вкусы в разных частях языка.
Мы выросли, полагая, что у языка было четыре вкусовых зоны: одна для сладкой, кислой, соленой и горькой, но это не так.Эти вкусы, наряду с пятым вкусом, называемым умами (острым), можно почувствовать на всех частях языка. Стороны языка в целом более чувствительны, чем середина, а задняя часть нашего языка более чувствительна к горьким вкусам.
,Все видели карту языка — ту маленькую диаграмму языка с различными секциями, аккуратно оцепленными для разных вкусовых рецепторов. Сладкий спереди, соленый и кислый по бокам и горький сзади.
Возможно, это самый узнаваемый символ в изучении вкуса, но это неправильно.Фактически, он был опровергнут химиологами-хемосенсорами (людьми, которые изучают, как органы, такие как язык, реагируют на химические раздражители) давно.
Способность ощущать сладкое, соленое, кислое и горькое не разделяется на разные части языка. Рецепторы, которые воспринимают эти вкусы, на самом деле распределены по всему. Мы знали это давно.
И все же вы, вероятно, видели карту в школе, когда узнали о вкусе. Так откуда это взялось?
Эта знакомая, но не совсем правильная карта берет свое начало в статье 1901 года немецкого ученого Дэвида П. Хенига, Zur Psychophysik des Geschmackssinnes.
Хениг намеревался измерить пороги восприятия вкуса по краям языка (то, что он называл «поясом вкуса») с помощью капель стимулов, соответствующих соленым, сладким, кислым и горьким вкусам с интервалами по краям языка ,
Это правда, что кончик и края языка особенно чувствительны к вкусам, так как эти области содержат много крошечных чувствительных органов, называемых вкусовыми рецепторами.
Хениг обнаружил, что в языке есть некоторые различия в том, сколько стимулов потребовалось, чтобы вкус появился.Хотя его исследования никогда не проверяли общепринятый пятый основной вкус, умами (пикантный вкус глутамата, как у глутамата натрия или глутамата натрия), гипотеза Хенига в целом подтверждается. Разные части языка имеют более низкий порог для восприятия определенных вкусов, но эти различия довольно незначительны.
Проблема не в выводах Хенига. Вот как он решил представить эту информацию. Когда Хениг опубликовал свои результаты, он включил линейный график своих измерений.График показывает относительное изменение чувствительности для каждого вкуса от одной точки к другой, а не против других вкусов.
Карта вкуса: 1. Горькая 2. Кислая 3. Соль 4. Сладкая. (MesserWoland через Wikimedia Commons, CC BY-SA)Это была скорее художественная интерпретация его измерений, чем точное их представление. И это выглядело так, как будто разные части языка были ответственны за разные вкусы, вместо того, чтобы показать, что некоторые части языка были немного более чувствительны к определенным вкусам, чем другие.
Но эта хитрая интерпретация все еще не дает нам карту вкуса. Для этого нам нужно обратиться к Эдвину Г. Борингу. В 1940-х годах этот график был переосмыслен профессором психологии Гарварда Борингом в его книге «Ощущение и восприятие в истории экспериментальной психологии».
ВерсияBoring также не имела значимого масштаба, что приводило к тому, что наиболее чувствительная область каждого вкуса была выделена в то, что мы теперь знаем как карту языка.
За десятилетия, прошедшие с момента создания карты языка, многие исследователи опровергли ее.
Действительно, результаты ряда экспериментов показывают, что все области рта, содержащие вкусовые рецепторы, включая несколько частей языка, мягкое небо (на крыше рта) и горло, чувствительны ко всем вкусовым качествам.
Наше понимание того, как информация о вкусе передается от языка к мозгу, показывает, что индивидуальные вкусовые качества не ограничиваются какой-либо одной областью языка. Два разных черепных нерва ответственны за восприятие вкуса в разных областях языка: глоссофарингеальный нерв сзади и ветвь лицевого нерва хорды спереди.Если бы вкусы были исключительными для их соответствующих областей, то, например, повреждение барабанной перепонки лишило бы человека вкуса сладкого.
В 1965 году хирург Т.Р. Булл обнаружил, что субъекты, у которых в медицинских процедурах была вырезана хорда барабанная перепонка, также не сообщили о потере вкуса. А в 1993 году Линда Бартошук из Университета Флориды обнаружила, что, применяя анестезию к нерву барабанной перепонки, субъекты могут не только ощущать сладкий вкус, но и ощущать его еще более интенсивно.
Современная молекулярная биология также выступает против языковой карты. За последние 15 лет исследователи выявили многие рецепторные белки, обнаруженные на вкусовых клетках во рту, которые имеют решающее значение для обнаружения вкусовых молекул.
Например, теперь мы знаем, что все, что мы считаем сладким, может активировать один и тот же рецептор, в то время как горькие соединения активируют совершенно другой тип рецептора.
Если карта языка была правильной, можно было бы ожидать, что сладкие рецепторы будут локализованы на передней части языка, а горькие рецепторы — на задней.Но это не так. Скорее, каждый тип рецептора находится во всех областях вкуса во рту.
Несмотря на научные данные, языковая карта врезалась в общеизвестные знания и до сих пор преподается во многих классах и учебниках.
Правда, тест не требует лаборатории. Заварить чашку кофе. Взломать содовую. Прикоснитесь к соленому кренделю к кончику языка. В любом тесте становится ясно, что язык может воспринимать эти вкусы повсюду.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Стивен Д. Мангер, заместитель директора Центра запаха и вкуса; Профессор фармакологии и терапии, Университет Флориды. Эта статья была написана в соавторстве с Дрю Уилсоном, специалистом по коммуникациям в Центре запаха и вкуса Университета Флориды.
,Как работают наши вкусовые рецепторы?
Возможно, вас не удивит тот факт, что у нас есть много языков, чтобы поблагодарить за нашу способность воспринимать вкус.
Поверхность нашего языка покрыта крошечными выпуклостями, называемыми сосочками, которые содержат наши вкусовые рецепторы, а также некоторые железы, которые помогают в создании и выделении слюны. Существует четыре разных типа папилл, которые бывают разных форм и размеров и могут быть найдены в разных частях нашего языка в разных количествах.Однако у большинства из них есть общие вкусовые рецепторы.
Наши языки могут иметь от 2000 до 8000 вкусовых рецепторов. Изображение адаптировано из: Олег Магни; CC0 Вкусовые рецепторы представляют собой комбинацию клеток — базальных клеток, столбчатых (структурных) клеток и от 10 до 50 клеток вкусовых рецепторов, которые обновляются каждые 9-10 дней. Некоторые из этих рецепторных клеток содержат на своей поверхности белки, которые связываются с некоторыми химическими веществами из нашей пищи, в то время как у других есть ионные каналы, которые активируются различными химическими веществами.Как только рецептор обнаружил конкретное химическое вещество, эта информация передается по ряду нервных путей в мозг, где воспринимается вкус.
Количество вкусовых рецепторов у людей может сильно различаться. Средний взрослый человек имеет от 2000 до 8000 вкусовых рецепторов — у некоторых людей меньше, более крупных вкусовых рецепторов, в то время как у других гораздо больше вкусовых рецепторов меньшего размера.
Несмотря на то, что мы, возможно, узнали в школе, на самом деле это не правда, что есть определенные области языка, отвечающие за определенные вкусовые ощущения.Тем не менее, существуют разные типы вкусовых рецепторов, каждый из которых активируется различным набором химических веществ, чтобы вызвать различные вкусовые ощущения, которые мы ощущаем.
Микрофотография поперечного сечения некоторых сосочков на поверхности языка Изображение адаптировано из: Рейтан; CC0 Рецепторы сладкого, горького, кислого вкусов и вкусов умами — это белки (вырабатываемые и кодируемые определенными генами в нашей ДНК), обнаруживаемые на поверхности клеток. Они реагируют в присутствии определенных химических веществ, вызывая последовательность событий, приводящих к химическому сообщению, описанному выше.Солевой рецептор, называемый эпителиальным натриевым каналом, по сути является мембраной, которая пропускает ионы натрия в определенные клетки нашего организма. Подобный механизм ионного канала может также быть вовлечен в обнаружение кислых вкусов.
Но это не только вкусовые ощущения на наших языках — есть также вкусовые рецепторы, обнаруженные в нашем горле и в кишечнике, хотя они действуют немного иначе, чем на нашем языке.
То, как пахнет еда, также важно для нашего общего вкуса.Во время жевания летучие вещества высвобождаются и попадают из задней части рта в нос, где они стимулируют нашу обонятельную систему. Без этого большая часть аромата пищи, которую мы едим, пропускается, в отличие от того, что воспринимается нашими вкусовыми рецепторами.
Есть и другие ощущения, помимо вкуса, которые происходят во рту. Белок TRP-V1 активируется теплом — возможно, глотком горячего супа, но также капсаицином (острый перец чили), пиперином (черный перец) и аллилизотиоциананатом (горячая горчица).Белок TRPM8 запускается, когда мы едим холодные продукты, такие как мороженое, и он также отвечает за чувство холода, которое мы испытываем, когда мы едим продукты с ментолом, мятой или эвкалиптом.
Есть рецепторы, которые активируются, когда мы едим горячие продукты, такие как перец чили. Изображение адаптировано из: Лукас Матеу; CC BY 2.0 Текстура и консистенция пищи — как она ощущается у нас во рту — также важны для того, как мы воспринимаем ее вкус и нравится ли он нам. Ученые потратили много времени на изучение реологии (то, как течет жидкое вещество) и трибологии (как масла и жиры смазывают пищу и рот во время еды), чтобы понять, как эти факторы влияют на пищевые предпочтения людей.
На то, как мы воспринимаем вкус, влияет целый ряд различных факторов, от наших вкусовых рецепторов до наших генов. Многое происходит, когда вы наслаждаетесь утренней чашкой кофе или вкусным соленым чипсом.
Эта статья была адаптирована с содержания веб-сайта Академии и рецензирована следующими экспертами: профессор Рассел Кеаст Центр передовых исследований в области сенсорных наук и Школа наук о физической культуре и питании; Университет Дикин; профессор Маргарет Олман-Фаринелли Центр Чарльза Перкинса, Университет Сиднея; Доктор Ингрид Аппельквист Старший научный сотрудник, Сельское хозяйство и пищевая промышленность, CSIRO ,
Leave A Comment