Какими бывают рецепторы на языке и за что они отвечают?

В организме человека содержится огромное множество рецепторов, передающих нервной системы сигналы разного типа о раздражителях вроде температуры, прикосновения, давления или боли. Одним из самых богатых рецепторами органов является язык, назначение которого – не только проталкивание пищи в горло, ее начальная переработка или артикуляция, но также определение вкуса еды или жидкости.

Правильное функционирование рецепторной системы языка жизненно важно для человека, так как она позволяет предупредить проглатывание вредных веществ и оценить качество съедаемых продуктов.

Типы рецепторов языка

У рецепторов на языке может быть разная спецификация: например, там содержатся механорецепторы и терморецепторы, первые из которых помогают оценить консистенцию пищи, а вторые – ее температуру. Тем не менее, основными инструментами оценки, содержащимися в языке, являются хеморецепторы, которые отвечают за определение вкуса.

Данный механизм для человека, как и для других млекопитающих, имеет огромное значение, так как позволяет отличать съедобные объекты от несъедобных, а это определяет успешность выживания. Вкусовые рецепторы на поверхности языка располагаются во вкусовых почках (иначе – сосочках), при этом они присутствуют также на твердом небе и в глотке.

Хеморецепторы содержат в себе специальный комплекс белков, которые при взаимодействии с тем или иным химическим раздражителем изменяют свои свойства, преобразуя получаемый сигнал в нервный импульс, идущий в мозг. Очень долгое время ученые считали, что существует только четыре специфических вкуса, которые могут быть различимы рецепторами языка:

  • сладкий;
  • горький;
  • кислый;
  • соленый.

Есть и пятый тип вкуса, на который реагируют определенные рецепторы во вкусовых сосочках, и который называется «умами»: он характеризует вещества с высоким содержанием белков. В первую очередь, к ним относятся приготовленные морепродукты и мясо, а также сыры, орехи, грибы и некоторые овощи.

Альтернативная классификация добавляет к названным выше типам терпкий, мятный, жгучий, щелочной и другие вкусы.

Важно! Глобально, вкусовой сигнал направляется от языка в мозг по двум нервным каналам – лицевому и языкоглоточному. Каждый из них отвечает за свои части языка: первый – за передние две трети, а второй – за последнюю треть.

Функционирование рецепторов

Было бы неверно полагать, что только вкусовые рецепторы языка определяют вкус продукта, формируемый в мозгу. В финальной оценке потребляемого вещества принимают участие также осязательные (тактильные) и обонятельные ощущения, комплекс которых и позволяет выделять ощущения жжения, вязкости, «царапанья», терпкости и так далее. Для упрощения анализа принято рассматривать только четыре базовых вкуса, получаемых хеморецепторами.

Читайте также: «В чем особенности молочных и постоянных зубов у детей?»

Ощущение солености в большинстве случаев создает присутствие в съедобном веществе хлорида натрия, в быту называемого поваренной солью. Его улавливают специальные ионные каналы на языке, которые изменяют свой потенциал действия – волну возбуждения в живой клетке. Соленый вкус имеет свойство «смешиваться» с кислым во время оценки их мозгом, поэтому в большинстве случаев человек, испытывающий оба вкуса одновременно, затрудняется ответить, какой из них сильнее.

Кислый вкус напрямую зависит от кислотности пищи, определяемой параметром рН. Нейтральным значением этого параметра считается число семь, соответствующее кислотности человеческой слюны (с небольшими вариациями в разные стороны). Соответственно, продукт с меньшим значением рН воспринимается рецепторами как кислый, а с большим вызывает ощущение «мыльности».

Сладкий вкус образуют различные сахара, глицерин, некоторые белки и аминокислоты. Их определением на языке занимаются так называемые G-белки, расположенные внутри вкусовых сосочков.

Горький вкус языком воспринимается также благодаря G-белкам в рецепторах, и главное его назначение, выработанное в период эволюции – предупреждение человека о вероятной опасности поглощения того или иного вещества. Связано это с тем, что многие растительные алкалоиды, ядовитые для людей, обладают выраженным горьким вкусом.

По этой причине сегодня во многие токсичные вещества при их производстве добавляют искусственную горечь, чтобы отпугнуть тех, кто случайно или намеренно решит их попробовать.

Обратите внимание! Некоторые научные источники выделяют также вкус воды, на который реагируют рецепторы языка, передавая сигнал в волокна лицевого нерва. Тем не менее, субъективное восприятие этого вкуса зависит от того, какое вкусовое ощущение ему предшествовало.

Ранние исследования немецких ученых в 19-м веке определили, какие зоны языка отвечают за тот или иной конкретный вкус: сладость и соленость воспринимаются кончиком языка, кислотность – боковыми зонами, горечь – средней частью спинки. Данное понимание «вкусовой карты» языка стало традиционным и укрепилось в науке, однако недавно полученные данные опровергают эту ошибочную теорию. Согласно им, все типы вкусовых рецепторов присутствуют во всех зонах языка, а единственное различие заключается лишь в плотности их распределения.

Расстройство вкуса

По некоторым причинам у человека может возникнуть расстройство вкуса – дисгевзия, которая делится на следующие типы:

  • агевзия;
  • парагевзия;
  • фантагевзия;
  • гипогевзия.

Последняя разновидность является самой распространенной, и представляет собой расстройство вкуса, связанное с усугублением работы рецепторов языка. Состояние гипогевзии может быть кратковременным или продолжительным. Основной причиной этого расстройства является повреждение вкусовых сосочков, однако оказывать влияние на формирование патологии может ряд других состояний:

  • полный или парциальный паралич лицевых нервов;
  • черепно-мозговые травмы;
  • простудные заболевания, сопровождающиеся искажением обоняния и, как следствие, искажением вкусовых ощущений;
  • раковые новообразования в области рта.

    Основной причиной этого расстройства является повреждение вкусовых сосочков.

Также речь может идти о молочнице, последствиях лучевой терапии, недостатке целого перечня витаминных компонентов, применении лекарственных препаратов и о многом другом. Лечение гипогевзии напрямую зависит от того, почему возникло описываемое состояние. Если причина заключается в применении препаратов, тогда снижают их дозировку, если причиной оказался паралич – необходимо озаботиться восстановлением состояния сосудов.

Ускорить восстановление рецепторов языка могут препараты искусственной слюны, например, Гипосаликс. Назначают Иммунал и другие общеукрепляющие средства, предназначенные для укрепления иммунитета и улучшения работы организма.

skzub.ru

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

moosbeere.ru

Коллекция заблуждений: разные участки языка чувствительны только к одному вкусу

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.

www.popmech.ru

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

elementy.ru

Структуры, участвующие в ВосприятиИ запаха

Вкусовой анализатор

Воспринимает химические (вкусовые) раздражения. Происходит определение вкусовых качеств еды при непосредственном контакте со слизистой оболочкой ротовой полости

Отделы вкусового анализатора:

  • Периферический отдел – рецепторы вкуса (вкусовые почки или луковицы) – хеморецепторы слизистой оболочки языка, задней стенки глотки, мягкого неба, миндалин, надгортанника

  • Проводниковый отдел – волокна лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов

  • Центральный отдел – нижняя часть постцентральной извилины коры больших полушарий

Вкусовая почка (луковица) (примерно 10000) – имеет колбовидную форму, длина и ширина 70 мкм, соединена с полостью рта через вкусовую пору, содержит 2 вида клеток:

  • опорные (внешние)

  • вкусовые (внутренние) – 2-6 клеток в одной вкусовой почке, через 250 часов каждая клетка сменяется молодой

Нервные волокна свободно заканчиваются внутри луковицы

Рис. 6.27. Структура вкусовой почки

Зоны вкусовой чувствительности

Существуют различные типы вкусовых сосочков, отвечающих за определение различных вкусов:

  • кислое

  • соленое

  • горькое

  • сладкое

Рис. 6.28. Карта вкусовых рецепторов

острое – болевые рецепторы

На поверхности языка сосочки расположены неравномерно, поэтому разные зоны языка имеют различную вкусовую чувствительность

Рис. 6.29. Виды вкусовых сосочков

Рис. 6.30. Расположение вкусовых сосочков, их иннервации и зон максимальной чувствительности к разным вкусовым качествам на языке человека:

1 – желобовидные сосочки

2 – листовидные сосочки

3 – грибовидные сосочки

4 – зона восприятия сладкого вкуса

5 – зона восприятия соленого вкуса

6 – зона восприятия кислого вкуса

7 – зона восприятия горького вкуса

8 – лицевой нерв

9 – языкоглоточный нерв

Пороги вкусовой чувствительности

Интенсивность вкуса зависит от:

  • концентрации вещества

  • температуры раствора

  • продолжительности действия

Пороги вкусовой чувствительности могут различаться вплоть до “вкусовой слепоты” к отдельным агентам (например, к креатинину). Пороги могут изменяться при голодании, беременности

Пороги различения минимальны при средних концентрациях веществ, но при переходе к большим концентрациям резко повышаются:

  • 20% раствор сахара воспринимается как максимально сладкий

  • 10% раствор NaCl – как максимально соленый

  • 0,2% раствор соляной кислоты – как максимально кислый

  • 0,1% раствор сульфата хинина – как максимально горький

При действии вкусовых веществ наблюдается адаптация – снижение интенсивности вкусового ощущения. Продолжительность адаптации пропорциональна концентрации раствора. Адаптация к сладкому и соленому развивается быстрее, чем к горькому и кислому. Обнаружена и перекрестная адаптация – изменение чувствительности к одному веществу при действии другого

Структуры, участвующие в восприятии вкуса

studfiles.net

Анатомия вкуса, или как работают вкусовые рецепторы

Самая простая радость в жизни человека – это вкусная еда. Казалось бы, идешь на кухню, открываешь холодильник, проводишь определенное время у плиты – и вуаля! – ароматное блюдо уже на столе, а эндорфины в голове. Однако с точки зрения науки весь прием пищи от и до складывается в сложный многогранный процесс. А как нам иногда бывает сложно объяснить свои пристрастия в еде! 

Исследованием вкусовых рецепторов занимается молодая и еще только развивающаяся наука — физиология вкуса. Разберем некоторые основные постулаты учения, которые помогут лучше понимать наши вкусовые пристрастия и сиюминутные слабости.

Вкусовые рецепторы человека 

Вкус является одним из пяти чувств восприятия, которые очень важны для жизнедеятельности человека. Основная роль вкуса – выбирать и оценивать пищу и напитки. В этом ему во многом помогают и другие чувства, особенно обоняние. 

Механизм вкуса приводится в действие химическими веществами, содержащимися в пище и напитках. Химические частицы, собираясь во рту, превращаются в нервные импульсы, передающиеся по нервам в головной мозг, где они расшифровываются. Поверхность языка человека покрыта вкусовыми сосочками, которых у взрослого человека от 5 до 10 тысяч. С возрастом их количество уменьшается, что может вызывать определенные проблемы с различением вкусов. Сосочки, в свою очередь, содержат вкусовые почки, которые имеют определенный набор рецепторов, благодаря которым мы и ощущаем всю гамму вкусового разнообразия. 

Они реагируют только на 4 основных вкуса — сладкий, горький, соленый и кислый. Однако сегодня часто выделяют еще и пятый – умами. Родиной новичка является Япония, и в переводе с местного языка это значит «аппетитный вкус». На деле же умами представляет собой вкус белковых веществ. Ощущение умами создают глутамат натрия и другие аминокислоты. Умами является важным компонентом вкуса сыров рокфор и пармезан, соевого соуса, а также других неферментированных продуктов – грецкого ореха, помидора, брокколи, грибов, термически обработанного мяса.

Вполне естественным объяснением выбора пищи считаются социально-экономические условия, в которых живет человек, а также работа его пищеварительной системы. Тем временем, ученые все больше склоняются к варианту, что вкусовые пристрастия определяются генами и наследственностью. Впервые этот вопрос был поднят в 1931 году во время исследований, в ходе которых происходил синтез пахучей молекулы фенилтиокарбомид (ФТК). Двое ученых по-разному восприняли вещество: для одного оно было горьким и очень пахучим, а другой нашел его абсолютно нейтральным и безвкусным. Позже руководитель исследовательской группы Артур Фокс проверил ФТК на членах своей семьи, которые его также не почувствовали. 

Таким образом, в последнее время ученые склонны думать, что некоторые люди по-разному воспринимают один и тот же вкус и что одни запрограммированы набирать вес от картофеля фри, а другие могут есть его без вреда для фигуры — это вопрос наследственности. В подтверждение данному утверждению ученые из Университета Дьюк в США совместно с коллегами из Норвегии доказали, что люди имеют разный состав генов, отвечающих за запахи. В центре исследования стояло отношение гена OR7D4 RT к стероиду под названием андростенон, который в большом количестве содержится в свинине. Так, люди с одинаковыми копиями этого гена с отвращением относятся к запаху данного стероида, а обладатели двух разных копий генов (OR7D4 RT и OR7D4 WM), напротив, не чувствуют никакой неприязни.

Интересные факты о вкусах

  • Вкусовые сосочки на языке человека живут в среднем 7-10 дней, затем умирают и появляются новые. Так что не удивляйтесь, если один и тот же вкус время от времени кажется вам немного разным.
  • Около 15-25% людей в мире смело можно называть «супердегустаторами», то есть у них крайне чувствительный вкус, так как больше сосочков на языке, а следовательно, больше вкусовых рецепторов.
  • Вкусовые рецепторы на языке человека для сладкого и горького вкуса были открыты всего лишь 10 лет назад. 
  • Все чистые вкусы ощущаются человеком абсолютно одинаково. Это значит, что нельзя говорить о нескольких видах сладкого вкуса. По вкусу как раз существует один сладкий вкус, который, впрочем, может различаться по интенсивности: быть более ярким, насыщенным или блеклым. Аналогично дело обстоит и с другими вкусами. 
  • Вкусовые рецепторы наиболее чувствительны в пределах 20-38 градусов. Если же охладить язык, например, льдом, то вкус сладкой пищи можно уже не почувствовать либо он может существенно измениться.
  • Хороший вкус формируется еще в утробе. Так, ученые установили, что вкус некоторых продуктов передается не только через материнское молоко, но и через амниотическую жидкость, пока ребенок находится в животе у мамы.
  • Американские ученые провели исследование, которое установило зависимость вкусовых пристрастий от возраста и пола человека. Так, девочки в большинстве своем предпочитают сладости, фрукты, овощи. А мальчики же, наоборот, любят рыбу, мясо, птицу и в большинстве своем равнодушны к шоколаду.
  • Во время авиаперелета из-за высокого уровня шума у человека снижается вкусовая чувствительность к соленому и сладкому. 
  • Вкус печенья в 11 раз лучше раскрывается, если его запивать молочными напитками. А вот кофе, напротив, «убивает» все остальные ощущения. Поэтому если вы хотите в полной мере насладиться своим десертом, лучше выбирать правильные напитки и употреблять кофе отдельно от другой еды.

Сладкое 

Сладкий вкус, пожалуй, самый приятный для большинства населения планеты. Недаром появилось выражение «сладкая жизнь», а не какая-нибудь другая. При этом сладкими бывают не только мучные и кондитерские изделия, но и продукты натурального происхождения. Вкупе с этим они еще и полезные. В составе большинства сладких продуктов содержится большое количество глюкозы. А как известно, глюкоза – основное метаболическое топливо для человеческого организма. Именно поэтому вкусовые рецепторы с легкостью распознают сладкий вкус, да еще и попутно вырабатывают гормоны счастья – серотонин и эндорфин. Следует обратить внимание на то, что подобные гормоны вызывают зависимость. Вот оно объяснение тому, что депрессию и стрессы мы предпочитаем заедать чем-нибудь сладеньким. 

Не секрет, что чрезмерное употребление сладкого неблагоприятно сказывается на фигуре и состоянии кожи. Однако не стоит совсем отказываться от десертов. Не ешьте лакомства на голодный желудок и по мере возможности старайтесь заменить их на сухофрукты, мед, орехи.

Кислое

В состав большинства кислых продуктов входит аскорбиновая кислота. И если вам вдруг остро захотелось чего-то кисленького, знайте, это может свидетельствовать о нехватке витамина С в вашем организме. Такие вкусовые перепады могут даже служить сигналом наступающей простуды. Главное не переусердствовать: не стоит активно снабжать свой организм этим полезным веществом, все хорошо в меру. Переизбыток кислоты негативно сказывается на работе пищеварительной системы и состоянии эмали зубов. 

Если в обмене веществ участвует много кислоты, организм постарается сам избавиться от ее излишков. Это происходит разными способами. Например, через легкие посредством выдыхания углекислоты или через кожу за счет выделения пота. Но когда все возможности исчерпаны, кислоты накапливаются в соединительной ткани, что ухудшает работу пищеварительной системы и провоцирует накопление шлаков в организме. 

Суточная норма витамина С для взрослых мужчин и женщин составляет 70-100 миллиграммов. Особо много его в кислых ягодах (крыжовник, смородина, клюква), в цитрусовых и киви, в свежих овощах (особенно в болгарском перце).

Соленое 

Проза жизни состоит в том, что после сладенького всегда хочется чего-нибудь солененького. Если же потребность в соленом существует у вас независимо от того, ели вы что-то до или нет, то стоит прислушаться к своему организму. Так, американские ученые провели исследование, в результате которого установили, что нехватка определенных минеральных веществ в организме может провоцировать тягу к соленому. 

Подобное желание, например, может свидетельствовать о сильном стрессе. Напряженные будни и усталость являются одними из основных причин, по которым организм остро нуждается в минералах и солях. Чтобы обеспечить его всем необходимым, потребляйте в пищу орехи, злаки, фрукты, овощи. Следует знать, что соленый вкус незаменим при обезвоживании организма. Это связано с тем, что натрий обладает способностью поддерживать температурный баланс тела. Поэтому подсоленная вода может спасти от теплового удара.

Горькое 

Исторически горький вкус представляет собой сигнал опасности, ассоциируется с неприятными ощущениями. И действительно, большинство ядовитых веществ, содержащих токсины, на вкус как раз горькие. Именно поэтому у человека много рецепторов, определяющих горький вкус, ведь это в прямом смысле жизненная необходимость.

Вместе с тем у людей отношение к этому вкусу бывает разное: один и тот же вкус кому-то может показаться нестерпимо горьким, а для других не играть никакой роли. Ученые провели исследования на мышах разных пород, и результаты были похожие. Одни грызуны не различали горький вкус, а другие, наоборот, очень остро на него реагировали. Специалисты объясняют это способностью вкусовой системы быстро эволюционировать. Например, при миграции на новые места обитания у животных сильно меняются вкусовые предпочтения, поскольку необходимо искать новые источники пищи. 

Кстати, горький вкус обладает своим идеальным вариантом. «Эталонной горечью» считается природное вещество под названием хинин, которое используют в процессе изготовления некоторых безалкогольных напитков и джина. Для многих идеальный вкус – это горький шоколад. Он является самым полезным сортом шоколада, который прекрасно стимулирует умственную деятельность.

kitchenmag.ru

Ученые доказали, что вкусовых зон языка не существует

Наверняка каждый помнит знаменитую картинку из школьного учебника по анатомии. Ту, где человеческий язык разделен на 4 зоны, каждая из которых отвечает за распознавание отдельного вкуса. Так, кончик языка, якобы, чувствует сладкое, корень отвечает за горечь, задние боковые части – кислое, а спереди по бокам зона, ответственна за соленое.

Забудьте об этом раз и навсегда. Ученые опровергли миф, который появился в далеком 1901 году и так прочно засел в мозгах двуногих, что на доказательство его несостоятельности пришлось потратить несколько лет, пишет BBC.


Ученые обнаружили, что любая зона языка (а также вкусовые рецепторы, обнаруженные на небе и даже в горле), способны распознавать каждый из 5-ти существующих вкусов (5-й вкус «умами» в 1985 году был официально признан самостоятельным вкусом). Хотя, и не в равной степени хорошо.

Руководитель лаборатории Калифорнийского университета в Сан-Диего Чарльз Цукер, на протяжении многих лет пытался идентифицировать отдельные рецепторные клетки, которые есть в каждом вкусовом рецепторе, для кислого, сладкого, горького, вкуса умами и соленого. С первыми четырьмя проблем не возникло. А вот клетка, ответственная за соленый вкус, никак не поддавалась исследователям. Наконец в 2010 году им удалось идентифицировать и ее.

Ученые подсчитали, что у каждого человека есть примерно 8 тыс. вкусовых рецепторов, каждый из которых может определить любой из известных человеку вкусов. Чтобы доказать это, они блокировали поочередно один из двух нервов, которые посылают сигналы от передней и задней частей языка в мозг.

Оказалось, что даже с заблокированной передней частью языка люди отлично определяют сладкий и прочие вкусы.

А в 2015 году исследователи провели ряд опытов на мышах и выяснили, что у человека в самом деле есть зоны, ответственные за распознавание отдельных вкусов. Но расположены они вовсе не на языке, а в мозге.

Таким образом, одно из величайших заблуждений человека, появившееся, как признают ученые, во многом случайно, было рассеяно. Вот только человечеству придется еще долго бороться с въевшимся в образование и культуру мифом. Ведь даже на прогрессивной и всезнающей Википедии до сих пор есть статья о вкусовых зонах языка.

Хотите первыми получать важную и полезную информацию о ДЕНЬГАХ и БИЗНЕСЕ? Подписывайтесь на наши аккаунты в мессенджерах и соцсетях: Telegram, Twitter, Google+, Facebook, Instagram.

ubr.ua