Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.7: Смак

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    72219

    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Здатність відчувати хімічні речовини в навколишньому середовищі за допомогою смаку та нюху може допомогти організму знайти їжу, уникати отрут та залучити товаришів. Людина може сприймати п'ять основних смаків: солоний, кислий, гіркий, солодкий і умами. Гіркий смак часто вказує на небезпечну речовину на кшталт отрути, солодкий смак означає високу енергетичну їжу, солоний смак вказує на речовину з високим вмістом солі, кислий смак свідчить про кислої їжі, а умами - на їжу з високим вмістом білка.

    Анатомія мови

    Поверхня мови покрита невеликими видимими горбками, званими сосочками. Смакові рецептори розташовані всередині сосочків, і кожен смаковий бутон складається з клітин рецепторів смаку разом з підтримуючими клітинами і базальними клітинами, які з часом перетворяться в клітини смакових рецепторів. Смакові клітини мають тривалість життя приблизно два тижні, а базальні клітини замінюють відмираючі смакові клітини. Смакові клітини мають мікроворсинки, які відкриваються в смакову пору, де хімічні речовини з їжі можуть взаємодіяти з рецепторами на смакових клітинях. Хоча смакові клітини технічно не є нейронами, вони синапсують і вивільняють нейромедіатори на аферентних аксонів, які надсилають інформацію про смакове сприйняття мозку.

    Ілюстрація, що показує крупним планом малюнок сосочка і смак бутон. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.1. Видимі шишки на поверхні язиків - сосочки, в яких розміщені смакові рецептори. Смакові рецептори складаються з смакових клітин і базальних клітин. Смакові клітини синапсують на аферентні аксони, які посилають інформацію в центральну нервову систему. Тастанти в їжі отримують доступ до смакових клітин через смакові пори, де частинки їжі взаємодіють з мікроворсинками смакових клітин. «Анатомія язика' Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Весь язик здатний сприймати всі п'ять смаків, тобто є смакові рецептори для кожного смаку, присутні по всій поверхні. Однак деякі області мови мають трохи нижчий поріг реагувати на деякі смаки над іншими. Кінчик язика - регіон, найбільш чутливий до солодкого, солоного та умамі смаків. Боки найбільш чутливі до кислого, а задня частина мови - до гірких смаків.

    Ілюстрація мови та регіонів, які найбільш чутливі до кожного з п'яти основних смаків. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.2. Хоча всі смаки можна сприймати по всій мові, рівень чутливості різниться для кожного смаку. Передня частина язика має найнижчий поріг солодкого, солоного та умамі смаків; сторона язика має найнижчий поріг кислих смаків, а задня частина язика має найнижчий поріг гірких смаків. «Карта смаку» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Трансдукція смаку

    Сіль

    Сольовий смак опосередкований наявністю епітеліальних натрієвих каналів. Ці рецептори зазвичай відкриті, і коли їжа потрапляє в організм з високою концентрацією солі, натрій надходить в клітину, викликаючи деполяризацію. Ця зміна мембранного потенціалу відкриває натрієві та кальцієві канали, що регулюються напругою. Підвищений приплив кальцію викликає вивільнення наповнених серотоніном бульбашок. Серотонін діє на аферентний смаковий аксон, викликаючи деполяризацію та потенціали дії.

    Ілюстрація солі смак трансдукції шлях. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.3. Коли солона їжа потрапляє в організм, натрій з їжі потрапляє в смакову клітину через відкриті епітеліальні натрієві канали. Отримана деполяризація відкриває напругою натрієві та кальцієві канали, що призводить до викиду серотоніну на аферентний смаковий аксон. «Перетворення смаку солі» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Кислий

    Їжа на смак кисла через свою кислотність, а коли кислоти присутні у воді, вони виробляють іони водню (протони). Точний механізм трансдукції кислого смаку ще належить виробити, але вважається, що протони потрапляють в клітину через іонний канал, а потім блокують калієві канали. Зниження потоку калію, поряд з наявністю протонів, деполяризує клітину, викликаючи відкриття натрієвих та кальцієвих каналів із напругою. Як і трансдукція смаку солі, збільшення внутрішньоклітинного кальцію викликає викид серотоніну в синапс.

    Ілюстрація кислого смаку трансдукції шлях. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.4. Коли кислі продукти потрапляють в організм, протони з кислоти потрапляють в клітину через відкриті іонні канали. Потім протони блокують калієві канали. Отримана деполяризація відкриває напругою натрієві та кальцієві канали, що призводить до викиду серотоніну на аферентний смаковий аксон. «Перетворення кислого смаку» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Гіркий

    Гіркі, солодкі та умами сполуки активують клітини рецепторів смаку за допомогою рецепторів G-білка. Гіркі рецептори походять з сімейства рецепторних білків T2R; люди мають понад 25. Кожна смакова клітина може виражати більшість або всі різні типи рецепторів, що дозволяє виявити численні молекули, що важливо при бажанні уникнути небезпечних речовин, таких як отрути та токсини.

    Активація рецептора G-білка використовує другу систему месенджера для збільшення внутрішньоклітинного кальцію, який відкриває іонні канали, дозволяючи приплив натрію. Ці іонні зміни деполяризують клітину і викликають відкриття специфічних для АТФ каналів, дозволяючи АТФ увійти в синапс і діяти на аферентний смаковий аксон.

    Ілюстрація гіркого смаку трансдукції шлях. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.5. Гіркі продукти активують рецептори G-білка, які ініціюють фосфоліпазу С другої системи месенджера. IP3 вивільняє кальцій з внутрішньоклітинних запасів, а кальцій відкриває іонні канали, що дозволяють приплив натрію. Отримана деполяризація викликає викид АТФ на аферентний смаковий аксон. «Перетворення гіркого смаку» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Солодкий

    Солодкі та умами рецептори складаються з G-білка з'єднаних димерів, тобто два окремих білка функціонують разом як один. Рецептори кодуються сімейством рецепторних білків T1R. Солодкі рецептори є димерами білків T1R2 і T1R3. Обидва білки повинні бути присутніми і функціонувати для активації солодкої смакової клітини. Як і гіркі клітини, активація рецептора G-білка використовує другу систему месенджера для вивільнення кальцію з внутрішньоклітинних запасів і збільшення припливу натрію. Ці іонні зміни деполяризують клітину і викликають відкриття специфічних для АТФ каналів, дозволяючи АТФ увійти в синапс і діяти на аферентний смаковий аксон.

    Ілюстрація солодкий смак трансдукції шлях. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.6. Солодка їжа активує димери рецепторів G-білка, які ініціюють фосфоліпазу С другої системи месенджера. IP3 вивільняє кальцій з внутрішньоклітинних запасів, а кальцій відкриває іонні канали, що дозволяють приплив натрію. Отримана деполяризація викликає викид АТФ на аферентний смаковий аксон. «Перетворення солодкого смаку» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Умамі

    Рецептори Umami складаються з білка T1R3, як солодкий рецептор, але він поєднується з білком T1R1. Після активації рецептора, пов'язаного з G-білком, шлях трансдукції такий же, як гіркі та солодкі смакові клітини.

    Ілюстрація шляху перетворення смаку умамі. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.7. Сполуки Umami активують димери рецепторів G-білка, які ініціюють фосфоліпазу С другої системи месенджера. IP3 вивільняє кальцій з внутрішньоклітинних запасів, а кальцій відкриває іонні канали, що дозволяють приплив натрію. Отримана деполяризація викликає викид АТФ на аферентний смаковий аксон. «Перетворення смаку Умамі» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Кодування властивостей смаку

    З п'яти смаків лише два нейромедіатори використовуються для передачі інформації до центральної нервової системи, так як наш мозок знає, які смаки сприймати? Відповідь полягає в тому, як кодується інформація. Більшість смакових клітин використовують маркований метод лінійного кодування, що означає, що кожна клітина і пов'язаний з ним аферентний смак аксон реагує лише на один тип смаку. Наприклад, гіркі клітини лише експресують гіркі рецептори і активуються лише гіркими молекулами. Ці гіркі смакові клітини активують гіркі сенсорні нейрони і гіркі ділянки смакової кори. Невелика частина смакових клітин також використовує кодування населення, тобто більше одного тастанта може активувати клітину, а сприйняття базується на комбінації декількох клітин, кожна з яких має різну реакцію. Більшість інформації, однак, кодується через маркований рядок на рівні смакової клітинки.

    Ілюстрація позначені лінії і популяції кодування в смакових клітинок. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.8. Позначене вирівняне кодування відбувається, коли одне відчуття (в даному випадку специфічний смак) призводить до активації сенсорної клітини. У цьому прикладі клітина 1 активується тільки хініном, гірким з'єднанням, Клітка 2 активується тільки цукром, солодким з'єднанням, а Cell 3 активується тільки MSG, з'єднанням умами. Більшість смакових клітин на мові використовують марковане лінійне кодування. Популяційне кодування є результатом більш широкої активації, де множинні відчуття можуть активувати сенсорну клітину, а сприйняття є результатом інформації з популяції клітин. У прикладі клітини 4 і 5 активуються як сольовими, так і кислотними сполуками. «Кодування смаку» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Анатомія рота і горла

    Хоча клітини смакових рецепторів найбільш поширені на мові, є й інші області рота та горла, включаючи піднебіння, глотку та надгортанник, які також чутливі до їжі та відіграють певну роль у сприйнятті смаку. Нюхова система також тісно пов'язана з нашим почуттям смаку, і запахуючі сполуки з їжі можуть досягати рецепторів запаху в порожнині носа.

    Ілюстрація анатомії рота і горла. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.9. Язик є основним місцем розташування для клітин смакових рецепторів, але рецептори також розташовані уздовж піднебіння, глотки і надгортанника. Додатково повітряні сполуки з їжі можуть досягати рецепторів запаху в носовій порожнині. У сприйнятті аромату важливу роль відіграє нюх. «Анатомія горла» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Шляхи

    Мова іннервується трьома черепними нервами. Передні дві третини мови іннервуються черепним нервом VII. Задня третина іннервується черепним нервом IX. Нарешті, надгортанник і глотка іннервуються черепним нервом X. Всі три черепних нерва входять в стовбур мозку у мозку і синапсу в ядрі одиночного тракту. Звідти інформація направляється в вентральне заднє медіальне ядро таламуса. Нейрони таламуса посилають проекції до смакової кори. Смакова кора розташована глибоко в бічній тріщині в області, яка називається інсула. Обробка інформації смак залишається в першу чергу на іпсилатеральної стороні нервової системи. Проекції всередині мозку також існують між смаковими областями та гіпоталамусом та мигдалиною.

    Ілюстрація смаку шлях. Деталі в підписі та тексті.
    Малюнок 24.10. Смакова інформація з мови подорожує через черепні нерви VII, IX і X до ядра одиночного тракту в мозку. Нейрони стовбура мозку проектують на вентральне заднє медіальне ядро таламуса, а потім на смакову кору. «Шляхи смаку» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.
    Шляхи смаку в тексті. Деталі в підписі.
    Малюнок 24.11 Аксони від сенсорних аферентів з мови та горла подорожують до ядра одиночного тракту в стовбурі мозку через черепні нерви VII, IX та X. Нейрони стовбура мозку другого порядку проектують до вентрального заднього медіального ядра таламуса. Таламічний нейрон третього порядку проектує на первинну смакову кору, яка розташована на кордоні лобової і скроневої частки. «Шляхи смаку» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Перегляд лицьового нерва (черепного нерва VII) за допомогою Brainfacts.org 3D Brain

    Переглянути глосоглотковий нерв (черепний нерв IX) за допомогою Brainfacts.org 3D Brain

    Перегляд блукаючого нерва (черепного нерва X) за допомогою Brainfacts.org 3D Brain

    Переглянути таламус за допомогою Brainfacts.org 3D мозку

    Смак

    Як 5 основних смаків перетворюються на незліченну кількість складних смакових відчуттів, які ми відчуваємо під час вживання їжі? Нюх відіграє важливу роль у сприйнятті аромату, як і зір і дотик. Смакова інформація поєднується з інформацією від цих інших сенсорних систем в орбітофронтальній корі, розташованої в лобовій частці. Вважається, що цей регіон важливий для приємних та корисних аспектів їжі. Крім того, оскільки смак обробляється в регіонах вищого порядку ЦНС, інформація об'єднується за допомогою механізмів кодування населення. Перевірте, як ваші почуття поєднуються, щоб створити аромат вдома!

    Перегляд орбітофронтальної кори за допомогою Brainfacts.org 3D Brain

    Ключові виноси

    • Смакові клітини виражають специфічні смакові рецептори і розташовуються в смакових рецепторах всередині сосочків.
    • Сольові та кислі смакові клітини покладаються на іонні канали для деполяризації клітини та вивільнення серотоніну
    • Гіркі, солодкі та умами смакові клітини покладаються на рецептори, з'єднані з G-білком, та другі месенджери, які відкривають канали АТФ
    • На рівні клітин смакових рецепторів смак сприймається за допомогою маркованого лінійного кодування
    • Кілька регіонів у роті та горлі відіграють певну роль у обробці смаку
    • Три черепних нерви іннервують мову і горло
    • Синапс черепних нервів в ядрі одиночного тракту в головному мозку. Потім інформація переходить до вентрального заднього медіального ядра таламуса, а потім до смакової кори.
    • Для сприйняття складних смаків інформація з інших сенсорних систем поєднується зі смаковою інформацією в орбітофронтальній корі.

    Перевірте себе!

    Інтерактивний елемент H5P був виключений з цієї версії тексту. Ви можете переглянути його онлайн тут:
    https://openbooks.lib.msu.edu/neuroscience/?p=587#h5p-20

    Відео версія уроку

    Мініатюра вбудованого елемента «Глава 24 - Смак»

    Елемент YouTube був виключений з цієї версії тексту. Ви можете переглянути його онлайн тут: https://openbooks.lib.msu.edu/neuroscience/?p=587