4.7: Gusto
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Ser capaz de detectar químicos en el ambiente a través del sabor y el olfato puede ayudar a un organismo a encontrar comida, evitar venenos y atraer compañeros. Los humanos pueden percibir cinco sabores básicos: salado, agrio, amargo, dulce y umami. El sabor amargo a menudo indica una sustancia peligrosa como un veneno, el sabor dulce significa un alimento de alta energía, el sabor salado indica una sustancia con alto contenido de sal, el sabor agrio indica un alimento ácido y el sabor umami indica un alimento alto en proteínas.
Anatomía de la lengua
La superficie de la lengua está cubierta de pequeñas protuberancias visibles llamadas papilas. Las papilas gustativas se encuentran dentro de las papilas, y cada papilla gustativa está compuesta por células receptoras gustativas, junto con células de soporte y células basales, que eventualmente se convertirán en células receptoras gustativas. Las células gustativas tienen una vida útil de aproximadamente dos semanas y las células basales reemplazan a las células gustativas moribundas. Las células gustativas tienen microvellosidades que se abren al poro del sabor donde los químicos de los alimentos pueden interactuar con los receptores en las células gustativas. Aunque las células gustativas no son técnicamente neuronas, sinapsis y liberan neurotransmisores en axones aferentes que envían información de percepción gustativa al cerebro.
Toda la lengua es capaz de percibir los cinco gustos, lo que significa que hay receptores gustativos para cada sabor presentes en toda la superficie. Sin embargo, algunas regiones de la lengua tienen un umbral ligeramente inferior para responder a algunos gustos sobre otras. La punta de la lengua es la región más sensible a los gustos dulces, salados y umami. Los lados son más sensibles al agrio, y la parte posterior de la lengua a los sabores amargos.
Transducción gustativa
Sal
El sabor a sal está mediado por la presencia de canales epiteliales de sodio. Estos receptores suelen estar abiertos, y cuando se ingieren alimentos con altas concentraciones de sal, el sodio fluye hacia la célula provocando una despolarización. Este cambio en el potencial de membrana abre los canales de sodio y calcio regulados por voltaje. El aumento de la afluencia de calcio provoca la liberación de vesículas llenas de serotonina. La serotonina actúa sobre el axón gustativo aferente provocando despolarización y potenciales de acción.
Agrio
Los alimentos tienen un sabor agrio por su acidez, y cuando los ácidos están presentes en el agua, producen iones de hidrógeno (protones). El mecanismo exacto para la transducción del sabor agrio aún no se ha resuelto, pero se cree que los protones ingresan a la célula a través de un canal iónico, y luego bloquean los canales de potasio. La disminución del flujo de potasio, junto con la presencia de los protones, despolariza la célula provocando la apertura de los canales de sodio y calcio regulados por voltaje. Al igual que la transducción del sabor a sal, el aumento del calcio intracelular provoca la liberación de serotonina en la sinapsis
Amargo
Los compuestos amargos, dulces y umami activan las células receptoras gustativas a través de receptores acoplados a proteínas G. Los receptores amargos son de la familia T2R de proteínas receptoras; los humanos tienen más de 25. Cada célula gustativa puede expresar la mayoría o todos los diferentes tipos de receptores, permitiendo la detección de numerosas moléculas, lo cual es importante a la hora de querer evitar sustancias peligrosas como venenos y toxinas.
La activación del receptor de proteína G utiliza un sistema de segundo mensajero para aumentar el calcio intracelular, lo que abre canales iónicos, permitiendo la afluencia de sodio. Estos cambios de iones despolarizan la célula y hacen que se abran canales específicos de ATP, permitiendo que el ATP entre en la sinapsis y actúe sobre el axón gustativo aferente.
Dulce
Los receptores Sweet y umami están compuestos por dímeros acoplados a proteínas G, lo que significa que dos proteínas separadas funcionan juntas como una sola. Los receptores están codificados por la familia T1R de proteínas receptoras. Los receptores dulces son dímeros de las proteínas T1R2 y T1R3. Ambas proteínas necesitan estar presentes y funcionar para la activación de una célula de sabor dulce. Al igual que las células amargas, la activación del receptor de la proteína G utiliza un sistema de segundo mensajero para liberar calcio de las reservas intracelulares y aumentar la afluencia de sodio. Estos cambios de iones despolarizan la célula y hacen que se abran canales específicos de ATP, permitiendo que el ATP entre en la sinapsis y actúe sobre el axón gustativo aferente.
Umami
Los receptores Umami están compuestos por la proteína T1R3, como el receptor dulce, pero se empareja con la proteína T1R1. Una vez que se activa el receptor acoplado a proteína G, la vía de transducción es la misma que las células de sabor amargo y dulce.
Propiedades de codificación del sabor
De los cinco gustos, sólo dos neurotransmisores se utilizan para comunicar información al sistema nervioso central, entonces, ¿cómo sabe nuestro cerebro qué gustos percibir? La respuesta es cómo se codifica la información. La mayoría de las células gustativas utilizan un método de codificación de líneas etiquetadas, lo que significa que cada célula y el axón gustativo aferente relacionado solo responde a un tipo de sabor. Por ejemplo, las células amargas solo expresan receptores amargos y solo son activadas por moléculas amargas. Estas células de sabor amargo activan las neuronas sensoriales amargas y las regiones amargas de la corteza gustativa. Una pequeña porción de células gustativas también usa codificación poblacional, lo que significa que más de un saborizante puede activar la célula, y la percepción se basa en una combinación de múltiples células, cada una con una respuesta diferente. Sin embargo, la mayor parte de la información se codifica a través de una línea etiquetada a nivel de la célula gustativa.
Anatomía de Boca y Garganta
Aunque las células receptoras gustativas son más prevalentes en la lengua, existen otras regiones de la boca y la garganta, incluyendo el paladar, la faringe y la epiglotis, que también son sensibles a los alimentos y juegan un papel en la percepción gustativa. El sistema olfativo también está estrechamente relacionado con nuestro sentido del gusto, y los compuestos odorantes de los alimentos pueden llegar a los receptores de olor en la cavidad nasal.
Camino
La lengua está inervada por tres nervios craneales. Los dos tercios frontales de la lengua están inervados por el nervio craneal VII. El tercio posterior está inervado por el nervio craneal IX. Finalmente, la epiglotis y la faringe están inervadas por el nervio craneal X. Los tres nervios craneales ingresan al tronco encefálico en la médula y sinapsis en el núcleo del tracto solitario. A partir de ahí, se envía información al núcleo medial posterior ventral del tálamo. Las neuronas talámicas envían proyecciones a la corteza gustativa. La corteza gustativa se encuentra en lo profundo de la fisura lateral en una región llamada insula. El sabor del procesamiento de la información se mantiene principalmente en el lado ipsilateral del sistema nervioso. También existen proyecciones dentro del cerebro entre las regiones gustativas y el hipotálamo y la amígdala.
Ver el nervio facial (nervio craneal VII) usando BrainFacts.org 3D Brain
Ver el nervio glosofaríngeo (nervio craneal IX) usando BrainFacts.org 3D Brain
Ver el nervio vago (nervio craneal X) usando el BrainFacts.org 3D Brain
Sabor
¿Cómo se convierten 5 sabores básicos en la miríada de sensaciones de sabor complejas que experimentamos al comer alimentos? El olfato juega un papel importante en la percepción del sabor, al igual que la visión y el tacto. La información gustativa se combina con la información de estos otros sistemas sensoriales en la corteza orbitofrontal localizada en el lóbulo frontal. Se cree que esta región es importante para los aspectos agradables y gratificantes de la comida. Adicionalmente, a medida que el sabor se procesa en regiones de orden superior del SNC, la información se combina utilizando mecanismos de codificación poblacional. ¡Prueba cómo se combinan tus sentidos para crear sabor en casa!
Ver la corteza orbitofrontal usando el BrainFacts.org 3D Brain
Claves para llevar
- Las células gustativas expresan receptores gustativos específicos y se encuentran en las papilas gustativas dentro de las papilas
- Las células de sabor salado y ácido dependen de canales iónicos para despolarizar la célula y liberar serotonina
- Las células de sabor amargo, dulce y umami dependen de receptores acoplados a proteínas G y segundos mensajeros que abren canales de ATP
- A nivel de las células receptoras gustativas, el sabor se percibe mediante el uso de codificación de líneas etiquetadas
- Múltiples regiones en la boca y la garganta juegan un papel en el procesamiento del sabor
- Tres nervios craneales inervan la lengua y la garganta
- Sinapsis de los nervios craneales en el núcleo del tracto solitario en la médula. La información luego viaja al núcleo medial posterior ventral del tálamo y luego a la corteza gustativa
- Para percibir sabores complejos, la información de otros sistemas sensoriales se combina con la información gustativa en la corteza orbitofrontal
¡Ponte a prueba!
Un elemento H5P interactivo ha sido excluido de esta versión del texto. Puedes verlo en línea aquí:
https://openbooks.lib.msu.edu/neuroscience/?p=587#h5p-20
Versión en video de la lección
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