АНАТОМИЯ ВКУСА: ОТ ЯЗЫКА ДО МОЗГА
Вкусная еда – одно из простых и доступных удовольствий. Но как мы наслаждаемся вкусом? Как происходит этот процесс, и только ли дело во вкусовых сосочках на языке? Нет, все гораздо сложнее, и этот процесс на стадии активного изучения. О том, что уже известно ученым, – в этом материале.
Такой разный вкус
Сколько мы можем различать вкусов? До недавнего времени считалось, что язык человека воспринимает только 4 фундаментальных вкуса. Еда нам кажется сладкой, кислой, соленой или горькой. По крайней мере, так были классифицированы все известные вкусы в XIX веке.
Но с того времени много воды утекло, и в эту классификацию добавили 5-й вкус с весьма интересным названием – umami. Этот термин был предложен японским химиком Кикунаэ Икеда, изучавшим основной ингредиент национальной кухни – водоросли Laminariajaponica.
Полученные данные и стали началом эпохи глутамата натрия, ведь с этого времени началось его активное производство.
И на этом все? То есть все разнообразие вкусов, которыми мы наслаждаемся изо дня в день, можно объяснить всего 5-ю фундаментальными и их сочетанием? На самом деле, нет. Изучение этого механизма продолжается и обсуждается восприятие металлического вкуса, кальция (мела), жира и даже чистой воды, хоть и говорят, что она безвкусная.
Главный орган вкуса
Это, конечно, язык, на поверхности которого сосредоточено в общей сложности более 5 тысяч сосочков:
Объединяет эти сосочки тот факт, что на их поверхности имеются вкусовые почки.
Чувствительные почки сосредоточены не только на языке, но и в других анатомических структурах, например, в глотке, небе, хотя и в меньшей концентрации.
В структуре вкусовой почки обнаружены рецепторы, воспринимающие определенный тип вкуса. Например, вкусовые почки грибовидных сосочков воспринимают сладкое, листовидных – кислое и соленое, желобовидных – горечь.
На поверхности этих почек имеется десяток чувствительных клеток, распознающих, усиливающих и преобразующих вкусовые импульсы, что и запускает реакции, в ходе которых вырабатывается нейротрансмиттер. Именно этот медиатор стимулирует вкусовые нервы и отправляет в головой мозг импульсы, где он преобразуется и появляются ощущения.
Разница в восприятии вкусов
В организме все продумано. Так, «сладкая» молекула связывается исключительно со своим чувствительным рецептором. Если по какой-то причине их нет, то сладкий вкус недоступен или становится менее выраженным, если этих рецепторов мало. Но все же есть вещества, которые раздражают сладкие и горькие рецепторы одновременно.
Горькое, сладкое и umami распознаются благодаря рецепторам семейства GPCR, они связаны с G-белками, находящимися внутри клеток. Рецепторы GPCR распознают феромоны и пахнущие вещества. Поэтому можно иногда не только услышать, но и буквально почувствовать на вкус запах.
Вкус, запах и текстура: тесная взаимосвязь
Когда нос заложен, вся еда и напитки кажутся пресными, не такими, как обычно. Дело в том, что вкус и обоняние тесно связаны. Отсюда следует правило: чем богаче ароматическая «палитра» пищи, тем большее значение имеет обоняние в наслаждении едой и распознавании ее вкуса.
Ароматные молекулы начинают высвобождаться при пережевывании пищи, проникают в полость носа, где воспринимаются обонятельными клетками.
В полости носа и частично во рту сосредоточенно более 300-х типов обонятельных рецепторов, позволяющих распознавать все разнообразие запахов .
Зубы и десневой аппарат также принимают участие в восприятии вкуса и консистенции пищи. Рецепторы давления, сосредоточенные в тканях пародонта (амортизирующем аппарате зуба), и жевательная мускулатура оценивают консистенцию и структуру пищи.
Кстати, интересный факт: при большом количестве «мертвых» зубов (где была удалена пульпа) вкус еды становится менее выраженным.
Время восприятия вкуса
Для восприятия вкуса необходимо свести воедино полученные импульсы от:
И, несмотря на столь сложный механизм распознавания вкуса, для его восприятия необходимо всего лишь 0,15 секунды. За это время импульс, полученный от рецепторов, «добегает» до головного мозга.
Доставку импульсов обеспечивают 4 нерва:
Конечной целью импульса является таламус, именно здесь происходит соединение импульсов вкуса и обоняния и формирование «полной картины». Если есть банан, то ощущается сладкий вкус, соответствующий запах, пюреобразная, мягкая консистенция.
Меняется ли вкус с возрастом?
Достоверно известно, что у малышей вкусовых почек гораздо больше, следовательно, все воспринимается острее. Этим можно объяснить и тот факт, что дети так разборчивы в еде. Но с возрастом картина меняется. Самый яркий пример – оливки в детстве казались, мягко говоря, невкусными, но с возрастом многие начинают их ценить.
У пожилых количество вкусовых почек уменьшается, и пища начинает казаться пресной. Дополнительно действует фактор привыкания. Этим и объясняется, что «в детстве все было вкуснее».
Привыкнуть к соленому и сладкому можно гораздо быстрее, чем к горькому и кислому. Но если уже привыкли к горькому, то компенсаторно повышается чувствительность к соленому. А если сладкое кажется «пресным», то обостряется восприятие всех других вкусов.
Вкус формируется еще до рождения
Уже внутриутробно плод учится распознавать запахи и вкусы путем проглатывания амниотической жидкости. Считается, что в это время формируются пищевые пристрастия, хотя они сильно зависят от особенностей питания семьи, национальных традиций, а также генов.
Чувствительность языка к сладкому
Мембрана микроворсинок вкусовых клеток содержит специфические участки (рецепторы), предназначенные для связывания растворенных в жидкой среде полости рта химических молекул. Существует четыре разновидности вкусовых ощущений, или четыре вкусовые модальности: сладкое, кислое, соленое и горькое. Строгой зависимости между химической природой вещества и вкусовым ощущением нет: например, сладким вкусом обладают не только сахара, но и некоторые неорганические соединения (соли свинца, бериллия), а самым сладким веществом является не усваиваемый организмом сахарин. Большинство вкусовых клеток полимодальны, т. е. могут реагировать на стимулы всех четырех вкусовых модальностей.
Присоединение к специфическим рецепторам молекул, обладающих сладким вкусом, активирует систему вторичных посредников аденилатциклазы — циклического аденозинмонофосфата, которые закрывают мембранные каналы ионов калия, и поэтому мембрана рецепторной клетки деполяризуется. Вещества, обладающие горьким вкусом, активируют одну из двух систем вторичных посредников: 1) фосфолипазу С — инозитол-3-фос-фат, что приводит к выходу из внутриклеточного депо ионов кальция с последующим выделением медиатора из рецепторной клетки; 2) специфический G-белок гастдуцин, регулирующий внутриклеточную концентрацию цАМФ, которая управляет катионными каналами мембраны и этим определяет возникновение рецепторного потенциала. Действие на рецепторы молекул, имеющих соленый вкус, сопровождается открытием управляемых натриевых каналов и деполяризацией вкусовой клетки. Вещества, обладающие кислым вкусом, закрывают мембранные каналы для ионов калия, что ведет к деполяризации рецепторной клетки.
Величина рецепторного потенциала зависит от вкусового качества и концентрации химического вещества, действующего на клетку. Возникновение рецепторного потенциала приводит к выделению вкусовой клеткой медиатора, действующего через синапс на афферентное волокно первичного сенсорного нейрона, в котором через 40—50 мс от начала действия стимула повышается частота потенциалов действия. Возникшие в афферентных волокнах нервные импульсы проводятся к ядрам одиночных пучков продолговатого мозга. При повышении концентрации действующего вещества общее количество реагирующих чувствительных волокон возрастает за счет вовлечения высокопороговых афферентов в передачу информации от рецепторов.
Вкусовая чувствительность
Пороги вкусовой чувствительности выявляются поочередным нанесением на поверхность языка растворов веществ, обладающих разными вкусовыми качествами (табл. 17.4). Абсолютным порогом чувствительности считают появление определенного вкусового ощущения, отличающегося от вкуса дистиллированной воды. Вкус одного и того же вещества может восприниматься по-разному в зависимости от его концентрации в растворе; например, при малой концентрации хлорида натрия он ощущается сладким, а при большей концентрации — соленым. Максимальная способность различать концентрацию растворов одного и того же вещества и, соответственно, самый низкий дифференциальный порог вкусовой чувствительности характерны для среднего диапазона концентраций, а при высоких концентрациях вещества дифференциальный порог повышается.
Таблица 17.4. Абсолютные пороги восприятия веществ с характерным вкусом 
Абсолютные пороги вкусовой чувствительности индивидуально различаются, но у подавляющего большинства людей самым низким оказывается порог определения веществ с горьким вкусом. Эта особенность восприятия возникла в эволюции, она способствует отказу от употребления в пищу веществ горького вкуса, к которым принадлежат алкалоиды многих ядовитых растений. Вкусовые пороги различаются у одного и того же человека в зависимости от его потребности в тех или иных веществах, они повышаются вследствие длительного употребления веществ с характерным вкусом (например, сладостей или соленостей) или курения, потребления алкоголя, обжигающих напитков. Разные области языка различаются вкусовой чувствительностью к различным веществам, что обусловлено особенностями распределения вкусовых рецепторов. Кончик языка более других областей чувствителен к сладкому, боковые стороны языка — к кислому и соленому, а корень языка — к горькому. Вкусовые ощущения в большинстве случаев мультимодальны и основаны не только на избирательной химической чувствительности вкусовых рецепторных клеток, но и на раздражении пищей терморецепторов и механорецепторов ротовой полости, а также действии летучих компонентов пищи на обонятельные рецепторы.
АНАТОМИЯ ВКУСА: ОТ ЯЗЫКА ДО МОЗГА
Вкусная еда – одно из простых и доступных удовольствий. Но как мы наслаждаемся вкусом? Как происходит этот процесс, и только ли дело во вкусовых сосочках на языке? Нет, все гораздо сложнее, и этот процесс на стадии активного изучения. О том, что уже известно ученым, – в этом материале.
Такой разный вкус
Сколько мы можем различать вкусов? До недавнего времени считалось, что язык человека воспринимает только 4 фундаментальных вкуса. Еда нам кажется сладкой, кислой, соленой или горькой. По крайней мере, так были классифицированы все известные вкусы в XIX веке.
Но с того времени много воды утекло, и в эту классификацию добавили 5-й вкус с весьма интересным названием – umami. Этот термин был предложен японским химиком Кикунаэ Икеда, изучавшим основной ингредиент национальной кухни – водоросли Laminariajaponica.
Полученные данные и стали началом эпохи глутамата натрия, ведь с этого времени началось его активное производство.
И на этом все? То есть все разнообразие вкусов, которыми мы наслаждаемся изо дня в день, можно объяснить всего 5-ю фундаментальными и их сочетанием? На самом деле, нет. Изучение этого механизма продолжается и обсуждается восприятие металлического вкуса, кальция (мела), жира и даже чистой воды, хоть и говорят, что она безвкусная.
Главный орган вкуса
Это, конечно, язык, на поверхности которого сосредоточено в общей сложности более 5 тысяч сосочков:
Объединяет эти сосочки тот факт, что на их поверхности имеются вкусовые почки.
Чувствительные почки сосредоточены не только на языке, но и в других анатомических структурах, например, в глотке, небе, хотя и в меньшей концентрации.
В структуре вкусовой почки обнаружены рецепторы, воспринимающие определенный тип вкуса. Например, вкусовые почки грибовидных сосочков воспринимают сладкое, листовидных – кислое и соленое, желобовидных – горечь.
На поверхности этих почек имеется десяток чувствительных клеток, распознающих, усиливающих и преобразующих вкусовые импульсы, что и запускает реакции, в ходе которых вырабатывается нейротрансмиттер. Именно этот медиатор стимулирует вкусовые нервы и отправляет в головой мозг импульсы, где он преобразуется и появляются ощущения.
Разница в восприятии вкусов
В организме все продумано. Так, «сладкая» молекула связывается исключительно со своим чувствительным рецептором. Если по какой-то причине их нет, то сладкий вкус недоступен или становится менее выраженным, если этих рецепторов мало. Но все же есть вещества, которые раздражают сладкие и горькие рецепторы одновременно.
Горькое, сладкое и umami распознаются благодаря рецепторам семейства GPCR, они связаны с G-белками, находящимися внутри клеток. Рецепторы GPCR распознают феромоны и пахнущие вещества. Поэтому можно иногда не только услышать, но и буквально почувствовать на вкус запах.
Вкус, запах и текстура: тесная взаимосвязь
Когда нос заложен, вся еда и напитки кажутся пресными, не такими, как обычно. Дело в том, что вкус и обоняние тесно связаны. Отсюда следует правило: чем богаче ароматическая «палитра» пищи, тем большее значение имеет обоняние в наслаждении едой и распознавании ее вкуса.
Ароматные молекулы начинают высвобождаться при пережевывании пищи, проникают в полость носа, где воспринимаются обонятельными клетками.
В полости носа и частично во рту сосредоточенно более 300-х типов обонятельных рецепторов, позволяющих распознавать все разнообразие запахов .
Зубы и десневой аппарат также принимают участие в восприятии вкуса и консистенции пищи. Рецепторы давления, сосредоточенные в тканях пародонта (амортизирующем аппарате зуба), и жевательная мускулатура оценивают консистенцию и структуру пищи.
Кстати, интересный факт: при большом количестве «мертвых» зубов (где была удалена пульпа) вкус еды становится менее выраженным.
Время восприятия вкуса
Для восприятия вкуса необходимо свести воедино полученные импульсы от:
И, несмотря на столь сложный механизм распознавания вкуса, для его восприятия необходимо всего лишь 0,15 секунды. За это время импульс, полученный от рецепторов, «добегает» до головного мозга.
Доставку импульсов обеспечивают 4 нерва:
Конечной целью импульса является таламус, именно здесь происходит соединение импульсов вкуса и обоняния и формирование «полной картины». Если есть банан, то ощущается сладкий вкус, соответствующий запах, пюреобразная, мягкая консистенция.
Меняется ли вкус с возрастом?
Достоверно известно, что у малышей вкусовых почек гораздо больше, следовательно, все воспринимается острее. Этим можно объяснить и тот факт, что дети так разборчивы в еде. Но с возрастом картина меняется. Самый яркий пример – оливки в детстве казались, мягко говоря, невкусными, но с возрастом многие начинают их ценить.
У пожилых количество вкусовых почек уменьшается, и пища начинает казаться пресной. Дополнительно действует фактор привыкания. Этим и объясняется, что «в детстве все было вкуснее».
Привыкнуть к соленому и сладкому можно гораздо быстрее, чем к горькому и кислому. Но если уже привыкли к горькому, то компенсаторно повышается чувствительность к соленому. А если сладкое кажется «пресным», то обостряется восприятие всех других вкусов.
Вкус формируется еще до рождения
Уже внутриутробно плод учится распознавать запахи и вкусы путем проглатывания амниотической жидкости. Считается, что в это время формируются пищевые пристрастия, хотя они сильно зависят от особенностей питания семьи, национальных традиций, а также генов.