Как мы устроены

[Алёна]

Иногда попадаются весьма интересные статьи, объясняющие сложные научные/химические/физические/биологические и прочие процессы доступным для понимания не-специалисту языком.

Будем выкладывать. Весьма рекомендуем для общего развития.

 

 

 

Химическое чудо: как язык сообщает мозгу вкус пищи

 

Ореховый привкус выдержанного сыра, ягодные нотки вин, цветочное послевкусие темного шоколада — восхитительные вкусы постоянно бомбардируют наши языки. Мы все любим вкусно покушать, но задумывались ли вы о том, как язык переносит эти божественные вкусы с тарелки в мозг?

Язык, который отвечает за вкусовую систему организма, представляет собой кусок мышечной плоти, покрытый слизистой оболочкой. Человеческому глазу наши языки кажутся усеянными крошечными бугорками, называемыми сосочками. Их часто ошибочно принимают за сами вкусовые рецепторы, однако на самом деле эти сосочки содержат группы вкусовых рецепторов.

Язык усеян тремя типами сосочков, воспринимающих вкус. Грибовидные сосочки, сосредоточенные в основном на кончике и боковых сторонах языка, обычно содержат один вкусовой рецептор на своих грибовидных кончиках. Листовидные сосочки, расположенные в красноватых складках по бокам языка, содержат множество вкусовых рецепторов, организованных вокруг этих щелей. Более крупные куполообразные папиллярные сосочки расположены ближе к задней части языка, и, подобно листовидным сосочкам, они могут вместить до 250 вкусовых рецепторов каждый.

Четвертый тип — нитевидные сосочки — самый маленький и самый многочисленный на языке. Этот тип содержит тонкие волоски, которые соединяются с нервами, связанными с осязанием, позволяя нам чувствовать текстуру того, что мы едим, но при этом они не содержат никаких вкусовых рецепторов.

В то время как эти различные типы сосочков различаются по структуре, они обычно группируются вокруг щелей, в которые попадают разрушенные пищевые химические вещества, высвобождающиеся при жевании. Эти щели также содержат железы, которые выделяют слюну.

 

Вкусовые рецепторы тоже представляют собой сложные небольшие бугорки. Каждый содержит от 50 до 150 специальных клеток, которые располагаются как зубчики в луковице чеснока и реагируют на определенные химические соединения. Общее количество вкусовых рецепторов от человека к человеку разнится, и может составлять от 4000 до 10000 штук.

Каждый вкусовой рецептор специализируется на обнаружении одного из пяти типов вкуса: сладкого, кислого, горького, соленого или умами. Да, последний вкус известен нам мало — он есть в соевом соусе и в сыре пармезан, также его дает усилитель вкуса глутамат натрия. Зато в Китае и Японии этот вкус высокобелковых веществ очень распространен.

Вопреки тому, что вы, возможно, учили в школе, на языке нет областей, специализирующихся на каком-то определенном вкусе — вместо этого каждый вкусовой сосочек имеет все пять вкусовых рецепторов, встроенных в него. Каждый рецептор имеет небольшие волоскоподобные клетки, называемые микроворсинками, которые связываются с определенными химическими соединениями, соответствующими типу вкуса, на котором он специализируется.

Увы — ученые все еще выясняют, как именно химические вещества взаимодействуют с рецепторами. Глубже в плоти языка они прикрепляются к нервам, которые соединяются с остальной нервной системой и передают информацию о вкусе в мозг.

Итак, после такого достаточно длинного введения можно перейти к подробностям. Когда вы едите, ваш рот разделывает пищу на ее химические строительные блоки. Ваши зубы физически измельчают и разделяют крупные компоненты еды, а слюна содержит различные ферменты, которые разбивают эти крошки на молекулы:

Как только эти пищевые химические вещества начинают плавать вокруг языка, часть из них попадает в пространство между сосочками, забивается в щели и достигает вкусовых рецепторов. Микроворсинки последних взаимодействуют только с определенными химическими веществами, которые соответствуют их вкусовой специализации. 

Сахар запускает сладкие рецепторы, кислоты запускают кислые рецепторы, минералы, такие как хлорид натрия и магний, запускают солевые рецепторы, группа из около 35 белков запускает горькие рецепторы, а глутаминовая и аспарагиновая кислоты запускают умами:

Как только микроворсинки связываются с определенными химическими веществами, рецепторы активируют свои индивидуальные нервы. И в итоге они посылают целую бурю электрических сигналов в мозг, чтобы сказать нашей голове о том, что эти вкусы присутствуют на языке. По этой причине вкус первого кусочка нам кажется максимально ярким и полным. В конце концов, когда рецепторные клетки привыкают к вкусу, в мозг начинают поступать более упорядоченные сигналы, и последний правильно их интерпретирует — в итоге вкус еды приглушается:

Нос тоже в деле: еда имеет и свои запахи, которые при измельчении во рту только усиливаются. В итоге они проходят через заднюю часть рта и попадают в носовую полость. Здесь обонятельные сенсоры обнаруживают более сложные вкусовые профили, помимо пяти закодированных вкусовыми рецепторами на языке, и посылают сигналы о них в мозг:

Информация от вкусовых рецепторов вместе с аналогичными сигналами от других чувствительных нервов, отвечающих за боль, температуру и осязание, достигает нижнего отдела мозгового ствола. Оттуда данные о вкусе переходят уже в сознательные отделы головного мозга:

Ну и, пожалуй, самая приятная часть: как только вкусовые сигналы достигают областей сенсорного восприятия в мозге, они объединяются с сигналами обоняния, чтобы сообщить голове, что находится во рту. И если мы воспримем общий вкус как приятный, то мозг вызовет увеличение производства слюны и желудочного сока, способствуя пищеварению и делая еду еще более аппетитной:

Как видите, распознавание вкуса — дело непростое, за него отвечают тысячи нейронов и вкусовых рецепторов, и участвует в этом даже нос. Так что такой, казалось бы, достаточно обыденный процесс — поглощение пищи — своего рода биохимическое чудо.

 

Оригинал: https://www.iguides.ru/main/other/khimicheskoe_chudo_kak_yazyk_soobshchaet_mozgu_vkus_pishchi/