Сенсорні системи смаку та нюху

Ви дізнаєтесь про процеси сприйняття смаку та запаху; зможете пояснити, чим сприйняття запаху та смаку відрізняється від сприйняття Інших подразників; про те, які п'ять смаків розпізнає людина та скільки рецепторів запаху вона мас.

Як ми розрізняємо такі різні смаки? Чому, коли ми нервуємо, не відчуваємо смаку їжі? Що таке смак «умамі»?

Здатність організму сприймати хімічні подразники обумовлює відчуття смаку і нюху. Тому рецептори, що відповідають за ці відчуття називаються хеморецепторами (від грец. chemo — що належать до хімічних речовин). Хеморецепція як пайпримітивні-

ше відчуття, наявна майже в усіх тварин. У результаті активації хеморецепторів, хімічний сигнал перетворюється па електричний, який нервовими шляхами надходить до кори головного мозку, яка нам «сповіщає*, що саме ми нюхаємо чи їмо.

Смакова сенсорна система

Смакові рецептори розташовані па язиці в спеціальних структурах — смакових цибулинах, яких па язиці дорослої людини приблизно 3000. Більшість смакових цибулин розміщена вздовж стінок маленьких виростів па язиці — сосочків. Якщо ви розглянете власний язик у дзеркалі, то неозброєним оком побачите ці структури (мал. 8.21).

Якщо б ви подивились на будову смакової цибулини під мікроскопом, ви б з’ясували, що вона складається з кількох видовжених смакових рецепторних клітин — це видозмінені епітеліальні клітини. Ці клітини мають вирости — ворсинки, які висуваються у смакову пору. Смакова пора з'єднує смакову цибулину з порожниною рота. На ворсинках знаходяться хеморецептори, які сприймають розчинені в слині молекули їжі (мал. 8.21).

Згадайте, якщо ви нервуєте і паралельно їсте, вам здається, що страви не мають смаку. Одна з причин цього, що під час стресу в людини зменшується виділення слини — явище «пересихання в роті*, і смакові рецептори отримають набагато менше розчинених молекул їжі для аналізу. Смакові рецепторні клітини перетворюють хімічний стимул у нервовий імпульс, який передається чутливими нервовими волокнами в смаковий центр кори головного мозку.

Людина здатна розпізнавати п'ять смаків. Чотири вам добре відомі. Це смаки солоного, солодкого, кислого і гіркого. П’ятий смак — смак «умамі» (в японській мові це слово означає «смачний»), який ми сприймаємо як «смак м’яса». Таке відчуття викли-

кае в пас амінокислота глутамат, яку у вигляді підсилювача смаку натрію глутамату додають до ковбасних та м’ясних виробів тощо.

Учені довели, що певна смакова рецепторна клітина здатна розпізнавати лише один із п’яти смаків. Будь-яка ділянка язика має смакові рецептори всіх п'яти смаків, але в різних співвідношеннях.

Тож більшість їжі, яку ми вживаємо, одночасно активує рецептори різних смаків. Остаточне відчуття смаку їжі — це результат роботи насамперед смакових центрів головного мозку, які дають нам відчуття «усередненого смаку*.

Нюхова сенсорна система

Здатність людини відчувати запах залежить від нюхових рецепторних клітин. Це — особливі нервові клітини, які розташовані в слизовій оболонці носової порожнини. На поверхні клітини с вирости (потовщенні дендрити), які занурені у слиз носової порожнини і сприймають пахучі молекули, що надходять з повітрям, яке ми вдихаємо (мал. 8.22).

Науковці відкрили рецепторні білки до більш ніж 1000 рівних запахів. Кожна нюхова рецепторна клітина має лише один із 1000 видів рецепторних білків. У дорослої людини приблизно 10-20 мільйонів нюхових рецепторних клітин, нервові волокна від них надходять до нюхової цибулини, де відбувається первинна обробка інс|юрмації про запахи.

Кролик має 100 мільйонів нюхових рецепторних клітин, більшість собак — 1 мільярд. Собаки-шукачі, породи яких спеціально виводили з метою підвищення нюхової чутливості, мають 4 мільярди нюхових рецепторів (мал. 8.23).

Будь-який запах (наприклад, аромат троянди) містить багато молекул запаху (на мил. 8.22 зображені кружечками різного кольору).

Залежно від того, які нейрони шохової цибулини були активовані, ін<|юрмація надходить до нюхового центру головного мозку і аналізується.

Чи помічали ви, що інколи аромат нагадаю вам про якусь подію (наприклад, запах хвої ялинки нагадує про веселі новорічні свята) або знайому вам людину (наприклад, запах улюблених маминих парфумів нагадує вам про маму). Це пов'язано з тим, що від нюхової цибулини частина нервових волокон надходить до так званого центру емоцій у мозку — лімбічної системи. Це обумовлює наявність емоційного компонента в нюховому сприйнятті. Запах може викликати задоволення чи огиду тощо.

З віком кількість нюхових рецепторних клітин зменшується. Людина, яка зловживає тютюном, також дуже швидко втрачає можливість сприймати топкі відтінки запахів. Втрата нюху в результаті травми голови, хронічної інфекції дихальних шляхів та захворювань мозку називається аносмія. Інколи це дуже небезпечно: людина не зможе відчути запах пожежі, природнього газу, що витікає, зіпсованих продуктів харчування.

Важливо знати, що природний газ, який використовують у побуті, безбарвний та не має запаху. Тому до його складу додають пахучу речовину етилмеркаптан, щоб людина могла на нюх відчути витікання газу.

Запах також відіграє вагому роль у сприйманні смаку їжі. Хоча центри смаку та нюху знаходяться в різних зонах кори головного мозку, ці два відчуття взаємопов'язані. їжа має смак та запах, коли ж у вас нежить, їжа здається несмачною, адже ми не відчуваємо її запаху. ¹

1.    Смакові та нюхові рецепторні клітини — хеморецептори.

2.    Хеморецептори перетворюють хімічний сигнал на електричний, який надходить до смакової чи нюхової зони кори головного мозку, яка нам «сповіщає» про те, що саме ми їмо чи намагаємося розпізнати на нюх.

3.    Відчуття смаку формується під час взаємодії молекул Ї>к1 зі смаковими рецепторними клітинами, які об'єднані в смакові бруньки язика. Людина розрізняє такі смаки: солодке, солоне, кисле, гірке та смак «умамі» [«м'яса»),

4.    Нюхові рецепторні клітини — видозмінені нервові клітини, які розташовані у верхній частині носової порожнини І сприймають молекули запаху, який надходить з повітрям. Існують близько 1000 видів нюхових рецепторів.

5.    Відчуття смаку тісно пов'язане зі сприйняттям запаху.

Смакова цибулина, смакові рецептори, смак «умамі», нюхові рецептори, нюхова цибулина.

1.    Що подібного між сенсорними системами смаку та нюху?

2.    Яка будова смакової цибулини? Яка її частина сприймає смак?

3.    Які п'ять смаків розпізнає сенсорна система смаку людини?

4.    Скільки різних молекул запаху може розпізнати нюхова сенсорна система? Чи може одна рецепторна клітина сприймати різні запахи?

5.    Чому певний аромат може викликати зміну емоційного стану людини?

1,    Якщо покласти на язик невеличку грудочку смакової добавки натрію глутамат, вам буде здаватися, що ви куштуєте м’ясо. Чому?

2,    Якщо в кімнаті, де стоїть «затхлий» запах, ви розпилите освіжувач повітря, чи будете ви відчувати аромат цього побутового засобу? Обґрунтуйте відповідь, зважаючи на здатність нюхових рецепторних клітин сприймати молекули запаху.

W    Чому гірке не всім гірке?

У 1931 році хімік Артур Фокс, який працював у компанії «Дюпоня («DuPont»), через необачність розпилив у повітрі лабораторії порошок хімічної речовини фенілтіокарбаміду (ФТК) [мол. 8.24). Частина речовини потрапила в ротову порожнину Фоксу, а також його колезі, який стояв поряд. Колега вигукнув: «Яка гіркота!». Фокс був здивований, тому що він взагалі не відчував ніякого смаку. Тоді науковці знову спробували порошок на смак (звісна річ, вони знали, що ця речовина не належала до отрут), і отримали такий самий ефект.

Тоді Фокс узяв кристали ФТК І почав давати їх у невеликій кількості Іншим колегам, родичам І друзям для випробування на смак. Виявилось, що відчуття гіркого смаку ФТК обумовлено генетичними особливостями людини. Тобто якщо батьки не відчували гіркоти ФТК, то з великою ймовірністю їхні діти мали таку саму особливість. Причина отримання різних результатів була настільки вагомою, що тест з ФТК навіть використовували як тест на батьківство, допоки його не замінив ДНК-тесг. Більш ніж 70 років тому американськими дослідниками був виявлений ген, зміни в якому обумовлюють відчуття гіркоти ФТК. ¹

1. Ми зрозуміли, що сенсорна система складається Із органу чуття з рецепторами, провідникового шляху та чутливої зони у мозку, І що порушення роботи будь-якого компонента сенсорної системи може призвести до втрати певного відчуття.

2.    Ми дізналися, що кожен вид рецепторів сприймає тільки відповідний йому подразник І у відповідь генерує електричний сигнал.

3.    Ми усвідомили, що залежно від характеру подразника розрізняють: меха-норецептори — сприйняття звуку, положення І руху тіла, дотику, вібрації, тиску, розтягнення; хеморецептори — сприйняття смаку, запаху; фоторецептори — сприйняття світла І кольору; температурні рецептори — сприйняття холоду, тепла; ноцицеглори (больові рецептори) — сприйняття болю.

4.    Ми запам'ятали, що оптична система ока пропускає І заломлює світло так, що світлові промені фокусуються на сітківці — свіглосприймальній частині ока, що містить фоторецептори (палички І колбочки), у яких під дією світла формується електричний сигнал.

5.    Ми довідались, що зовнішнє вухо спрямовує звукові коливання на барабанну перетинку, далі, посилюються слуховими кісточками І передаються через овальне вікно на рідини завитки, що спричинює формування електричних сигналів у волоскових клітинах.

6.    Ми усвідомили, що необхідно дотримуватися правил гігієни зору І слуху, щоб запобігти їх порушенням.

7.    Ми дізналися, що сприйняття смаку та запаху забезпечують хеморецептори. Людина здатна розпізнавати 5 смаків І 1000 видів запахів.

8.    Ми зрозуміли, як складно влаштовані сенсорні системи І що кожна людина має Індивідуальні особливості відчуттів. Це забезпечує їй зв'язок Із зовнішінм середовищем.

9.    Ми зрозуміли, що сенсорні системи мають здатність до адаптації залежно від умов (сили подразника, тривалості його дії тощо).

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Жолос