Typy receptorov v jazyku, ich účel a princípy fungovania. Na jazyku sú chuťové poháriky, za akú chuť je zodpovedný koniec jazyka? Akú chuť vnímajú receptory na zadnej strane jazyka?

Chuťové poháriky sa nachádzajú na mnohých orgánoch ústnej dutiny v rôznych koncentráciách: na jazyku, podnebí, mandlích, zadnej stene hltana, epiglottis. Celkovo je ich asi 10 000 a najväčší počet sa nachádza na špičke, okrajoch a zadnej strane jazyka. V strede jazyka a jeho spodnej časti nie sú žiadne chuťové poháriky.

Receptory sú umiestnené na papilách jazyka. Každá papila je obklopená pórom potrebným na zhromažďovanie a hromadenie slín, v ktorých sa rozpúšťa

Ryža. 6.17. Papily na povrchu jazyka (a) a chuťových pohárikov (b) (Carlson, 1992).

látka je prítomná (obr. 6.17). Receptory sú tzv chuťove poháriky. Majú tvar cibúľ, pozostávajúcich z vretenovitých buniek, oddelených od seba podpornými bunkami. Každá vretenovitá bunka smeruje svojimi mikroklkmi k povrchu póru.

Ryža. 6.JE. Oblasti jazyka, ktoré sú citlivé na rôzne chuťové vnemy (Carlson, 1992).

Na jazyku je asi 2000 chuťových pohárikov. Každý má 2-3 eferentné vlákna končiace na chuťových bunkách. Predná časť jazyka je inervovaná vláknami lingválneho nervu (vetva trojklanného nervu), zadná tretina glosofaryngeálnym nervom a malá časť epiglottis vagusom. Elektrická stimulácia týchto nervov vyvoláva pocit chuti. Aby ste pocítili leptavú, adstringentnú a kyslú chuť, je potrebná dodatočná stimulácia čuchových, bolestivých, tepelných a hmatových receptorov v ústnej dutine. Všetky nervy nesúce informácie z chuťových receptorov sú charakterizované adaptáciou, t.j. zastavením impulzov pri dlhšom vystavení rovnakej látke (Babsky a kol., 1972).

Chuťové poháriky rôznych typov sú na povrchu jazyka rozložené nerovnomerne. Špička jazyka je najcitlivejšia na sladké a slané, strany jazyka reagujú výraznejšie na kyslé a jeho zadná časť, mäkké podnebie a hltan lepšie vnímajú horkosť (obr. 6.18).

Stále nie je presne známe, či ľudia majú jeden alebo dva typy receptorov pre sladkosti. Predpokladá sa, že existujú samostatné receptory, ktoré reagujú na sacharín a sú necitlivé na glukózu, ako aj receptory, ktoré sú aktivované pôsobením glukózy (Schiffman et al., 1986). Nezdá sa, že by existoval jeden typ receptora pre horkosť. Ľudia s dedičným deficitom určovania chuti fenyltiokarbamidu majú súčasne zníženú citlivosť na kofeín, ale môžu vnímať horkú chuť niektorých iných látok (Hall et al., 1975).

Vodivý systém chuťových vnemov

Informácie z receptorov umiestnených v prednej časti jazyka prichádzajú ako súčasť chorda tympani (chorda tympani) vetva siedmeho hlavového (tvárového) nervu; z receptorov zadnej časti jazyka - ako súčasť lingválnej vetvy deviateho kraniálneho (glosofaryngeálneho) nervu; Desiaty hlavový nerv (vagus) prenáša informácie z receptorov podnebia a hltana. K prvému prepínaniu chuťových informácií dochádza v jadre osamelého traktu v predĺženej mieche. Ďalej informácie vstupujú do parabranchiálnych pontínových jadier (Pfaffman et al., 1979), odkiaľ sa neuróny premietajú do oblasti chuti talamu ako súčasť mediálneho lemnisku. Talamické neuróny vysielajú projekcie do oblasti mozgovej kôry umiestnenej trochu ventrálne k oblasti tváre somatosenzorického kortexu (obr. 6.19) (Kalat, 1992). Čuchové vlákna sa tiež napájajú do laterálneho hypotalamu a limbického systému. Predpokladá sa, že hypotalamus sprostredkúva vzťah medzi chuťovým systémom a čuchovým systémom.

Ryža. 6.19. Základné impulzné dráhy z chuťových pohárikov do mozgu (Kalat, 1992).

Existujú dve predstavy o mechanizme vnímania chuti. Jeden naznačuje, že každé vlákno prichádzajúce z receptora nesie špecifickú chuť do kôry. Ďalší koncept sa opiera o myšlienku, že informácie o chuti sú spojené so špecifickým rozložením aktivity v mnohých kortikálnych neurónoch. Druhú teóriu zatiaľ viac potvrdil faktický materiál. Ukázalo sa napríklad, že drvivá väčšina nervov chorda tympani je zodpovedná za viac ako jednu chuť a dokonca reaguje na kolísanie teploty (Nowlis a Frank, 1977).

Štúdia, ktorá zaznamenala charakteristiky elektrickej aktivity mozgovej kôry pri vstupe rôznych látok do jazyka, nie je v rozpore s oboma teóriami. Ukázalo sa, že keď sa na jazyk umiestnila horká látka, neuróny sa aktivovali na jednom konci chuťovej kôry, keď jedli cukor, na druhom konci, keď sa brala soľ, sa aktivovali rôzne neuróny rozmiestnené po celej kôre (Yamamoto et al. , 1981).

Mali ste niekedy spomienku z detstva, v ktorej ste jedli niečo veľmi chutné a potom, čo ste o niekoľko rokov neskôr vyskúšali túto vzácnu pochúťku, sa vám to nezdalo až také neuveriteľne chutné? A potom poviete: Aha, teraz sa tak nevarí a produkty nie sú všetky prírodné! V skutočnosti to nie je o produktoch a kuchároch, ale o nás samých a tento jav má jednoduché lekárske vysvetlenie. Najprv však trochu o anatómii pre všeobecný vývoj, takpovediac

Orgán zodpovedný za vnímanie chuti v našom tele je známy Jazyk! Je štruktúrovaný celkom jednoducho. Celý povrch jazyka je pokrytý papily. Každá papila má veľké množstvo chuťove poháriky , z ktorej vychádzajú nervové vlákna, ktoré sa zhromažďujú vo zväzkoch a nakoniec vstupujú do mozgovej kôry, do centra zodpovedného za zmysel pre chuť, kde sa impulz spracuje a cítime chuť. Rôzne receptory vnímajú rôzne chute. Ale je to na jazyku 4 hlavné zóny vnímania chuti v miestach, kde sa hromadia receptory pre jednu chuť, z ktorých každý je zodpovedný za svoju chuť: sladkú, horkú, kyslú a slanú. Sú zobrazené na obrázku.

Mimochodom, práve v súlade s týmto usporiadaním zón na jazyku vznikli rôzne podoby nápojového skla. Poháre s tenkým úzkym hrdlom sú určené na nápoje s dominantnou sladkou chuťou. Z takýchto pohárov sa tekutina dostane najskôr na špičku jazyka a až potom čiastočne na bočnú plochu a kyslá chuť ustúpi do pozadia.

A práve nedávno som sa dozvedel zaujímavý fakt, že takmer všetci ľudia vo veku 60 rokov strácajú 50% svojich chuťových pohárikov (tých, ktoré sa nachádzajú na papilách jazyka). Je to skutočne viditeľné. V detstve je chuťový zmysel oveľa výraznejší, preto sú deti v jedle často veľmi vyberavé, no na druhej strane sa im niektoré veci zdajú neskutočne chutné! Dospelí sú k jedeniu menej emotívni. Pravdepodobne ste si všimli tieto fakty o sebe a svojich deťoch? A všetko je vysvetlené práve tým, že z nejakého dôvodu sa znižuje chuť a dospelí, keď jedia napríklad kapustovú polievku alebo smaženú cibuľku (ktorú deti nemajú tak radi), jednoducho necítia tú chuť. spôsobili problémy v detstve.

Tento jav možno vo všeobecnosti vysvetliť dvoma teóriami.

Po prvé, zmysel pre chuť je evolučne daný ľuďom, aby rozlíšili medzi zdravými a nezdravými potravinami. Imunita dieťaťa je oveľa slabšia ako imunita dospelého človeka, takže príroda nútila deti, aby boli veľkými gurmánmi, aby nezjedli niečo nechcené. Aj keď na druhej strane sa tu možno príroda prepočítala, keďže aj to viedlo k tomu, že dieťa si do úst ťahá všetko dobré aj zlé. Dospelý človek nepotrebuje toľko cítiť, keďže je už skúsenosťami naučený a vie, čo môže jesť a čo nie a imunitu má už vytvorenú. Preto nadbytočné chuťové poháriky odumierajú.

Na druhej strane možno nejde o smrť receptorov, ale o zmiznutie zóny v mozgovej kôre zodpovednej za túto chuť. Mnoho ľudí jedáva počas svojho života to isté. Na raňajky jogurt, sendvič alebo miešané vajíčka, na obed polievka a smažené zemiaky, na večeru ďalší sendvič s čajom. Je zriedkavé, že najmä vo veľkej rodine gazdiná uvarí Filé zo žraloka s omáčkou Pesto alebo Žabie stehienka s omáčkou Chateaubriand. Preto zóna mozgu, ktorá dlho nedostáva impulzy, jednoducho zabudne na svoj účel a pocit sa stáva nudným. Ak sa teda chcete vždy cítiť lepšie, doprajte si rôzne jedlá

Jazyk je dôležitým orgánom v tele človeka a všetkých stavovcov. Je neoddeliteľnou súčasťou tráviaceho systému a má jedinečnú štruktúru a súbor funkcií. Jazyk plodu sa formuje už v 4-5 týždni tehotenstva. Pozrime sa podrobne na vlastnosti štruktúry a fungovania tohto orgánu.

Jazyková štruktúra

Jazyk je súbor svalov umiestnených v dolnej časti ústnej dutiny a pokrytý sliznicou. Anatomicky sa tieto svaly delia na koreň jazyka a telo jazyka. Od koreňa jazyka až po špičku prebieha vonkajší sval, v ktorom sa nachádzajú cievy a nervy. Sliznica jazyka je vlhká, ružová, pokrytá početnými papilami. Papily jazyka sú procesy tkaniva, ktoré presahujú povrch sliznice pokrytej dlaždicovým epitelom. V ľudskom tele sa nachádza šesť druhov papíl, ktoré sa delia na mechanické (používajú sa na mletie jedla) a chuťové (obsahujú chuťové poháriky).

Typy mechanických papíl:

vláknité (najmenšie a najpočetnejšie);
kužeľovitý;
lentikulárny.

Druhy chuťových pohárikov:

hríbovitý;
listnatý;
chuťové poháriky (cibuľky).

Okrem toho koncová drážka oddeľuje koreň a telo jazyka. Koreň jazyka je obklopený lymfoidným tkanivom, ktoré tvorí jazykové mandle.

Telo jazyka je vytvorené z priečne pruhovaných svalov. Rozdeľujeme ich do dvoch skupín:

svaly spojené s okolitými orgánmi ústnej dutiny (genioglossus, styloglossus, hypoglossus);
vlastné svaly jazyka (dva pozdĺžne svaly: horné a dolné, ako aj vertikálne).

Horný povrch jazyka sa zvyčajne nazýva chrbát. Spodná časť je spojená s ústnou dutinou cez lingválnu uzdu - záhyb, ktorý je vytvorený zo slizničného tkaniva.

Ďalšou dôležitou zložkou jazyka sú slinné žľazy. Delia sa na hlienové, serózne a zmiešané.

Jazykové funkcie

Toto telo vykonáva niekoľko funkcií naraz:

pomáha brúsiť a presúvať jedlo v ústach;
pomáha prehĺtať jedlo do pažeráka;
rozpoznáva chuť jedál (bez jazyka by sme nevedeli určiť, či sú jedlé alebo nie);
podieľa sa na primárnom trávení potravy (v dôsledku slinných enzýmov vylučovaných slinnými žľazami);
je neoddeliteľnou súčasťou rečového aparátu (to znamená, že pomocou jazyka môžeme komunikovať s inými ľuďmi a vydávať artikulované zvuky).

Ako fungujú chuťové poháriky?

Chuťové poháriky sú špeciálne orgány zodpovedné za vnímanie chuti. Nachádzajú sa hlavne pozdĺž stien chuťových pohárikov (púčikov), v menšom počte - na hornom povrchu hubovitých papíl, na bočných stenách listových papíl, na povrchu sliznice mäkkého podnebia a epiglottis . V ústach je asi 9000 chuťových pohárikov.

Mechanizmus účinku tohto orgánu spočíva v tom, že malé častice chuťových pohárikov, keď vstupujú určité produkty, prenášajú impulzy do zodpovedajúcich nervov a potom do mozgu. Zaujímavosťou je, že chuťové poháriky prijímajú a prenášajú informácie len o chuti tekutiny, pričom ďalšie vnemy prijímame z potravy čuchom, hmatom, pocitom tepla a chladu (na tomto sa podieľajú iné receptory a orgány) . Človek má teda plné chuťové vnemy. Fungovanie chuťových pohárikov má individuálne rozdiely – napríklad ženy a deti majú chuťové dojmy o niečo živšie ako muži.

Chuťové bunky ľudského jazyka rozoznávajú štyri druhy chutí: sladkú, slanú, horkú a kyslú. Niektorí vedci do tejto klasifikácie pridávajú adstringentné, alkalické a kovové chute, ale ich existencia nebola dokázaná. Keď hovoríme o širokej škále chutí (napríklad chuť vína, jabĺk, cibule atď.), tento typ vedomého zážitku je výsledkom komplexnej práce rôznych receptorov, najmä čuchových.

V dôsledku nesprávnej interpretácie výskumu uskutočneného na konci devätnásteho storočia vedci po mnoho rokov verili, že rôzne časti jazyka sú zodpovedné za vnímanie rôznych chutí: napríklad špička tohto orgánu je zodpovedná za vnímanie chuti na sladké. , okraje pre kyslú chuť atď. Táto teória viedla k vytvoreniu takzvanej mapy distribúcie chuťových pohárikov. V skutočnosti sú všetky druhy chuťových pohárikov rozmiestnené po celom povrchu jazyka a každá časť tohto orgánu dokáže vycítiť akúkoľvek chuť. Zároveň sú u niektorých ľudí určité jazykové oblasti viac či menej citlivé na rôzne chuťové podnety.

Takže sme sa dozvedeli, z čoho pozostáva jazyk a ako funguje v ľudskom tele. Vďaka svojej komplexnej štruktúre a interakcii všetkých zložiek plní tento orgán veľa dôležitých úloh. Bez jazyka by bol náš každodenný život menej pohodlný a mnohostranný.

Najjednoduchšou radosťou v živote človeka je chutné jedlo. Zdalo by sa, že idete do kuchyne, otvoríte chladničku, strávite určitý čas pri sporáku - a voila! – už je na stole voňavý pokrm a v hlave máte endorfíny. Z hľadiska vedy je však celé jedlo od začiatku až do konca zložitý mnohostranný proces. A aké ťažké je niekedy pre nás vysvetliť naše stravovacie návyky!

Štúdiu chuťových pohárikov sa venuje mladá a stále sa rozvíjajúca veda – fyziológia chuti. Pozrime sa na niektoré základné princípy učenia, ktoré nám pomôžu lepšie pochopiť naše chuťové preferencie a momentálne slabé stránky.

Ľudské chuťové poháriky

Chuť je jedným z piatich zmyslov vnímania, ktoré sú pre život človeka veľmi dôležité. Hlavnou úlohou chuti je výber a hodnotenie jedla a pitia. Veľmi mu v tom pomáhajú ostatné zmysly, najmä čuch.

Mechanizmus chuti je poháňaný chemikáliami nachádzajúcimi sa v potravinách a nápojoch. Chemické častice, ktoré sa zhromažďujú v ústach, sa menia na nervové impulzy, ktoré sa prenášajú pozdĺž nervov do mozgu, kde sú dešifrované. Povrch ľudského jazyka je pokrytý chuťovými pohárikmi, ktorých má dospelý človek od 5 do 10 tis. S vekom sa ich počet znižuje, čo môže spôsobiť určité problémy s rozlišovaním chutí. Papily zase obsahujú chuťové poháriky, ktoré majú špecifickú sadu receptorov, vďaka ktorým zažívame celú škálu chuťovej rozmanitosti.

Reagujú len na 4 základné chute – sladkú, horkú, slanú a kyslú. Dnes sa však často identifikuje piaty prvok – umami. Rodiskom nováčika je Japonsko a v preklade z miestneho jazyka to znamená „chutná chuť“. V skutočnosti je umami chuť bielkovinových látok. Glutamát sodný a ďalšie aminokyseliny vytvárajú pocit umami. Umami je dôležitou zložkou chuti rokfortu a parmezánu, sójovej omáčky, ale aj iných nefermentovaných potravín – vlašských orechov, paradajok, brokolice, húb a vareného mäsa.

Sociálno-ekonomické podmienky, v ktorých človek žije, ako aj fungovanie jeho tráviaceho systému sa považujú za úplne prirodzené vysvetlenie výberu potravy. Medzitým sa vedci čoraz viac prikláňajú k názoru, že chuťové preferencie určujú gény a dedičnosť. Táto otázka bola prvýkrát položená v roku 1931 počas výskumu zahŕňajúceho syntézu zapáchajúcej molekuly fenyltiokarbamidu (PTC). Dvaja vedci vnímali látku odlišne: pre jedného bola horká a veľmi páchnuca, zatiaľ čo pre druhého bola úplne neutrálna a bez chuti. Neskôr vedúci výskumnej skupiny Arthur Fox testoval FTC na členoch svojej rodiny, ktorí to tiež necítili.

Vedci sa tak v poslednom čase prikláňajú k názoru, že niektorí ľudia vnímajú rovnakú chuť inak a že niektorí sú naprogramovaní na priberanie z hranolčekov, zatiaľ čo iní ich môžu jesť bez ujmy na postave – to je vec dedičnosti. Na podporu tohto tvrdenia vedci z Duke University v USA spolu s kolegami z Nórska dokázali, že ľudia majú iné zloženie génov zodpovedných za pachy. Štúdia sa zamerala na vzťah génu OR7D4 RT k steroidu zvanému androstenón, ktorý sa vo vysokých množstvách nachádza v bravčovom mäse. Ľudia s identickými kópiami tohto génu sú teda pachom tohto steroidu znechutení a majitelia dvoch rôznych kópií génov (OR7D4 RT a OR7D4 WM) naopak nevraživosť nepociťujú.

Zaujímavé fakty o chutiach

Chuťové poháriky na ľudskom jazyku žijú v priemere 7-10 dní, potom odumierajú a objavujú sa nové. Nebuďte preto prekvapení, ak rovnaká chuť z času na čas chutí trochu inak.

Asi 15 – 25 % ľudí na svete možno bezpečne nazvať „supertastermi“, to znamená, že majú mimoriadne citlivú chuť, pretože na jazyku je viac papíl, a teda aj viac chuťových pohárikov.

Chuťové poháriky na ľudskom jazyku pre sladké a horké chute boli objavené len pred 10 rokmi.

Všetky čisté chute človek cíti úplne rovnako. To znamená, že nemôžeme hovoriť o niekoľkých druhoch sladkej chuti. Na ochutnanie je len jedna sladká chuť, ktorá však môže mať rôznu intenzitu: byť jasnejšia, bohatšia alebo vyblednutá. Podobná situácia je aj pri iných chutiach.

Chuťové poháriky sú najcitlivejšie medzi 20-38 stupňami. Ak si jazyk schladíte napríklad ľadom, potom už nemusíte cítiť chuť sladkého jedla alebo sa môže výrazne zmeniť.

Dobrá chuť sa tvorí už v maternici. Vedci teda zistili, že chuť niektorých potravín sa prenáša nielen cez materské mlieko, ale aj cez plodovú vodu, kým je dieťa v brušku matky.

Americkí vedci vykonali štúdiu, ktorá preukázala závislosť chuťových preferencií od veku a pohlavia človeka. Dievčatá teda väčšinou preferujú sladkosti, ovocie a zeleninu. Chlapci, naopak, milujú ryby, mäso, hydinu a väčšinou im je ľahostajná aj čokoláda.

Pri cestovaní lietadlom sa v dôsledku vysokej hladiny hluku znižuje chuťová citlivosť človeka na slané a sladké veci.

Chuť sušienok je 11-krát lepšia, keď sa zapíjajú mliečnymi nápojmi. Ale káva naopak „zabíja“ všetky ostatné pocity. Preto, ak si chcete svoj dezert naplno vychutnať, je lepšie vybrať si tie správne nápoje a kávu piť oddelene od ostatného jedla.

Sladké

Sladká chuť je snáď najpríjemnejšia pre väčšinu svetovej populácie. Nie nadarmo sa objavil výraz „sladký život“, a nie iný. Zároveň je sladká nielen múka a cukrárenské výrobky, ale aj výrobky prírodného pôvodu. Spolu s tým sú tiež užitočné. Väčšina sladkých jedál obsahuje veľké množstvo glukózy. A ako viete, glukóza je hlavným metabolickým palivom pre ľudské telo. Chuťové bunky preto ľahko rozpoznávajú chute na sladké a zároveň produkujú hormóny šťastia – serotonín a endorfín.Upozorňujeme, že tieto hormóny sú návykové. To je vysvetlenie toho, že depresiu a stres radšej zajedáme niečím sladkým.

Nie je žiadnym tajomstvom, že nadmerná konzumácia sladkostí má nepriaznivý vplyv na vašu postavu a stav pleti. Nemali by ste sa však úplne vzdať dezertov. Nejedzte maškrty nalačno a pokiaľ je to možné, snažte sa ich nahradiť sušeným ovocím, medom a orechmi.

Kyslé

Väčšina kyslých potravín obsahuje kyselinu askorbovú. A ak vás zrazu prepadne chuť na niečo kyslé, vedzte, že to môže naznačovať nedostatok vitamínu C vo vašom tele. Takéto chuťové zmeny môžu dokonca slúžiť ako signál blížiaceho sa prechladnutia. Hlavnou vecou nie je preháňať: nemali by ste aktívne dodávať telu túto užitočnú látku, všetko je dobré s mierou. Nadbytok kyseliny negatívne ovplyvňuje fungovanie tráviaceho systému a stav zubnej skloviny.

Ak sa do metabolizmu zapojí veľa kyseliny, telo sa pokúsi zbaviť sa jej nadbytku. To sa deje rôznymi spôsobmi. Napríklad cez pľúca vydychovaním oxidu uhličitého alebo cez kožu potením. Keď sa však vyčerpajú všetky možnosti, kyseliny sa hromadia v spojivovom tkanive, čo zhoršuje fungovanie tráviaceho systému a vyvoláva hromadenie toxínov v tele.

Denná potreba vitamínu C pre dospelých mužov a ženy je 70-100 miligramov. Je zastúpený najmä v kyslom ovocí (egreše, ríbezle, brusnice), citrusových plodoch a kivi a čerstvej zelenine (najmä paprike).

Pre šťastie je dôležitejšie vymyslieť nové jedlo
ľudstvo než objavenie novej planéty.
Jean-Anthelme Brillat-Savarin

Najjednoduchšia radosť v našom živote je jesť chutné jedlo. Ale aké ťažké je z vedeckého hľadiska vysvetliť, čo sa deje! Fyziológia chuti je však stále na samom začiatku svojej cesty. Napríklad receptory pre sladké a horké boli objavené len pred desiatimi rokmi. Ale len oni nestačia na vysvetlenie všetkých radostí gurmánskych jedál.

Z jazyka do mozgu

Koľko chutí cíti náš jazyk? Každý pozná chuť sladkej, kyslej, slanej, horkej. Teraz k týmto štyrom hlavným, ktoré v 19. storočí opísal nemecký fyziológ Adolf Fick, oficiálne pribudla piata – chuť umami (z japonského slova „umai“ – chutná, príjemná). Táto chuť je typická pre bielkovinové produkty: mäso, ryby a bujóny na ich základe. V snahe zistiť chemický základ tejto chuti japonský chemik a profesor na Tokijskej cisárskej univerzite Kikunae Ikeda analyzoval chemické zloženie morských rias. Laminariajaponica, hlavná zložka japonských polievok s výraznou chuťou umami. V roku 1908 publikoval prácu o kyseline glutámovej ako nosiči chuti umami. Neskôr si Ikeda patentoval technológiu výroby glutamanu sodného a začala ho vyrábať spoločnosť Ajinomoto. Umami však bolo uznané ako piata základná chuť až v 80. rokoch. Dnes sa diskutuje aj o nových chutiach, ktoré ešte nie sú zahrnuté v klasifikácii: napríklad kovová chuť (zinok, železo), chuť vápnika, sladkého drievka, chuť tuku, chuť čistej vody. Predtým sa predpokladalo, že „tuková chuť“ je jednoducho špecifická textúra a vôňa, ale štúdia na hlodavcoch vykonaná japonskými vedcami v roku 1997 ukázala, že ich chuťový systém rozpoznáva aj lipidy. (Viac si o tom povieme neskôr.)

Ľudský jazyk je pokrytý viac ako 5000 papilami rôznych tvarov (obr. 1). Hríbovité zaberajú hlavne dve predné tretiny jazyka a sú roztrúsené po celom povrchu, žliabkovité (pohárovité) sú umiestnené za jazykom, pri koreni - sú veľké a dobre viditeľné, listové- tvarované sú blízko seba umiestnené záhyby v laterálnej časti jazyka. Každá z papíl obsahuje chuťové poháriky. Zopár chuťových pohárikov je aj v epiglottis, zadnej stene hltana a na mäkkom podnebí, no väčšinou sú, samozrejme, sústredené na papilách jazyka. Obličky majú svoj vlastný špecifický súbor chuťových pohárikov. Takže na špičke jazyka je viac receptorov pre sladkosť - cíti to oveľa lepšie, okraje jazyka sú lepšie kyslé a slané a jeho základ je horký. Celkovo máme v ústach približne 10 000 chuťových pohárikov, ktoré nám dávajú chuť.

Každý chuťový pohárik (obr. 2) obsahuje niekoľko desiatok chuťových buniek. Na ich povrchu sa nachádzajú riasinky, na ktorých je lokalizovaný molekulárny strojček zabezpečujúci rozpoznávanie, zosilňovanie a transformáciu chuťových signálov. Vlastne samotný chuťový pohárik nedosiahne povrch sliznice jazyka – do ústnej dutiny sa dostane len chuťový pór. Látky rozpustené v slinách difundujú cez pór do tekutinou vyplneného priestoru nad chuťovým pohárikom a tam sa dostanú do kontaktu s mihalnicami, vonkajšími časťami chuťových buniek. Na povrchu mihalníc sú špecifické receptory, ktoré selektívne viažu molekuly rozpustené v slinách, aktivujú sa a spúšťajú kaskádu biochemických reakcií v chuťovej bunke. Výsledkom je, že tento uvoľňuje neurotransmiter, stimuluje chuťový nerv a elektrické impulzy nesúce informácie o intenzite chuťového signálu idú pozdĺž nervových vlákien do mozgu. Receptorové bunky sa obnovujú približne každých desať dní, takže ak si popálite jazyk, chuť sa stratí len dočasne.

Molekula látky, ktorá spôsobuje určitý chuťový vnem, môže kontaktovať iba svoj receptor. Ak takýto receptor neexistuje alebo ak kaskády biochemických reakcií s ním spojené nefungujú, látka nespôsobí chuťový vnem. Významný pokrok v chápaní molekulárnych mechanizmov chuti sa dosiahol relatívne nedávno. Horké, sladké a umami teda rozoznávame vďaka receptorom objaveným v rokoch 1999 - 2001. Všetky patria do veľkej rodiny GPCR ( receptory spojené s G proteínom), v spojení s G proteínmi. Tieto G proteíny sa nachádzajú vo vnútri bunky, sú excitované pri interakcii s aktívnymi receptormi a spúšťajú všetky následné reakcie. Mimochodom, okrem chuťových látok dokážu receptory typu GPCR rozpoznať hormóny, neurotransmitery, pachové látky, feromóny – jedným slovom sú to ako antény, ktoré prijímajú najrôznejšie signály.

Dnes je známe, že receptorom pre sladké látky je dimér dvoch receptorových proteínov T1R2 a T1R3, za chuť umami je zodpovedný dimér T1R1-T1R3 (glutamát má iné receptory, niektoré z nich sú umiestnené v žalúdku, inervované napr. blúdivého nervu a sú zodpovedné za pocit potešenia z jedla), no za pocit horkosti vďačíme existencii asi tridsiatich receptorov skupiny T2R. Horká chuť je signálom nebezpečenstva, pretože väčšina jedovatých látok má túto chuť.

Z tohto dôvodu je zrejme viac „horkých“ receptorov: schopnosť včas rozlíšiť nebezpečenstvo môže byť otázkou života a smrti. Niektoré molekuly, ako napríklad sacharín, môžu aktivovať sladký pár receptorov T1R2-T1R3 aj horké receptory T2R (najmä hTAS2R43 u ľudí), takže sacharín chutí na jazyku sladko aj horko. To nám umožňuje odlíšiť ho od sacharózy, ktorá aktivuje iba T1R2-T1R3.

Základom vytvárania pocitov kyslosti a slanosti sú zásadne odlišné mechanizmy. Chemické a fyziologické definície „kyslého“ sú v podstate rovnaké: je zodpovedný za zvýšenú koncentráciu iónov H + v analyzovanom roztoku. Je známe, že stolová soľ je chlorid sodný. Keď dôjde k zmene koncentrácie týchto iónov - nosičov kyslej a slanej chuti - okamžite reagujú zodpovedajúce iónové kanály, teda transmembránové proteíny, ktoré selektívne prenášajú ióny do bunky. Kyslé receptory sú vlastne iónové kanály priepustné pre katióny, ktoré sú aktivované extracelulárnymi protónmi. Soľné receptory sú sodíkové kanály, prietok iónov sa zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou sodných solí v chuťových póroch. Draslíkové a lítne ióny sú však tiež vnímané ako „slané“, ale zodpovedajúce receptory ešte neboli definitívne nájdené.

Prečo strácate chuť, keď vám tečie z nosa? Vzduch ťažko prechádza do hornej časti nosových priechodov, kde sa nachádzajú čuchové bunky. Čuch dočasne zmizne, takže máme slabý aj chuťový vnem, keďže tieto dva vnemy spolu úzko súvisia (a čuch je tým dôležitejší, čím je jedlo bohatšie na arómy). Molekuly zápachu sa uvoľňujú v ústach, keď žuvame jedlo, cestujú nosovými priechodmi a rozpoznávajú ich čuchové bunky. Aký dôležitý je čuch pri vnímaní chuti, sa dá pochopiť privretím nosa. Napríklad káva jednoducho zhorkne. Mimochodom, ľudia, ktorí sa sťažujú na stratu chuti, majú v skutočnosti väčšinou problémy s čuchom. Človek má približne 350 typov čuchových receptorov, čo stačí na rozpoznanie obrovského množstva pachov. Každá aróma sa totiž skladá z veľkého množstva komponentov, takže sa aktivuje naraz veľa receptorov. Len čo sa pachové molekuly naviažu na čuchové receptory, spustí to reťaz reakcií v nervových zakončeniach a vygeneruje sa signál, ktorý sa pošle aj do mozgu.

Teraz o teplotných receptoroch, ktoré sú tiež veľmi dôležité. Prečo vám mäta dáva pocit sviežosti, ale korenie vám páli jazyk? Mentol nachádzajúci sa v mäte aktivuje receptor TRPM8. Tento katiónový kanál, objavený v roku 2002, začína pôsobiť pri poklese teploty pod 37 o C – teda je zodpovedný za vznik pocitu chladu. Mentol znižuje teplotný prah pre aktiváciu TRPM8, takže keď sa dostane do úst, pri konštantnej okolitej teplote nastáva pocit chladu. Kapsaicín, jedna zo zložiek feferónky, naopak aktivuje tepelné receptory TRPV1 - iónové kanály podobné štruktúre ako TRPM8. Ale na rozdiel od chladného počasia sa TRPV1 aktivujú, keď teplota stúpne nad 37 o C. To je dôvod, prečo kapsaicín spôsobuje pocit pálenia. Pikantné chute iných korenín - škorice, horčice, rasce - rozpoznávajú aj teplotné receptory. Mimochodom, teplota jedla je veľmi dôležitá - chuť je maximálne vyjadrená, keď je rovnaká alebo mierne vyššia ako teplota ústnej dutiny.

Napodiv, na vnímaní chuti sa podieľajú aj zuby. Textúru jedla nám hlásia tlakové senzory umiestnené okolo koreňov zubov. Podieľajú sa na tom aj žuvacie svaly, ktoré „posudzujú“ tvrdosť jedla. Je dokázané, že keď je v ústach veľa zubov s odstránenými nervami, chuťové vnímanie sa mení.

Vo všeobecnosti je chuť, ako hovoria lekári, multimodálny pocit. Musia sa dať dokopy tieto informácie: z chemických selektívnych chuťových receptorov, tepelných receptorov, údajov z mechanických senzorov zubov a žuvacích svalov, ako aj čuchových receptorov, ktoré sú ovplyvnené prchavými zložkami potravy.

Približne za 150 milisekúnd sa prvá informácia o stimulácii chuti dostane do centrálnej mozgovej kôry. Podávanie sa uskutočňuje štyrmi nervami. Lícny nerv prenáša signály prichádzajúce z chuťových pohárikov, ktoré sa nachádzajú na prednej strane jazyka a na streche úst, trojklanný nerv prenáša informácie o štruktúre a teplote v rovnakej oblasti a glosofaryngeálny nerv prenáša chuťové informácie z zadná tretina jazyka. Nervus vagus prenáša informácie z hrdla a epiglottis. Signály potom prechádzajú cez medulla oblongata a končia v talame. Práve tam sa chuťové signály spájajú s čuchovými a spoločne smerujú do chuťovej zóny mozgovej kôry (obr. 3).

Všetky informácie o produkte spracováva mozog súčasne. Napríklad, keď je v ústach jahoda, bude to sladká chuť, jahodová vôňa, šťavnatá textúra so semenami. Signály zo zmyslov, spracované v mnohých častiach mozgovej kôry, sa zmiešajú a vytvárajú komplexný obraz. Po chvíli už chápeme, čo jeme. Celkový obraz je navyše vytvorený nelineárnym pridávaním komponentov. Napríklad kyslosť citrónovej šťavy môže byť maskovaná cukrom a bude sa zdať menej kyslá, hoci jej obsah protónov sa nezníži.

Malé aj veľké

Malé deti majú viac chuťových pohárikov, preto všetko vnímajú tak bystro a sú v jedle také prieberčivé. To, čo sa v detstve zdalo trpké a nechutné, sa vekom ľahko prehltne. U starších ľudí veľa chuťových pohárikov odumiera, takže jedlo sa im často zdá nevýrazné. Existuje účinok zvyknutia na chuť - v priebehu času sa závažnosť pocitu znižuje. Navyše závislosť na sladkých a slaných potravinách vzniká rýchlejšie ako na horkých a kyslých potravinách. To znamená, že ľudia, ktorí sú zvyknutí svoje jedlo silno soliť alebo sladiť, soľ a cukor necítia. Existujú aj ďalšie zaujímavé efekty. Napríklad zvyknutie na horkú zvyšuje citlivosť na kyslé a slané a prispôsobenie sa sladkému zostruje vnímanie všetkých ostatných chutí.

Rozlišovať vône a chute sa dieťa učí už v brušku. Prehĺtaním a vdychovaním plodovej vody si embryo osvojí celú paletu vôní a chutí, ktoré matka vníma. A už vtedy si formuje vášne, s ktorými príde na tento svet. Napríklad tehotným ženám desať dní pred pôrodom ponúkali sladkosti s anízom a potom sledovali, ako sa novorodenci správajú v prvých štyroch dňoch života. Tí, ktorých matky jedli anízové sladkosti, jasne rozlíšili túto vôňu a otočili hlavu jej smerom. Podľa iných štúdií sa rovnaký účinok pozoruje aj pri cesnaku, mrkve či alkohole.

Chuťové preferencie samozrejme silne závisia od rodinných tradícií jedla, od zvykov krajiny, v ktorej človek vyrastal. V Afrike a Ázii sú kobylky, mravce a iný hmyz chutnou a výživnou potravou, no u Európanov spôsobujú dávivý reflex. Tak či onak, príroda nám nechala malý priestor na výber: presne to, ako zažijete tú či onú chuť, je do značnej miery predurčené geneticky.

Gény diktujú jedálny lístok

Niekedy sa nám zdá, že si sami vyberáme, aké jedlo nám chutí, alebo v extrémnych prípadoch jeme to, čo nás naučili jesť rodičia. Vedci sa však čoraz viac prikláňajú k názoru, že za nás rozhodujú gény. Koniec koncov, ľudia chutia tú istú látku odlišne a prahy citlivosti na chuť sa u rôznych ľudí tiež veľmi líšia – až po „chuťovú slepotu“ voči jednotlivým látkam. Dnes si vedci vážne kladú otázku: Sú niektorí ľudia naozaj naprogramovaní jesť hranolky a priberať, zatiaľ čo iní s radosťou jedia varené zemiaky? Týka sa to najmä Spojených štátov, ktoré čelia skutočnej epidémii obezity.

Otázka genetického predurčenia vône a chuti bola prvýkrát nastolená v roku 1931, keď chemik spoločnosti DuPont Arthur Fox syntetizoval zapáchajúcu molekulu fenyltiokarbamid (PTC). Jeho kolega si všimol štipľavý zápach, ktorý vychádzal z látky, na veľké prekvapenie Foxa, ktorý nič necítil. Hmota sa mu tiež zdala bez chuti, pričom tomu istému kolegovi bola veľmi horká. Fox skontroloval FTC všetkých členov svojej rodiny - nikto necítil...

Táto publikácia z roku 1931 priniesla množstvo štúdií citlivosti – nielen na PTC, ale na horké látky vo všeobecnosti. Približne 50 % Európanov bolo necitlivých na horkosť fenyltiomočoviny, ale iba 30 % Ázijcov a 1,4 % amazonských Indiánov. Gén zodpovedný za to bol objavený až v roku 2003. Ukázalo sa, že kóduje receptorový proteín pre chuťové bunky. U rôznych jedincov tento gén existuje v rôznych verziách a každý z nich kóduje mierne odlišný receptorový proteín – podľa toho s ním môže fenyltiomočovina interagovať dobre, zle alebo vôbec. Preto rôzni ľudia vnímajú horkosť v rôznej miere. Odvtedy bolo objavených asi 30 génov kódujúcich rozpoznanie horkej chuti.

Ako to ovplyvňuje naše chuťové preferencie? Mnoho ľudí sa snaží odpovedať na túto otázku. Zdá sa, že je známe, že tí, ktorí zistia horkú chuť FTC, majú averziu voči brokolici a ružičkovým kelom. Táto zelenina obsahuje molekuly, ktorých štruktúra je podobná FTC. Profesor Adam Drewnowski z University of Michigan v roku 1995 vytvoril tri skupiny ľudí na základe ich schopnosti rozpoznať v roztoku zlúčeninu blízku FTC, ale menej toxickú. Rovnaké skupiny boli testované na chuťové preferencie. Tí, ktorí cítili veľmi malé koncentrácie testovanej látky, zistili, že káva a sacharín sú príliš horké. Bežná sacharóza (cukor, ktorý pochádza z trstiny a repy) sa im zdala sladšia ako ostatným. A feferónka pálila oveľa silnejšie.

Otázka chuti tuku zostáva kontroverzná. Dlho sa verilo, že tuk rozpoznávame čuchom, pretože lipidy uvoľňujú zapáchajúce molekuly a tiež vďaka určitej textúre. Špeciálne chuťové poháriky na tuk nikto ani nehľadal. Tieto myšlienky otriasla v roku 1997 výskumná skupina Toru Fushiki z Kjótskej univerzity. Z experimentu bolo známe, že mláďatá potkanov preferovali fľašu s krmivom obsahujúcu tuky. Aby otestovali, či je to kvôli konzistencii, dali japonskí biológovia hlodavcom bez čuchu dva roztoky – jeden s lipidmi a druhý s podobnou konzistenciou, simulovaný vďaka zahusťovadlu. Potkany si neomylne vybrali roztok s lipidmi – zrejme sa riadili chuťou.

V skutočnosti sa ukázalo, že jazyk hlodavcov dokáže rozpoznať chuť tuku pomocou špeciálneho receptora – glykoproteínu CD36 (prenášač mastných kyselín). Francúzski vedci pod vedením Phillipe Benarda dokázali, že pri zablokovaní génu kódujúceho CD36 zviera prestane uprednostňovať tučné jedlá a v gastrointestinálnom trakte, keď sa tuk dostane na jazyk, nedochádza k zmene sekrécie. Zvieratá zároveň stále preferovali sladkosti a vyhýbali sa horkým. To znamená, že sa našiel špecifický receptor pre tuk.

Ale človek nie je hlodavec. Prítomnosť transportného proteínu CD36 v našom tele je dokázaná. Transportuje mastné kyseliny do mozgu, srdca a je produkovaný v gastrointestinálnom trakte. Ale je to na jazyku? Dve laboratóriá, americké a nemecké, sa pokúsili objasniť túto problematiku, no zatiaľ neexistujú žiadne publikácie. Štúdie na Afroameričanoch, ktorí majú vysokú diverzitu génu kódujúceho proteín CD36, zrejme naznačujú, že schopnosť rozpoznať tuk v potravinách skutočne súvisí s niektorými modifikáciami konkrétneho génu. Dúfame, že po zodpovedaní otázky „môže náš jazyk ochutnať tuk“, budú mať lekári nové možnosti liečby obezity.

Gurmánske zvieratá?

V 19. storočí slávny francúzsky gastronóm a autor široko citovanej knihy „The Physiology of Taste“ Jean-Anthelme Brillat-Savarin trval na tom, že iba homo sapiens zažíva potešenie z jedla, ktoré je v skutočnosti potrebné na udržanie života. Moderný výskum totiž ukázal, že zvieratá vnímajú chuť inak ako my. Je však chuťový zmysel medzi ľuďmi a ostatnými predstaviteľmi radu primátov taký odlišný?

Pokusy sa robili na 30 druhoch opíc, ktoré dostali ochutnať čistú vodu a roztoky s rôznymi chuťami a rôznymi koncentráciami: sladké, slané, kyslé, horké. Ukázalo sa, že ich chuťová citlivosť veľmi závisí od toho, kto čo skúša. Primáty, podobne ako my, chutia sladko, slane, kyslo a horkasto. Opica rozlišuje fruktózu plodov od sacharózy z repy, ako aj triesloviny kôry stromov. Ale napríklad Uistiti, plemeno opíc, ktoré žerie listy a zeleň, je citlivejšie na alkaloidy a chinín v kôre stromov ako primáty z Južnej Ameriky, ktoré sa živia ovocím.

Spolu s americkými kolegami z Wisconsinskej univerzity to potvrdili aj francúzski vedci elektrofyziologickými experimentmi a dali dokopy obrázok získaný na rôznych druhoch opíc. V elektrofyziologických experimentoch sa zaznamenávala elektrická aktivita vlákien jedného z chuťových nervov v závislosti od toho, aký produkt zviera konzumovalo. Keď bola pozorovaná elektrická aktivita, znamenalo to, že zviera ochutnávalo jedlo.

Ako je to s ľuďmi? Aby sa určili prahy citlivosti, dobrovoľníci mohli naslepo ochutnať najskôr veľmi zriedené a potom čoraz koncentrovanejšie roztoky, kým jasne neformulovali, ako roztok chutí. Ľudský „chutový strom“ je vo všeobecnosti podobný tým, ktoré sa získavajú pre opice. Chuťové vnemy sú u ľudí vzdialené aj opačným smerom ako to, čo telu energiu prináša (cukor) a čo môže škodiť (alkaloidy, tanín). Existuje aj korelácia medzi látkami rovnakého typu. Niekto, kto je veľmi citlivý na sacharózu, má šancu byť citlivý aj na fruktózu. Ale neexistuje žiadna korelácia medzi citlivosťou na chinín a tanín a niekto citlivý na fruktózu nemusí byť nevyhnutne citlivý na tanín.

Keďže my a opice máme podobné mechanizmy chuti, znamená to, že sme na evolučnom strome veľmi blízko? Podľa najpravdepodobnejšej verzie na konci paleozoika a objavení sa prvých suchozemských tvorov prebiehal vývoj rastlín a zvierat paralelne. Rastliny museli nejakým spôsobom odolávať aktívnemu ultrafialovému žiareniu mladého slnka, takže na súši dokázali prežiť len tie exempláre, ktoré mali dostatok polyfenolov na ochranu. Tieto isté zlúčeniny chránili rastliny pred bylinožravcami, pretože boli toxické a ťažko stráviteľné.

U stavovcov sa vyvinula schopnosť rozpoznať horkú alebo adstringentnú chuť. Boli to tieto chute, ktoré obklopovali primáty, keď sa objavili v kenozoickej ére (eocén) a potom prvých ľudí. Veľkú úlohu vo vývoji chuti zohral vznik rastlín s kvetmi, ktoré sa premenili na plody so sladkou dužinou. Primáty a ovocné rastliny sa vyvíjali spoločne: primáty jedli sladké ovocie a rozširovali ich semená, aby podporili rast stromov a viniča v tropických lesoch. Ale schopnosť rozoznať chuť soli (najmä kuchynskej) mohla len ťažko vzniknúť počas koevolúcie s rastlinami. Možno pochádza z vodných stavovcov a primáty ho jednoducho zdedili.

Zaujímalo by ma, či sa primáty pri výbere potravy riadia len nutričnou hodnotou a chuťou? Nie, ukázalo sa, že môžu jesť rastliny na liečebné účely. Michael Huffman z Kyoto University pozoroval v roku 1987 na západe Tanzánie šimpanza so žalúdočnými problémami. Opica zožrala stonky horkej rastliny Vernonia amygdalina(vernonia), ktorú šimpanzy zvyčajne nejedia. Ukázalo sa, že výhonky stromu obsahujú látky, ktoré pomáhajú proti malárii, úplavici a schistosomiáze a majú aj antibakteriálne vlastnosti. Pozorovanie správania divých šimpanzov dalo vedcom podnet na zamyslenie: boli vytvorené nové bylinné lieky.

Vo všeobecnosti sa chuť počas evolúcie príliš nezmenila. Chuť sladkostí si užívajú primáty aj ľudia – v ich telách sa totiž produkujú endorfíny. Preto možno nemal veľký francúzsky kulinársky špecialista úplne pravdu – gurmáni môžu byť aj primáti.

Na základe materiálov z časopisu
"La Recherche", č. 7-8, 2010