Geschmackssinn: Rezeptoren, Geschmacksrichtungen und Wahrnehmung
Der Geschmackssinn ist in der Sprache lokalisiert und ermöglicht es dem Menschen, die verschiedenen Aromen der von ihm aufgenommenen Substanzen wie Speisen und Getränke wahrzunehmen.
Es gibt fünf grundlegende Geschmacksqualitäten: sauer, bitter, süß, salzig und umami. Die Umami bedeutet "lecker" und ist das letzte entdeckte Aroma. Es kommt von Rezeptoren, die durch Mononatriumglutamat stimuliert werden, eine Substanz, die natürlich in vielen Lebensmitteln enthalten ist. Es wird auch als Geschmacksverstärker hinzugefügt.
Fast alle Wirbeltiere haben die fünf Geschmacksqualitäten, mit Ausnahme der Katzen, die die Süßigkeit nicht wahrnehmen.
Die meisten Tiere neigen dazu, süße oder salzige Substanzen aufzunehmen, meiden jedoch säurehaltige oder bittere Substanzen, da sie mit der Verschlechterung des Futters zusammenhängen.
Dadurch hat der Geschmackssinn auch eine schützende Funktion, denn wenn wir etwas Giftiges oder Schlechtes essen, besteht unsere Reaktion darin, es sofort auszutreiben, weil es einen schlechten Geschmack hat. Somit wird verhindert, dass diese in den Magen gelangen und Krankheiten verursachen.
Geschmack und Geschmack sind nicht dasselbe. Der Geschmack unterscheidet sich vom Geschmack darin, dass der erste sowohl Geruch als auch Geschmack beinhaltet. Aus diesem Grund kann eine Person, die den Geruchssinn verloren hat, die Aromen nicht unterscheiden.
Sowohl Geschmack als auch Geruch werden als Chemorezeptoren eingestuft, da sie auf die molekularen chemischen Verbindungen der Substanzen reagieren.
Damit etwas verkostet werden kann, muss es im Speichel aufgelöst werden, damit es die Rezeptoren erreicht. Die spezialisierten Rezeptorzellen für den Geschmack befinden sich hauptsächlich in den Geschmacksknospen der Zunge. Die Zunge ist das Grundorgan des Geschmacks.
Rezeptoren des Geschmacks
Die Rezeptoren der Geschmackszellen befinden sich auf den Geschmacksknospen. Ein junger Erwachsener kann bis zu 10.000 Empfänger haben.
Die meisten davon sind in der Sprache zu finden. Sie kommen aber auch im weichen Gaumen, im Rachen und im Kehldeckel (Knorpel oberhalb des Kehlkopfes) vor.
Es gibt auch Geschmacksknospen auf der Schleimhaut, die den oberen Teil der Speiseröhre auskleiden, wodurch das Essen beim Absinken schmeckt.
Geschmacksknospen
Die Geschmacksknospen sind sensorische Rezeptoren, die hauptsächlich in der Zunge vorkommen. Es gibt 4 Arten:
- Kelchpapillen: Sie sind kleiner, aber von Mai-Größe. Sie befinden sich an der Basis der Zunge und bilden nach hinten ein V (V lingual genannt). Sie enthalten etwa 250 Geschmacksknospen, gruppiert von 20 bis 50 Empfängerzellen.
- Fungiforme Papillen: pilzförmig und überall auf der Zunge lokalisiert, besonders vor dem lingualen V. Sie haben eine rötliche Farbe, enthalten bis zu 8 Geschmacksknospen und Empfänger für Temperatur und Berührung.
- Fadenförmige Papillen: Ihre Funktion ist thermisch und taktil. Sie sind überall auf der Zunge zu finden, von der Mitte bis zu den Rändern.
- Blattpapillen: Sie befinden sich an den Rändern auf der Rückseite der Zunge. Sie haben Geschmacksknospen an den Seiten, ungefähr 1.300.
Gustatorische Knöpfe
Die meisten Geschmacksknospen befinden sich in den Geschmacksknospen. Sie sind mikroskopisch, da sie zwischen 20 und 40 Millionstel Zoll groß sind und zwischen 30 und 80 Empfängerzellen enthalten. Viele dieser Zellen verbinden sich mit Nervenfaserenden.
Die Geschmacksknospen befinden sich auf der Oberfläche der Papillen und kommunizieren mit der Außenseite durch eine Leitung, die als Geschmackspore bezeichnet wird. Sie haben drei Arten von Epithelzellen: Stützzellen, Geschmacksrezeptorzellen und Basalzellen.
In jeder Geschmacksknospe befinden sich etwa 50 Verkostungszellen. Sie sind von Stützzellen umgeben.
Die Rezeptorzellen gehen von der Knopfbasis nach oben und ragen senkrecht in die Geschmackspore hinein. Diese Zellen leben nur etwa zehn Tage und werden regelmäßig erneuert.
Die Basalzellen befinden sich in der Peripherie der Geschmacksknospe und produzieren Stützzellen.
Es besteht ein Missverständnis, dass die Zunge für jede Geschmacksrichtung bestimmte Zonen aufweist. Tatsächlich können alle Aromen von allen Teilen der Zunge erkannt werden, obwohl es Seiten gibt, die für bestimmte Aromen etwas empfindlicher sind.
Ungefähr die Hälfte der Sinneszellen nimmt die fünf Grundgeschmäcker wahr. Die andere Hälfte überträgt die Intensität des Reizes. Jede Zelle hat eine Reihe spezifischer Aromen und kann daher für jede Geschmacksqualität empfindlicher sein.
Beispielsweise reagiert der Zungenrücken sehr empfindlich auf bitteren Geschmack. Dies scheint ein Schutz für den Körper zu sein, verdorbene Lebensmittel oder giftige Substanzen auszutreiben, bevor sie verschluckt werden und uns Schaden zufügen.
Das vollständige Geschmacksempfinden entsteht, wenn die Wahrnehmungen aller Sinneszellen der gesamten Zunge kombiniert werden. Unter Berücksichtigung von 5 Grundaromen und 10 Intensitätsstufen können bis zu 100.000 verschiedene Aromen wahrgenommen werden.
Arten von Aromen
Was wir allgemein als Geschmack verstehen, ist eine Reihe von Empfindungen, die Geruch, Temperatur und Textur umfassen. Der Geruchssinn ist sehr wichtig, denn wenn wir ihn verändert haben, nimmt die Fähigkeit, die Aromen einzufangen, drastisch ab.
Geschmack und Geruch beeinflussen unser Verhalten und sind Teil des autonomen Nervensystems. Deshalb können wir Übelkeit und Erbrechen spüren, wenn wir einen schlechten Geschmack wahrnehmen. Unser Verhalten ist wahrscheinlich, diese Art von Essen zu vermeiden. Im Gegenteil, wenn wir einen appetitlichen Geschmack verspüren, steigt die Produktion von Speichel und Magensäften. und wir werden weiter essen wollen.
Es gibt fünf Grundqualitäten des Aromas, obwohl es eine Kombination von Aromen geben kann, zum Beispiel bittersüß. Die Grundaromen sind:
- Süß: Dieser Geschmack wird normalerweise durch Zucker, Fructose oder Lactose verursacht. Es gibt jedoch auch andere Substanzen, die als süß empfunden werden. Zum Beispiel einige Proteine, Aminosäuren oder einige Alkohole, die in Fruchtsäften oder alkoholischen Getränken enthalten sind.
- Säure: Dieses Gefühl wird durch Wasserstoffionen (H +) verursacht. Die Nahrungsmittel, die dieses Aroma am natürlichsten enthalten, sind Zitrone, Orange und Trauben.
- Salzig: Dies ist der einfachste Geschmacksrezeptor und wird hauptsächlich durch Natriumionen hergestellt. Normalerweise fühlen wir es in Lebensmitteln, die Salz enthalten. Andere Mineralien wie Kalium- oder Magnesiumsalze können dieses Gefühl erzeugen.
- Bitter: Dieser Geschmack wird durch verschiedene Substanzen verursacht. In Sinneszellen befinden sich ca. 35 verschiedene Proteine, die Bittersubstanzen aufnehmen. Dies wird aus evolutionärer Sicht erklärt, da der Mensch nachweisen musste, welche Substanzen giftig waren, um zu überleben.
- Umami: normalerweise durch Glutaminsäure oder Asparaginsäure verursacht. Es ist der appetitliche, schmackhafte Geschmack. Sein Name kommt vom japanischen Wort う う ま, Produkt der Kombination der Ausdrücke "umai" (う う ま), das köstlich bedeutet, und "mi" (味), das Aroma bedeutet. Dieser Geschmack wurde 1908 vom japanischen Wissenschaftler Kikuane Ikeda identifiziert.
Diese Geschmacksqualität ähnelt dem Geschmack einer Fleischbrühe. Reife Tomaten, Käse und Fleisch enthalten viel Glutaminsäure. In der chinesischen Küche wird Glutamat häufig als Geschmacksverstärker verwendet.
Die neueste Forschung untersucht, ob es andere Geschmacksrichtungen gibt, die von Sinneszellen erfasst werden können. Es wird angenommen, dass es einen Fettgeschmack geben könnte, da es wahrscheinlich spezifische Rezeptoren für Fett gibt.
Tatsächlich scheint es bestimmte Fettsäuren zu geben, die die Enzyme des Speichels unterscheiden. Dies wird derzeit untersucht.
Es wird auch untersucht, ob ein Kalziumgeschmack vorliegt, da festgestellt wurde, dass es in der Zunge von Mäusen zwei Rezeptoren dieses Geschmacks gibt. Ein ähnlicher Rezeptor wurde jedoch in der menschlichen Sprache beobachtet, obwohl seine Rolle beim Schmecken noch nicht bestimmt wurde.
In der Forschung scheint klar zu sein, dass dieser "Geschmack" weder Mäuse noch Menschen mag. Es wird als bitterer und kalkhaltiger Geschmack beschrieben. Wissenschaftler glauben, dass bei einer Vorliebe für Kalzium ein übermäßiger Verzehr von Lebensmitteln, die Kalzium enthalten, vermieden werden soll.
Derzeit wird daran gearbeitet, herauszufinden, ob es andere Geschmacksrichtungen wie Alkali und Metallic gibt. Einige asiatische Kulturen setzen auf ihre Currygerichte, was sie "Silber- oder Goldblätter" nennen . Obwohl ihnen im Allgemeinen der Geschmack fehlt, kann in einigen Fällen ein anderer Geschmack wahrgenommen werden.
Wissenschaftler haben darauf hingewiesen, dass dieses Gefühl etwas mit der elektrischen Leitfähigkeit zu tun hat, da es der Zunge elektrische Ladung verleiht.
Es sollte auch klargestellt werden, dass das Gefühl von scharf oder würzig kein Geschmack im technischen Sinne ist. Tatsächlich ist es ein Schmerzsignal, das von den Nerven gesendet wird und das die Empfindungen von Berührung und Temperatur überträgt.
Einige würzige Verbindungen wie Capsaicin aktivieren andere Rezeptoren als die Geschmacksknospen. Der Schlüsselrezeptor heißt TRPV1 und fungiert als molekulares Thermometer.
Normalerweise senden diese Rezeptoren bei hohen Temperaturen (über 42 Grad) Juckreizsignale an das Gehirn. Capsaicin bindet an diesen Rezeptor und senkt die Aktivierungstemperatur auf 35 Grad. Aus diesem Grund senden die Rezeptoren Hochtemperatursignale an das Gehirn, auch wenn das Essen nicht sehr heiß ist.
Ähnliches passiert mit dem Geschmack der Frische, mit Substanzen wie Minze oder Menthol. In diesem Fall werden Touch-Rezeptoren mit der Bezeichnung TPRM8 aktiviert. In diesem Fall wird das Gehirn dazu verleitet, Kälte bei normalen Temperaturen zu erkennen.
Sowohl die würzigen als auch die kühlen werden über den Trigeminus auf das Gehirn übertragen, anstatt über die klassischen Geschmacksnerven.
Wahrnehmung von Geschmacksinformationen: von der Zunge bis zum Gehirn
Der erste Schritt, um einen Geschmack wahrzunehmen, besteht darin, dass er mit unserer Zunge und den inneren Teilen des Mundes in Kontakt kommt. Die Informationen werden an unser Gehirn übertragen, damit sie interpretiert werden können.
Was uns erlaubt, bestimmte Eigenschaften von Lebensmitteln zu erfassen, sind Geschmacksknospen. Diese haben eine bauchige Form und ein Loch im oberen Teil, das als Geschmackspore bezeichnet wird. Im Inneren befinden sich die Zellen des Geschmacks.
Die im Lebensmittel enthaltenen Chemikalien lösen sich im Speichel und kommen durch die Geschmackspore mit den Geschmackszellen in Kontakt.
Auf der Oberfläche dieser Zellen befinden sich spezifische Rezeptoren für den Geschmack, die mit den Chemikalien in Lebensmitteln interagieren.
Infolge dieser Wechselwirkung werden elektrische Änderungen in den Geschmackszellen erzeugt. Kurz gesagt, sie senden chemische Signale aus, die in elektrische Impulse umgewandelt werden, die an das Gehirn gesendet werden.
So werden die Reize, die das Gehirn als Grundgeschmacksqualitäten interpretiert (süß, sauer, salzig, bitter und umami), durch verschiedene chemische Reaktionen in den Geschmackszellen erzeugt.
In salzigen Lebensmitteln werden die Geschmackszellen aktiviert, wenn die Natriumionen (Na +) in die Ionenkanäle eindringen und die Zelle durchdringen. Wenn sich Natrium in der Zelle ansammelt, depolarisiert es und öffnet die Kalziumkanäle. Dadurch werden Neurotransmitter freigesetzt, die Nachrichten an das Gehirn senden.
Ähnliches passiert mit sauren Aromen. Die in ihnen enthaltenen Wasserstoffionen fließen über Ionenkanäle in die Rezeptorzellen. Dies bewirkt eine Depolarisation der Zelle und die Freisetzung von Neurotransmittern.
Mit dem süßen, bitteren und umami Geschmack ist der Mechanismus unterschiedlich. Substanzen, die in der Lage sind, diesen Geschmack hervorzurufen, dringen nicht in die Empfängerzellen ein, sondern binden an Rezeptoren, die indirekt mit anderen verbunden sind. Die Proteine aktivieren andere chemische Substanzen (Second Messenger), die eine Depolarisation bewirken und den Neurotransmitter freisetzen.
Es gibt drei Hirnnerven, die mit den Geschmacksneuronen in Verbindung stehen. Der Gesichtsnerv überträgt Stimuli auf die Geschmacksknospen der vorderen zwei Drittel der Zunge, den Nervus glossopharyngealis des hinteren Drittels der Zunge und der Nervus vagus innerviert die Knöpfe im Hals und im Kehldeckel.
Die Nervenimpulse erreichen die Wirbelsäule. Von dort werden einige Impulse auf das limbische System und den Hypothalamus projiziert. Während andere zum Thalamus reisen.
Anschließend werden diese Impulse vom Thalamus auf den primären Geschmacksbereich in der Großhirnrinde projiziert. Dies ermöglicht die bewusste Wahrnehmung des Geschmacks.
Aufgrund der Projektionen im Hypothalamus und im limbischen System scheint eine Verbindung zwischen Geschmack und Emotionen zu bestehen. Süße Lebensmittel bereiten Freude, während bittere Lebensmittel selbst bei Babys Ablehnung hervorrufen.
Dies erklärt, warum Menschen und Tiere schnell lernen, ein Lebensmittel zu meiden, wenn es sich auf ihr Verdauungssystem auswirkt, und dasjenige zu suchen, das am angenehmsten ist.
