Percepcija slatkog ukusa

Jezik je mišićni organ u usnoj duplji koji ima višestruku ulogu. Pomoću njega možemo da pričamo, da obrađujemo hranu, da gutamo, ali i da registrujemo različite ukuse. 

Čovek može da detektuje ukuse različitih rastvorljivih hemijskih supstanci koje se nazivaju tastanti. Detekcijom tastanata se mogu prepoznati pet osnovnih ukusa – sladak, kiseo, gorak, slani i umami.

Čulo ukusa

Delovi jezika koji su zaslužni za prepoznavanje ukusa jesu pupoljci gustatornih kvržica, poznatiji kao papile (lat. papillae). Prečnika su nekoliko milimetara i većina ljudi ima od 5.000 do 10.000 kvržica.

Poprečni presek papile jezika

Prilagođeno sa: https://antranik.org/chemical-sense-taste-gustation/

U papilama se nalazi gustatorna pora koja je otvorena ka usnoj duplji. U gustatornu poru mogu da uđu tastanti koje će registrovati receptorski proteini koji se nalaze na izuvijanim delovima membrane ćelija — mikroresicama. U mikroresicama se nalaze i jonski kanali čije otvaranje i propuštanje jona može da uzrokuje stvaranje receptorskog potencijala koji je potreban za slanje signala mozgu.

Detekcija slatkog ukusa

Sladak ukus dolazi iz šećera koji su ugljeni hidrati, ali i (veštačkih) zaslađivača. Većina zaslađivača ima mnogo slađi ukus od šećera — najjači zaslađivač se zove lugdunam i čak je 225.000 puta slađi od saharoze.

Receptorske ćelije tipa II su zaslužne za detekciju slatkog ukusa. Ove ćelije mogu i da registruju gorak ukus, kao i umami. Detekcija slatkog ukusa je moguća zbog prethodno spomenutih receptorskih proteina.

Da bi se poslao signal neuronima koji vode impulse do centralnog nervnog sistema, potrebno je da dođe do ulaska jona kalcijuma u ćeliju, što nije moguće kod receptorskih ćelija tipa II jer nemaju jonske kanale za kalcijum. Ovo je rešeno tako što receptorske ćelije tipa II pri registrovanju slatkog (i gorkog i umami ukusa) oslobađaju adenozin trifosfat, poznatiji kao ATP.

Hemijska struktura adenozin trifosfata

Izvor: https://www.acs.org/molecule-of-the-week/archive/a/adenosine-triphosphate.html

Adenozin trifosfat izaziva egzocitozu granula sa serotoninom kod presinaptičkih ćelija tipa III posredstvom kalcijumovih jona. Granule sa serotoninom imaju ulogu neurotransmitera. Izbacivanje (egzocitoza) granula se vrši u sinapsi sa nastavcima neurona koji onda prenose impulse do centralnog nervnog sistema — ti neuroni se zovu aferentni neuroni. Sinapse su veze koje se formiraju između dve nadražljive ćelije, što je u ovom slučaju veza između presinaptičke ćelije tipa III i aferentnog neurona. 

Put impulsa i percepcija ukusa

Za prenos impulsa koji je nastao radom gustatornih kvržica na jeziku su zaslužni VII i IX kranijalni nervi. VII kranijalni nerv prenosi impulse sa kvržica koje se nalaze na prve dve trećine jezika, a IX kranijalni nerv sa onih koje se nalaze na zadnjoj trećini jezika.

Put ukusa od jezika do insularne kore velikog mozga

Prilagođeno iz: Đorđević, J. (2013). Fiziologija životinja, str. 34

Prva „stanica” ukusa u centralnom nervnom sistemu jeste produžena moždina (lat. medulla oblongata). Nakon što impulsi sa kvržica stignu u gustatorni deo produžene moždine (lat. nucleus tractus solitarius), preko talamusa putuju u gustatornu zonu insularne kore velikog mozga, gde će impulsi biti analizirani i prepoznati.

Insularnu koru velikog mozga čine tri oblasti, od kojih jedna ima glavnu ulogu u prepoznavanju izvora impulsa, dok se druge dve bave u najvećoj meri integracijom dostiglih impulsa i njihovim povezivanjem sa pamćenjem i osećanjima da bi se prepoznao ukus. Prepoznavanje ukusa zavisi i od „tajminga” impulsa koje šalju neuroni i dela insularne kore gde isti impulsi stižu.

Koordinisanim radom gustatornih kvržica jezika, aferentnih neurona i insularne kore velikog mozga omogućeni su oset, registracija, i doživljaj slatke senzacije. Iako ćelije koje registruju sladak ukus ne mogu da šalju signale aferentnom putanjom, to je omogućeno molekulima ATP-a, koji dovode do toga da se otpuste neurotransmiteri i pošalju impulsi ka velikom mozgu. U insularnoj kori velikog mozga, zahvaljujući zajedničkom radu neurona, sladak ukus se konačno može prepoznati.

Literatura:

• Đorđević, J. (2013). Fiziologija životinja, Beograd 2013.
• Maffei, A., Haley, M., Fontanini, A. (2013). Neural processing of gustatory information in insular circuits. Current Opinion in Neurobiology, 22(4). doi: 10.1016/j.conb.2012.04.001