19.3: Zmysł smaku

Zmysł smaku to zmysł chemiczny, który wraz z węchem (zapachem) wpływa na naszą percepcję smaku. Rozpoczyna się od aktywacji receptorów przez związki chemiczne (smakanty) rozpuszczone w ślinie. Ślina i brodawki nitkowate na języku rozprowadzają substancje smakowe i zwiększają ich ekspozycję na receptory smaku.

Receptory smaku znajdują się na powierzchni języka, podniebieniu miękkim, gardle i górnej części przełyku. Na języku receptory smaku znajdują się w strukturach zwanych kubkami smakowymi. Kubki smakowe osadzone są w brodawkach, które są widoczne na powierzchni języka. Istnieją trzy rodzaje brodawek zawierających kubki smakowe i ich receptory. Brodawki okrężne są największymi brodawkami i znajdują się w tylnej części języka. Brodawki liściaste przypominają fałdy z boku języka. Brodawki grzybopodobne znajdują się w trzech czwartych przednich części języka, ale są mniej skoncentrowane na środku języka.

Istnieje pięć podstawowych smaków: słony, kwaśny, słodki, gorzki i pikantny (lub umami). Wrażenie słonego smaku jest powodowane przez środki smakowe, które po rozpuszczeniu uwalniają jony sodu. Natomiast kwaśny smak powstaje w wyniku uwolnienia jonów wodorowych z rozpuszczonych kwaśnych środków smakowych. Słone i kwaśne środki smakowe wywołują reakcję nerwową poprzez bezpośrednią depolaryzację błony (słone smakołyki) lub poprzez zmianę kanałów jonowych (kwaśne smakołyki).

Związki słodkie, gorzkie i pikantne aktywują receptory sprzężone z białkiem G. Substancje chemiczne postrzegane jako słodkie, takie jak glukoza i fruktoza, zazwyczaj mają grupy hydroksylowe i karbonylowe. Liczne różnorodne cząsteczki stymulują receptory gorzkiego smaku i zidentyfikowano ponad 30 receptorów gorzkiego smaku. Aminokwas glutaminianowy aktywuje receptory smaku pikantnego. Dodatek glutaminianu sodu (MSG) do żywności wzmacnia pikantny smak.

Nerwy czaszkowe przenoszą informacje o smaku z receptorów w kubkach smakowych do rdzenia w pniu mózgu. Stamtąd informacja dociera do wzgórza, a następnie przekazywana jest do pierwotnej kory smakowej. Ta kora smakowa otrzymuje również inne informacje sensoryczne z języka, takie jak stymulacja termiczna i mechaniczna. Włączenie różnych bodźców zmysłowych nadaje smakowi hedoniczną jakość, pozwalając na postrzeganie go jako przyjemnego lub nieprzyjemnego.

Gustation, zmysł smaku, współpracuje z węchem, aby postrzegać smak. Aby pojawił się smak, bodziec musi najpierw rozpuścić się w ślinie i rozprowadzić po brodawkach języka. Większość rodzajów brodawek zawiera kubki smakowe, które są wiązkami komórek czuciowych unerwionych przez gałęzie nerwów czaszkowych.

W przypadku solonego karmelu czekoladowego odczuwa się słoność, a nawet kwaskowatość, ponieważ komórki czuciowe zawierają kanały jonowe. Na przykład sód z soli przechodzi przez kanały sodowe znajdujące się w jednym typie komórek i inicjuje potencjał czynnościowy w komórce. Potencjał czynnościowy przemieszcza się w dół komórki czuciowej i przechodzi do nerwu. Nerw przekazuje informacje o smaku do wzgórza, a następnie do kory smakowej w mózgu, gdzie odczuwane są smaki.

Kiedy więcej karmelu się rozpuści, wyczuwalna jest słodycz, pikantność, a nawet gorycz. Smaki te pochodzą z różnych złożonych związków wiążących się z chemoreceptorami, które są receptorami sprzężonymi z białkiem G i aktywują mechanizmy sygnalizacji drugiego przekaźnika.

Na przykład grupy funkcyjne, takie jak karbonylki w cukrze i glutaminian, aminokwas znajdujący się w pikantnych smakach, wiążą się z jedną rodziną receptorów smakowych. Inna rodzina wiąże i wykrywa ponad 200 różnych gorzkich cząsteczek, takich jak alkaloidy znajdujące się w kakao. W ten sposób receptory smakowe specyficzne dla każdego smaku są wyrażane na tym samym kubku smakowym na całym języku, nie są całkowicie związane w określonych regionach.