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Los sentidos químicos: gusto y olfato

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Fisiología Grupo 3

on 22 July 2014

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Transcript of Los sentidos químicos: gusto y olfato

Gradaciones de la intensidad del olor
Para muchos productos olorosos, unos valores nada mas que de 10 a 50 veces por encima del umbral provocarían la máxima intensidad olfatoria
Células Olfatorias
Son células receptoras para la sensación del olfato, pero en realidad son células nerviosas bipolares derivadas en un principio del sistema nervioso central.
Hay 100 millones de ellas
Umbral para el olfato
Tan sólo se necesita una minúscula cantidad del agente estimulante presente en el aire para suscitar una respuesta olfatoria.
estas dendritas reciben sinapsis de las células neuronales olfatorias
las células mitrales y en penacho envian axones a traves del tracto olfatorio hasta regiones superiores
LOS SENTIDOS QUÍMICOS:
Gusto y Olfato

Permite distinguir alimento y olores indeseables e incluso mortales de otros agradables
Intervienen en la digestion y en la utilizacion de alimentos
Permite reconocer la proximidad de otros congeneres
SENTIDOS
QUÍMICOS
Se encuentran en relación con funciones emocionales y conductuales primitivas de nuestro sistema nervioso
Sentido del Gusto
Es parte de la función de la yemas gustativas; contribuyendo a su percepción, el olfato
EXPERIENCIA GUSTATIVA
Sensibilidad táctil de la boca
Estimulación las terminaciones para el dolor
La importancia del gusto depende de los deseos y
a menudo según las necesidades metabólicas de los tejidos
corporales, de una persona
Sensaciones Gustativas Primarias
Estudios psicofisiológicos y neurofisiológicos han
identificado un mínimo de 13 receptores químicos en las células gustativas
2 receptores para el sodio
2 para el potasio
1 para el cloruro
1 para la adenosina
1 para la inosina
2 para el sabor dulce
2 para el sabor amargo
1 para el glutamato
1 para el ion hidrógeno.
Sensaciones Gustativas Primarias
Sabor Agrio
Sabor Salado
Sabor Dulce
Sabor Amargo
Sabor Umani
La intensidad
es aproximadamente proporcional
a su logaritmo
Por la concentración del ion hidrógeno
A partir de
Sales Ionizadas
concentración del ion sodio son los pricipales responsables
Los aniones contribuyen en menor medida
GLICOLES
ALCOHOLES
ALDEHIDOS
ALDEHIDOS
AZUCARES
CUERPOS CETÓNICOS
AMIDAS
ESTERES
AMINOACIDOS
y PROTEINAS PEQUEÑAS
Ácidos Halogenados
SALES INORGÁNICAS DE PLOMO
Ácidos Sulfónicos
SALES INORGÁNICAS DE BERILIO
La incorporación de
un radical,
CAMBIA EL PRODUCTO DULCE
A AMARGO
Tienen especial
probabilidad de causar sensaciones de sabor amargo:
Las sustancias orgánicas de cadena larga que contienen nitrógeno
Alcaloides
Quinina
Cafeína
Estricnina
Nicotina
El sabor amargo, cuando se da con una gran intensidad,
suele hacer que la persona o el animal rechace la comida.
Sensación
gustativa agradable
Es el sabor dominante de los alimentos que contienen
L-glutamato,
Expresado también en las sinapsis neuronales del cerebro
Su receptor puede estar
relacionado con uno de los receptores glutamatérgicos
Microelectrodos – yemas gustativas aisladas – cada una responde aisladamente a uno de los cinco estímulos primarios a concentración baja.
A concentración alta la mayoría puede excitarse por dos o mas de estos estímulos

Especificidad de las yemas gustativas para un estimulo gustativo primario

Se encuentran en tres tipos de papilas linguales:
Paredes de las depresiones que rodean las papilas caliciformes
(forma de V)
Papilas fungiformes cara anterior plana de la lengua
Papilas foliáceas en los pliegues a lo largo de los bordes laterales de la lengua
Paladar pliegues amigdalinos epiglotis y parte proximal del esófago
Adultos: 3.000- 10.000


Localización de las yemas gustativas

Entretejida alrededor de los cuerpos de las células hay una red terminal modificada de fibras nerviosas gustativas.
Debajo de la membrana se forman muchas vesículas: sustancia neurotransmisora

Compuesta por:
50 células epiteliales modificadas
( células de sostén).
células gustativas: reposición continua por división mitótica; vida de 10 días en mamíferos inferiores.
Extremos externos están dispuestos en torno a un poro gustativo: micovellosidades o cilios gustativos: cavidad oral en poro gustativo:
superficie receptora para el gusto


Algunas personas están ciegas para el gusto de ciertas sustancias, sobretodo los diversos tipos de compuestos de tiourea.
Feniltiocarbamida 15-30% ceguera gustativa
Porcentaje exacto: método de exploración y concentración de la sustancia

Ceguera gustativa

Umbral de estimulación para:
Sabor agrio por ácido clorhídrico 0.0009N;
Sabor saldado por cloruro de sodio 0.01M;
Sabor dulce por sacarosa 0.01M;
Sabor amargo de la quinina 0.000008M (mayor sensibilidad)


Umbral gustativo

Yemas gustativas y su función

MECANISMO DE ESTIMULACIÓN DE LAS YEMAS GUSTATIVAS
Potencial de Receptor
La membrana de la célula gustativa tiene una carga negativa en su interior con respecto al exterior
La aplicación de una sustancia con sabor sobre los cilios gustativos provoca la perdida parcial de este potencial negativo, la célula gustativa se despolariza

Este cambio del potencial electrico se llama Potencial de receptos para el gusto
El mecanismo por el cual la mayor parte de sustancias estimulantes reaccionan con las vellosidades gustativas consiste en la unión del producto químico a una molécula proteica receptora situada en la cara externa de la célula gustativa
El tipo de proteína receptora en cada vellosidad determina el tipo de gusto que vaya a percibirse
Para iones Na e H ---> sabor saldo y agrio respectivamente, las proteínas receptoras abren canales iónicos específicos en la membrana apical de las células gustativas , lo que activa los receptores

En cambio para la generación de sabor dulce y amargo, las porciones de las moléculas proteicas activan sustancias transmisoras como
segundos mensajeros
en el interior de las células gustativas.
GENERACION DE IMPULSOS NERVIOSOS PARA LA YEMA GUSTATIVA
El nervio gustativo transmite una señal potente inmediata, y una seña continua mas débil, todo el tiempo que la yema gustativa siga expuesta al estímulos correspondiente
TRANSMISIÓN DE LAS SEÑALES GUSTATIVAS EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
Los impulsos gustativos de los 2/3 anteriores de la lengua van primero al nervio lingual, a continuación van por la cuerda del tímpano y finalmente llegan al tracto solitario en el tronco encefalo
Finalmente unas cuantas señales gustativas se conducen hacia el tracto solitario desde la base de la lengua y otras porciones de la región faríngea por medio del nervio vago
Las sensaciones gustativas de las papilas caliciformes situadas en el dorso de la lengua y en la parte posterior de la lengua y la garganta transmiten a través del nervio glosofaringeo hacia el tracto solitario
Todas las fibras nerviosas hacen sinapsis en los núcleos del tracto solitario

estos núcleos envían neuronas de segundo orden hacia el núcleo ventral posteromedial del tálamo

Desde el tálamo las neuronas de tercer orden se dirigen hacia el polo inferior de la circunvolución poscentral en la corteza cerebral parietal, en la región donde se produce un giro hacia la profundidad de la cisura de Silvio y hacia el area opercular adyacente.
Integración de los reflejos gustativos en el tronco del encéfalo
Rápida
adaptación
del gusto
Generalmente las sensaciones
gustativas se adaptan con rapidez,
muchas veces lo hacen
prácticamente en un plazo de 1
minuto más o menos tras su
estimulación continua.

CORRESPONDE AL MENOS CONOCIDO DE NUESTROS SENTIDOS
ES UN FENOMENO SUBJETIVO QUE NO PUEDE ESTUDIARSE EN ANIMALES INFERIORES
Desde el tracto solitario, muchas señales gustativas se transmiten directamente por el propio tronco
del encéfalo hacia los núcleos salivales superior e inferior, y estas zonas envían señales hacia las glándulas submandibular, sublingual y parótida
Los estudios electrofisiológicos realizados con las fibras nerviosas gustativas explican casi la mitad de este proceso
¿Entonces dónde queda la otra mitad de la adaptación?
Podemos deducir que el amplio espectro de
adaptación gustativa se debe tanto a la
parte nerviosa gustativa de la lengua como
al sistema nervioso central.
Se desconoce exactamente el mecanismo
por el cual el SNC tiene tanta relevancia
pero en cualquier caso corresponde a un
fenómeno diferente del que se da en la
mayor parte de los demás sistemas
sensitivos (adaptación dada únicamente a
nivel de los receptores).

Preferencias gustativas y control del régimen alimentario.
Las preferencias de comida indican que
un animal/individuo elegirá ciertos
tipos de comida por encima de otros, y
que recurrirá a este tipo de mecanismo
como medio para controlar su tipo de
alimentación.
Además las preferencias gustativas
cambian a menudo en función de las
necesidades corporales de ciertas
sustancias específicas.

Ejemplos:
Animal suprarrenalectomisado:

buscara beber agua con
concentraciones elevadas de NaCl




Animal con exceso de insulina:

buscara comer alimentos dulces.






Asimismo se producirá un
rechazo o sensación afectiva
desagradable para proteger al
organismo de sustancias
indeseables e incluso peligrosas.

La finalidad sera la misma, mantener la homeostasis cualquiera de los casos.
La preferencia gustativa es la proviene de algún mecanismo en el SNC y no en los propios receptores gustativos.

Las experiencias gustativas agradables y desagradables cumplen un cometido importante para determinar las preferencias gustativas de cada uno.
ESTA POCO DESAROLLADO EN EL HUMANO EN COMPARACION CON MUCHOS ANIMALES INFERIORES
MEMBRANA OLFATORIA
La membrana olfatoria ocupa la
parte superior de cada narina, en
sentido medial,
Se dobla hacia abajo a lo largo de la
superficie del tabique en su parte
superior, y en sentido lateral se
pliega sobre el cornete superior y
una pequeña porción en el cornete
medio
En cada narina la membrana
olfatoria ocupa un área superficial
de unos 2,4 centímetros cuadrados.

El extremo mucoso de la célula olfatoria forma un botón del que nacen de 4 a 25 cilios olfatorios ( pelos olfatorios).
Crean una densa maraña en el moco y son los encargados de reaccionar a los olores del aire y estimular las células olfatorias.
Estimulación de las
Células olfatorias
Mecanismo de excitación de las células olfatorias
La parte de cada célula olfatoria que responde a los estímulos químicos de este carácter son los cilios olfatorios.
La sustancia olorosa al entrar en contacto con la superficie de la membrana olfatoria difunde hacia el moco y luego se une a proteínas receptoras
La importancia de este mecanismo para activar los nervios olfatorios es que multiplica el efecto excitador hasta del mas débil de los compuestos olorosos.
1. La activación de la proteína receptora por la sustancia olorosa estimula el complejo de la proteína G
3. Esto provoca la formación de moléculas de AMPc
4. Finalmente el AMPc abre una cantidad muy superior de canales iónicos de sodio
2. Esto activa múltiples moléculas de adenilatociclasa por dentro de la membrana en la célula olfatoria
Por lo tanto incluso la concentración mas minúscula de un producto oloroso especifico pone en marcha un efecto en cascada que abre una proporción elevada de canales de Na
Factores físicos que influyen en la estimulación de las células olfatorias
Se pueden oler:
1. Sustancias volátiles que puedan inhalarse por las narinas
2. Poco hidrosoluble
3. Liposoluble
Potenciales de membrana y potenciales de acción en las células olfatorias
La mayoría de las sustancias olorosas producen despolarización de la membrana en la célula olfatoria, disminuyendo el potencial negativo de la célula desde
-50mV hasta -30mV
o menos
Al mismo tiempo el número de potenciales de acción crece de

20 a 30 por segundo
, lo que representa una
frecuencia alta
para las diminutas fibras nerviosas olfatorias.
En un amplio intervalo, la frecuencia de impulsos del nervio olfatorio cambia en proporción al logaritmo de la intensidad del estímulo
Manifestando que los receptores olfatorios obedecen a principios de transducción similares a los de otros receptores sensitivos
El
potencial de membrana en las células olfatorias sin estimular
, es de aproximadamente
-55mV.

A este nivel las células suelen generar potenciales de acción continuos a una frecuencia muy baja, que puede variar desde 1 vez cada 20 s hasta 2 a 3 veces por segundo.
Rápida adaptación de las sensaciones olfativas
Los
receptores olfatorios
se
adaptan alrededor del 50%
más o menos durante el
primer segundo
después de su estimulación
Como el grado de
adaptación psicológica
es mucho mayor que el
grado de adaptación de los propios receptores
, es casi seguro que la mayor parte del proceso suplementario suceda dentro del SNC
Mecanismo neuronal propuesto para la adaptación
Gran cantidad de

fibras nerviosas centrífugas
que vuelven por el tracto olfatorio desde las
regiones olfatorias del encéfalo
, acaban en los
granos
(células inhibidoras especiales del bulbo olfatorio).
Se ha planteado que, después de surgir un estímulo doloroso, el SNC activa un potente
inhibidor por retroalimentación
para
suprimir
la
transmisión de las señales olfatorias
a través del bulbo olfatorio
Las sensaciones olfatorias se adaptan casi hasta su extinción en un plazo de
1 minuto
después de entrar a una atmósfera cargada con un olor muy penetrante.
Indagación de las sensaciones olfatorias primarias
En la antigüedad se creía que muchas de las sensaciones olfatorias estaban a cargo de
sensaciones primarias independientes
, al igual que la visión y el gusto
Basados en estudios psicológicos, un intento de clasificar estas sensaciones es el siguiente:
1. ALCANFORADO
2. ALMIZCLEÑO
3. FLORAL
4. MENTOLADO
5. ETÉREO
6. ACRE
7. PÚTRIDO
En los últimos años, estudios específicos sobre los genes que codifican las proteínas receptoras, indican la existencia de un mínimo de
100 sensaciones olfatorias primarias
; además se sugiere la existencia de hasta
1000 tipos diferentes de receptores de olores
Un nuevo dato que apoya esta teoría, es el descubrimiento de personas con
ceguera olfatoria para sustancias aisladas
, lo que representa la
ausencia
en las células olfatorias de la
proteína receptora
correspondiente para ese compuesto en específico.
Una persona que haya consumido una comida que le sentara mal, suele presentar náuseas ante su olor en una segunda ocasión
A la inversa, un perfume con cualidades correctas puede ser un
poderoso estimulante
en las emociones humanas.
Por ende, en algunos animales inferiores los
olores
cumplen la misión de
excitantes primarios del impulso sexual
Naturaleza <<afectiva>> del olfato
El olfato aún más que el gusto, posee una
cualidad afectiva

agradable o desagradable
y por lo tanto podría considerarse más importante en la selección de los alimentos
Metilmercaptano: con la presencia de una 25 billonésima de gramo por mililitro de aire puede olerse
El olfato está más relacionado con la detección de la presencia o ausencia de olores, que con la determinación cuantitativa de sus intensidades
Transmisión de las señales olfatorias en el SNC
La porción olfatoria fue una de las primeras en formarse y el resto el cerebro se formó alrededor de esta porción.
Parte del cerebro que se encargaba del olfato más tarde evolucionó hacia el sistema límbico
Transmisión de las señales olfatorias hacia el bulbo olfatorio
1. tracto olfatorio
2. bulbo olfatorio
células olfatorias de la membrana olfatoria
Glomérulos en el bulbo olfatorio
en cada glomérulo terminan:
25000 axones de las C.O.
Dendritas de 25 células mitrales
Dendritas de 60 células en penacho
Algunos investigadores han concluido que los distintos glomérulos responden a olores diferentes.
VIAS OLFATORIAS HACIA EL SNC
ARCAICA, ANTIGUA Y MODERNA
el tracto olfatorio penetra en el encéfalo
a nivel de la unión anterior entre el mesencéfalo y el cerebro
se divide en dos vías:

1.- sentido medial hacia el ÁREA OLFATORIA MEDIAL
2.. sentido lateral hacia el ÁREA OLFATORIA LATERAL
SISTEMA OLFATORIO ARCAICO:
EL ÁREA OLFATORIA MEDIAL
consta de un grupo de núcleos situado en las porciones basales intermedias del encéfalo delante del hipotálamo
núcleos SEPTALES se nutren en el hipotálamo
región vinculada con el comportamiento básico
EL SISTEMA OLFATORIO ANTIGUO: EL ÁREA OLFATORIA LATERAL
Compuesto por las cortezas prepiriforme y piriforme además de los núcleos amigdalinos
Las vías activadoras se dirigen hacia las porciones del sistema límbico en especial hacia las menos primitivas como el hipocampo
LA VÍA MODERNA
Esta vía atraviesa el tálamo, pasando por su núcleo dorsomedial y llegando después al cuadrante láteroposterior de la corteza órbitofrontal

interviene en el ánalisis consciente de los olores
diámetro aproximado de 1/30 mm una longitud y en torno a 1/16 mm.
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