Geschmack (Gustation)
Geschmack oder Gustation ist ein Gefühl, das sich durch die Wechselwirkung gelöster Moleküle mit Geschmacksknospen entwickelt. Derzeit werden fünf Untermodalitäten (Geschmäcker) erkannt, darunter süß, salzig, bitter, sauer und Umami (herzhafter Geschmack oder der Geschmack von Protein). Umami ist das jüngste beschriebene Geschmackserlebnis, das in den 1980er Jahren an Akzeptanz gewann., Weitere Forschungen haben das Potenzial, mehr Teilmodalitäten in diesem Bereich zu entdecken, wobei einige Wissenschaftler darauf hindeuten, dass ein Geschmacksrezeptor für Fette wahrscheinlich ist.
Der Geschmack ist hauptsächlich mit der Zunge verbunden, obwohl es auch Geschmacksrezeptoren am Gaumen und an der Epiglottis gibt. Die Oberfläche der Zunge ist zusammen mit dem Rest der Mundhöhle von einem geschichteten Plattenepithel ausgekleidet. In der Oberfläche der Zunge sind angehobene Beulen, Papillen genannt, die die Geschmacksknospen enthalten. Es gibt drei Arten von Papillen, basierend auf ihrem Aussehen: Vallate, Foliate und Fungiform.,
Strukturen im Zusammenhang mit Geschmack. Die Zunge ist mit Papillen (a) bedeckt, die Geschmacksknospen (b und c) enthalten. Innerhalb der Geschmacksknospen befinden sich spezialisierte Geschmackszellen (d), die auf im Speichel gelöste chemische Reize reagieren und wiederum sensorische Nervenfasern in den Gesichts-und Glossopharynxnerven aktivieren. Diese Arbeit von Cenveo ist unter einer Creative Commons Attribution 3.0 United States lizenziert (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/).,
Die Anzahl der Geschmacksknospen innerhalb der Papillen variiert, wobei jede Knospe mehrere spezialisierte Geschmackszellen (Geschmacksrezeptorzellen) für die Übertragung von Geschmacksreizen enthält. Diese Rezeptorzellen setzen Neurotransmitter frei, wenn bestimmte Chemikalien in aufgenommenen Substanzen (wie Nahrung) im Speichel an ihre Oberfläche transportiert werden. Neurotransmitter aus den gustatorischen Zellen können die sensorischen Neuronen in den Gesichts-und glossopharyngealen Hirnnerven aktivieren.
Primäre Geschmacksempfindungen
Wie bereits erwähnt, werden derzeit fünf verschiedene Geschmacksempfindungen erkannt., Das erste, salzige, ist einfach das Gefühl der Na+ Konzentration im Speichel. Da die Na+ – Konzentration außerhalb der Geschmackszellen hoch wird, treibt ein starker Konzentrationsgradient ihre Diffusion in die Zellen an. Dies depolarisiert die Zellen und führt sie dazu, Neurotransmitter freizusetzen.
Der saure Geschmack wird ähnlich dem von salzig transduziert, mit der Ausnahme, dass es sich um eine Reaktion auf die H+ – Konzentration handelt, die aus sauren Substanzen (solchen mit niedrigem pH-Wert) freigesetzt wird, anstelle einer Reaktion auf Na+. Zum Beispiel schmeckt Orangensaft, der Zitronensäure enthält, sauer, weil er einen pH-Wert von etwa 3 hat., Natürlich wird es oft gesüßt, so dass der saure Geschmack maskiert ist. Wenn die Konzentration der Wasserstoffionen aufgrund der Aufnahme saurer Verbindungen zunimmt, nimmt die Depolarisation spezifischer Geschmackszellen zu.
Die anderen drei Geschmäcker; Süß, bitter und Umami werden durch G-Protein gekoppelte Zelloberflächenrezeptoren anstelle der direkten Diffusion von Ionen transduziert, wie wir es mit salzig und sauer besprochen haben. Der süße Geschmack ist die Empfindlichkeit der Geschmackszellen gegenüber der Anwesenheit von im Speichel gelöster Glukose., Moleküle, deren Struktur Glukose ähnlich ist, wirken sich ähnlich auf das Gefühl der Süße aus. Andere Monosaccharide wie Fructose oder künstliche Süßstoffe wie Aspartam (Nutrasweet™), Saccharin oder Sucralose (Splenda™) aktivieren ebenfalls die Süßrezeptoren. Die Affinität für jedes dieser Moleküle variiert und einige schmecken „süßer“ als Glukose, da sie unterschiedlich an den G-Protein-gekoppelten Rezeptor binden.
Der bittere Geschmack kann durch eine große Anzahl von Molekülen stimuliert werden, die gemeinsam als Alkaloide bekannt sind., Alkaloide sind im Wesentlichen das Gegenteil von Säuren, sie enthalten basische (im Sinne von pH) Stickstoffatome in ihren Strukturen. Die meisten Alkaloide stammen aus pflanzlichen Quellen, wobei Hopfen (in Bier), Tannine (in Wein), Tee, Aspirin und ähnliche Moleküle häufig vorkommen. Kaffee enthält Alkaloide und ist leicht sauer, wobei die Alkaloide den bitteren Geschmack zum Kaffee beitragen. Wenn genügend Alkaloide in einer Substanz enthalten sind, kann dies den Würgereflex stimulieren., Dies ist ein Schutzmechanismus, da Alkaloide oft von Pflanzen als Toxin produziert werden, um infektiöse Mikroorganismen und pflanzenfressende Tiere abzuschrecken. Solche Moleküle können auch für Tiere toxisch sein, daher vermeiden wir es, bittere Lebensmittel zu essen. Wenn wir bittere Lebensmittel essen, werden sie oft mit einer süßen Komponente kombiniert, um sie schmackhafter zu machen (z. B. Sahne und Zucker in Kaffee).
Der als Umami bekannte Geschmack wird oft als der herzhafte Geschmack bezeichnet. Der Name wurde von dem japanischen Forscher geschaffen, der ihn ursprünglich beschrieb., Wie süß und bitter basiert es auf der Aktivierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, in diesem Fall durch Aminosäuren, insbesondere Glutamin. So könnte Umami als der Geschmack von Proteinen betrachtet werden und ist am meisten mit fleischhaltigen Gerichten verbunden.
Geschmacksnervenimpulse
Sobald die Geschmackszellen durch Moleküle aktiviert werden, die von den Dingen befreit sind, die wir einnehmen, setzen sie Neurotransmitter auf die Dendriten sensorischer Neuronen frei. Diese Neuronen sind Teil der Gesichts-und glossopharyngealen Hirnnerven sowie eine Komponente innerhalb des Vagusnervs, die dem Würgereflex gewidmet ist., Der Gesichtsnerv verbindet sich mit Geschmacksknospen im vorderen Drittel der Zunge. Der Glossopharyngealnerv verbindet sich mit Geschmacksknospen in den hinteren zwei Dritteln der Zunge. Der Vagusnerv verbindet sich mit den Geschmacksknospen im äußersten hinteren Teil der Zunge und grenzt an den Pharynx, der empfindlicher auf schädliche Reize wie Bitterkeit reagiert.
Axone aus den drei Hirnnerven, die Geschmacksinformationen tragen, reisen in die Medulla. Von dort wird ein Großteil der Informationen zum Thalamus transportiert und dann zum primären Geschmackskortex geleitet, der sich in der Nähe des unteren Randes des postzentralen Gyrus befindet., Es ist die primäre Geschmacksrinde, die für unsere Geschmacksempfindungen verantwortlich ist. Und obwohl diese Region erhebliche Beiträge von Geschmacksknospen erhält, ist es wahrscheinlich, dass sie auch Informationen über den Geruch und die Textur von Lebensmitteln erhält, die alle zu unserem allgemeinen Geschmackserlebnis beitragen. Die Kerne in der Medulla senden auch Projektionen an den Hypothalamus und die Amygdala, die an autonomen Reflexen wie Würgen und Speichelfluss beteiligt sind.