Chpt. 8 Chemical Senses Flashcards
gustation
Schmecken, „taste“
olfaction
Riechen, „smell“
chemoreceptors
chemisch sensible Rezeptorzellen (z.B. in der Zunge) die u.a. den Input für Riechen & Schmecken geben, aber auch andere Chemikalien in den Schleimhäuten, den Sauerstoffgehalt des Blutes, versch. Verdauungsprozesse überwachen
Basic Tastes
süß - sauer - bitter - salzig - umami
Vorstellung v. spezialisierten Geschmacksregionen auf der Zunge ist veraltet (gilt nur für sehr geringe Konzentrationen knapp über dem treshhold-Wert) alle Geschmäcker können überall auf der Zunge wahrgenommen werden
Organs of Taste
Nasal cavity, Nasenhöhlen (Zusammenwirken mit Geruchssinn)
Palate, Gaumen (Textur)
Tongue, Zunge (chemoreceptors d. Geschmacksknospen)
Pharynx, Rachen (Verbindung mit Geruchssinn)
Epiglottis, Kehldeckel
papillae
Papillen
sichtbare Strukturen d. Zunge auf d. die Geschmacksknospen angesiedelt sind
Geschmacksknospen
Ansammlung v. Geschmacksrezeptorzellen (angeordnet wie Orangenspalten) deren Mikrovilli an einem Ende in der Pore zusammenlaufen (wo sie direkt mit den im Speichel gelösten Verbindungen in Kontakt treten) & Basalzellen deren Dendriten die Aktivierung der Rezeptorzellen wahrnehmen und über afferente Geschmacksneurone ans CNS weiterleiten
1-mehrere 100 pro Papille -> nicht mit freiem Auge sichtbar
„Aktionspotentiale“ v. Geschmacksrezeptorzellen
sog. Rezeptorpotenzial
ausreichende Depolarisation d. Zellmembran führt zu Öffnung von Calciumkanälen -> Ca2+ strömt ein u. führt zur Ausschüttung v. Transmittermolekülen (versch. je nachdem auf welchen Geschmack die Zelle spezialisiert ist) -> welche in den Synapsen mit sensorischen Dendriten ein weitergeleitetes Aktionspotential auslösen
Entstehung v. salzigem Geschmack
eigene amillorid-sensitive Natriumkanäle (normalerweise geöffnet, also strömt Na+ einfach ein was zur Depolarisation d. Zellmembran führt & dadurch die spannungsabhängigen Natrium- u. Kalziumkanäle öffnet was zur Transmitterausschüttung (v. Serotonin) führt)
Unterschied i.d. Wahrnehmung v. hohen und niedrigen Konzentrationen
- niedrige Konzentrationen = angenehm u. werden über die eigenen Kanäle verarbeitet
- hohe Konzentrationen = unangenehm u. scheinen Geschmacksrezeptoren für sauer u. bitter zu aktivieren
Entstehung v. saurem Geschmack
sauer = hoher Säuregehalt bzw. niedriger pH-Wert
(chem. „Säure“ - wasserlösliche Substanzen die ein Proton (H+) an H2O abgeben)
H+ kann Kaliumkanäle blockieren bzw. spezifische TRP-Kanäle passieren u. dadurch die Zellmembran depolarisieren
Veränderung d. pH-Werts alleine hat schon zelluläre Auswirkungen d.h. saurer Geschmack ist vermutlich eine Kombination versch. Effekte
(Wasserstoffion, H+, Proton im chemischen Sinn = alles dasselbe)
Entstehung v. bitterem/süßem/umami Geschmack
Dimere (2 verknüpfte Moleküle) aus g-Protein-coupled-receptors d. Familien T1R u. T2R
Bitter -> T2R (ca. 25 verschiedene die unterschiedliche Bitterstoffe erkennen)
Süß -> T1R2 + T1R3
Umami -> T1R1 + T1R3
Second-Messenger-Kaskade:
Geschmacksstoff bindet an Geschmacksrezeptor (g-Protein-coupled)
-> g-Protein aktiviert Enzym Phospholipase C
-> verstärkte Produktion v. IP3 (intrazelluläres Messenger-Molekül)
-> Aktivierung geschmackszellspezifischer Ionenkanäle & Ausschüttung v. Ca2+ aus zellinternen Speichern dessen depolarisierende Wirkung noch zusätzlich auf dieselben Kanäle wirkt
-> gleichzeitig aktiviert Ca2+ ATP-spezifische Kanäle wodurch ATP ausströmt, als Neurotransmitter fungiert u. an Rezeptoren d. postsynaptischen Zelle bindet
Unterscheidung v. bitter, süß, umami
Rezeptor „süß“ - ein einzelnes Dimer aus T1R2 + T1R3 für alle süßen Geschmacksstoffe
Rezeptor „bitter“ - 25 versch. dimere Kombinationen aus T2R Molekülen für versch. Bitterstoffe
selber chemischer Ablauf, selber Transmitter (ATP)
Rezeptor „umami“ - Dimer T1R1 + T1R3 (Aminosäuren)
Unterschied liegt in den Zellen -> Rezeptortypen werden v. unterschiedlichen Geschmackszellen exprimiert (jede Zelle ist Geschmackrezeptortypspezifisch), welche wiederum mit versch. Axonen verbunden sind (jede Zelle kann nur ein Aktionspotential oder nicht senden)
zentrale Geschmacksbahnen
Geschmacksinformationen gelangen von den Geschmacksknospen über die primären Geschmacksaxone entlang der zentralen Nervenbahnen in den nucleus gustatorius (Teil d. Nucleus tractus solitarii i.d. Medulla) wo sie über Synapsen weiterverzweigt werden -> nucleus ventralis posteromedialis (VPM-Kern d. Thalamus) - > projeziert i.d. primären gustatorischen Cortex (bewusste Wahrnehmung v. Geschmack)
„labeled line“- Hypothese d. neuronalen Codierung des Geschmacks
Versuch o. Vorstellung hoch spezialisierte Nervenzellen u. -bahnen zu identifizieren und nachzuverfolgen die z.B. den Geschmack „Schokoladeneis“ erkennen
„Ensemble-Code“
Mechanismus d. Codierung v. Informationen anhand der Reaktionen einer großen Gruppe mäßig spezifischer Nervenzellen (jede Zelle reagiert unterschiedlich stark auf denselben Reiz, entlang der Nervenbahnen wird die Information zusammengefasst)-> Aktivierungsmuster (!)
sensorische Informationen wirken zusammen -Geschmack, Geruch, Textur, Temperatur, …
Geruchsorgane
wir riechen mit dem „Riechepithel“:
[von unten nach oben]
(-Schleimschicht in der sich Duftstoffe lösen u. die versch. Enzyme, Antikörper etc. enthält die direkte Verbindung zum Gehirn schützen sollen)
- Stützzellen (produzieren den Schleim)
- Geruchsrezeptorzellen deren Cilien sich in die Schleimschicht erstrecken und dort auf die Duftreize reagieren
- Basalzellen (produzieren die Rezeptorzellen)
- knöcherne Siebplatte die von den Axonen d. Rezeptorzellen durchdrungen ist
- Riechkolben/ bulbus olfactorius in den die Geruchsnerven münden
Geruchstransduktion
Geruchsstoffmoleküle binden an Geruchsrezeptorproteine in der Membran d. Cilien
- > Stimulation d. g-Proteins Golf
- > Aktivierung v. Adenylatcyclase
- > Bildung v. cAMP
- > cAMP bindet an spezifische Kationenkanäle welche sich öffnen wodurch Ca2+ u. Na+ einströmen
- > Ca2+ öffnet Chloridkanäle wodurch ( ungewöhnlicherweise) die Zelle depolarisiert wird
- > Aktionspotential entsteht
Geruchsrezeptorproteine
g-protein-coupled
bei Säugetieren von 350 versch. Genen codiert
jede Geruchsrezeptorzelle exprimiert nur eines d. vielen (Geruchsrezeptorprotein-)Gene
-> trotzdem nicht hoch-selektiv
Rezeptorzellen verteilen sich willkürlich im Riechepithel -> selbes Prinzip des „Ensemble-Codes“ wie bei Geschmacksrezeptoren
