Les sens chimiques Flashcards
Les sens chimiques
Olfaction, gustation, système chimiosensoriel trigéminal
Olfaction
Récepteurs situés dans la cavité nasale
Détecte les molécules véhiculées par l’air
Aliments, soi-même, dangers, etc
Influence le comportement alimentaire, les interactions sociales et la reproduction
Olfaction et fcts reproductives humaines
Phéromones
- moment de l’ovulation e.g. synchronisation du cycle menstruel chez les jeunes filles dans un pensionnat
- reconnaissance réciproque mère enfant par odeur
Ressemblances organisation syst olfactif et autres
stimulus activant récepteurs, projection vers
un centre relais puis vers les centres supérieurs
Différences organisation syst olfactif et autres
- pas de sous-modalité (ex. forme, mouvement, direction)
- pas de relais thalamique;
- cortex piriforme est un archicortex à 3 couches (contrairement au neocortex à 6 couches)
- présence cartes corticale incertaine : zones précises cortex orbitofrontal activé mais pas cartographie
Perception olfactive
- reconnaître des substances odorantes individuelles présentant des particularités chimiques identiques
- reconnaître des odeurs naturelles étant un mélange de plusieurs molécules odorantes, captées par perception globale
- concentration seuil d’identification des odorants varie : odeurs différentes selon concentration
- Dépends des propriétés physicochimiques (D et L) des molécules odorantes : solubilité dans les lipides et pression de vapeur
Anosmie
incapacité à identifier des odeurs souvent limitée à un seul odorant, congénitale ou acquise (après inflammation ou infection des sinus, maladies ou traumatismes crâniens)
- sur 7 odeurs : moitié ne distingue aucune
Diminution perception olfactive
- anosmie
- âge
- maladies : Alzheimer, Parkinson
Muqueuse nasale
- 1/2 couche de mucus + l’épithélium ( neurones récepteurs + cellules de soutien + cellules basales).
- 1/2 épithélium respiratoire
Neurones récepteurs olfactifs
neurones bipolaires projetant au bulbe olfactif
- bouton olfactif : prolongé par cils ds épaisse couche mucus
Mucus olfactif
produit par les glandes de Bowman
contrôle le milieu ionique des cils olfactifs
épithélium respiratoire
humidifie l’air
Régénération de l’épithélium olfactif
- au sein des cellules basales
- précurseurs (cellules souches) qui se divisent pour donner naissance à de nouveaux neurones récepteurs.
- renouvellement total toutes les quelques semaines
Dénération de l’épithélium olfactif
- organisation de la muqueuse -> neurones récepteurs olfactifs en contact direct avec les sustances odorantes + substances nocives -> dégénération des neurones.
- Défenses:
- Immunoglubulines présentes dans le mucus qui agissent contre les antigènes
- cellules de soutien dégradent un grand nombre de substances organiques.
- Régénération des neurones
Sensibilité des odeurs localisée aux cils : expérience
Courant de membrane en fct t suite à stim par odorant
- cils provoquent réponse importante
- corps c réponse presque absente
Récepteurs olfactifs
- récepteurs associés aux protéines G
- 7 domaines transmembranaires hydrophobes, des sites de liaison sur leur domaine extracellulaires et la capacité d’interagir avec les protéines G sur l’extrémité du domaine cytoplasmique.
gènes codant pour des récepteurs olfactifs
gènes codant des récepteurs olfactifs identifiés suffisant pour rendre compte de l’ensemble des odeurs distinctes que le système peut discriminer
- forte variabilité, notamment dans les régions transmembranaires : AA varient, bcp flexibilité génétique -> capacité détecter odeurs en fct nombre R
- Tous les chromosomes humains possèdent des gènes codant pour les récepteurs olfactifs sauf les chromosomes 20,22 et Y
- beaucoup de ces gènes ne sont pas transcrits (surtout homme>souris) : niveau expression gène modifie niveau épigénétique (détection odeur + circuit interne et comportements)
Expérience gène R olfactif
niveau expression gène modifie niveau épigénétique (détection odeur + circuit interne et comportements)
Entraîne souris à éviter odeur non nocive par association choc électrique
Descendance fuit odeur conservée : transmission
Flexibilité génétique
Transduction des signaux olfactifs
dans les cils olfactifs
odorants se lient à des récepteurs spécifiques sur la surface externes des cils
liaison directe ou par l’intermédiaire de protéines du mucus qui fixent la molécule odorante et la transportent jusqu’au récepteur
voies mettant en jeu des seconds messagers : (1) production d’AMP cyclique (AMPc) et (2) production d’inositol triphosphate (IP3) qui agissent sur des canaux ioniques
activation de l’une ou l’autre de ces voies dépend des caractères propres de chaque odorant, coexistent?
Voies odeurs fruitées
AMPc
Voies putrides
IP3
Transduction des signaux olfactifs : production d’AMPc
Mol odorant se fixe prot réceptrice : complexe R/odorant ->active prot G qui se combine avec mol GTP en déplaçant GDP -> se dissocie et active adényl cyclase -> production AMPc -> active canaux Na+/Ca2+ -> entrée -> pot générateur (dépol) + active canaux Cl- -> sortie Cl- -> augm dépol
Transduction des signaux olfactifs : production Ip3
Mol odorant se fixe prot réceptrice : complexe R/odorant ->active prot G -> se dissocie et active phospholipase C -> production IP3 -> active canaux Ca2+ -> entrée -> pot générateur (dépol) + active canaux Cl- -> sortie Cl- -> augm dépol
Adaptation des récepteurs olfactifs
- adaptation = baisse de la capacité de discriminer des odeurs au cours d’inhalations répétées d’odeur persistante
- durée de récupération pour que méc transduction reviennent niveau base
Codage nerveux des odeurs
neurones récepteurs olfactifs sensibles à un ensemble restreint de stimulus
- odorants différents : neurone répond spécifiquement odorant (courant)
- répond plusieurs od égal
- répond plusieurs od différentes intensité
- répond un odorant
- des changements de concentration de la même substance : intensité augmente en fct C
- > modifications neurones individuels.
Spécificité de détection
- ARN messagers des gènes exprimés dans des sous-ensembles de neurones olfactifs situés bilatéralement dans des endroits de l’épithélium olfactifs
- odeurs différentes activent des sous-ensembles spatialement distincts
- chacun des neurones n’exprime qu’un nombre restreint des gènes : 1 gène/se
- chaque neurone est activé par plus d’un odorant : plusieurs odeurs/se
=> observe distr ARNm : certains présents ds tous les neurones, certains seulement 1
Traitement central des signaux olfactifs
axone->nerf olfactif->bulbe olfactif : glomérules -> contact dendrites cellules mitrales et touffues
cellules mitrales et touffues
principaux neurones de relais du bulbe olfactif
Glomérule
- structures sphériques superficielles qui reçoivent les fibres primaires : emprisonnent axones primaires et dendrites mitrales/touffues ds astrocytes => contact étroit
- Réactivité sélective
interneurones du bulbe olfactif
- cellules à panache, les cellules périglomeru-laires et les cellules granulaires
- GABAergiques
- contacts dendro-dentritiques avec les dendrites des cellules mitrales et touffoues
- rôle : affiner la sélectivité
Taille bulbe olfactif
Varie entre espèces en fct aptidudes olfactives
Réactivité sélective des glomérules
Chaque glomérule reçoit de l’information seulement de cellules réceptrices exprimant un récepteur particulier.
-> Convergence -> d’augmenter la sensibilité -> perception des odeurs : Augmentation du rapport signal bruit
rapport signal bruit
affecte message
- SN : bruit> car act spont -> bcp vés libérant (non associé signal précis)
- signal>bruit : bonne compréhension
- bruit>signal : mauvaus signal
- dim : augm signal ou dim bruit
Codage de l’information olfactive
ensemble particulier de récepteurs utilisant chacun une voie privée pour transmettre l’information jusqu’au cerveau.
2) Modèle computationnel: suppose que l’identité de l’odeur est calculée au niveau central en comparant et en combinant les motifs multineuronaux d’activité des récepteurs olfactifs.
Aucune des deux hypothèses ne rend compte complètement des propriétés réactionnelles des neurones récepteurs individuels. En fait une combinaison des deux modèles rend mieux compte de la représentation des informations olfactives résultant de l’organisation des projections centrales des récepteurs.
Voies olfactives centrales
cellules mitrales et touffues ->faisceau, le pédoncule -> cortex piriforme -> cognitifs (néocortex, hippocampe, thalamus), émotionnels (amygdale), et homéostasiques (hypothalamus), dont syst limbique
Gustation
comestibilité et goût : substances sapides
- substances chimiques des aliments interagissent avec les récepteurs des cellules gustatives qui transmettent au cerveau des informations sur leur nature et leur concentration et qui peuvent provoquer la salivation, déglutition.
- récepteurs somesthésiques : température et la texture
dépend de facteurs culturels et psychologiques
*Influence de l’odorat sur le goût
Stimuli gustatifs
molécules non volatiles, solubles dans la salive comme sels, acides aminés essentiels, sucres et acides
Vrai ou faux. L’eau pure est un stimulus gustatif.
Faux
Molécules amères
alcaloïdes végétaux potentiellement vénéneux : prévient leur ingestion à moins d’y être accoutumés
Intensité gustative perçue
proportionnelle à la concentration de la substance
- La concentration-seuil est élevée pour les substances sapides et plus faible pour les substances potentiellement dangereuses
Vrai ou faux. La sensibilité gustative diminue avec l’âge.
Vrai
Récepteurs gustatifs
périphériques (cellules gustatives) répartis dans toute la cavité buccale, sur face dorsale de la langue, au niveau du palais et la partie supérieure de l’oesophage
Innervation syst gustatif : nerfs
3 nerfs crâniens: VII (langue et palais), IX (épiglotte) et X (oesophage)
Noyau gustatif
- nerfs se terminent ds régions rostrale du noyau du faisceau solitaire localisé dans le bulbe
- projette vers les centre supérieurs
Topographie du syst gust
Représentation topographique dans l’axe rostro-caudal du noyau.
- caudale : branches du nerf vague controlant la motricité gastrique
- interneurones reliant caudal à rostrale -> arc reflexe gustativo-végétatif qui permet de réagir rapidement à ce qu’on mange.
papilles (déf)
éminences pluricellulaires entourées d’une tranchée où se retrouvent les substances sapides.
cellules gustatives
récepteurs sensoriels primaires
bourgeons du goût
petites structures contenant cellules gustatives répartis sur les faces latérales des papilles (toute la cavité buccale et dans la partie supérieure du canal alimentaire)
Système périphérique syst gust
Cellules gust ds bourgeons du gout ds papilles
papilles (tyoes)
Fongiformes (24%): 2/3 antérieurs de la langue; densité élevée; environ 3 bourgeons de goût à leurs surface apicale
Caliciformes (48%): il y en a 9; disposés en chevron à l’arrière de la langue; formée d’une dépression circulaire dont les parois sont bordées d’environ 250 bourgeons
Foliées (28%): il y en a une de chaque côté de la langue vers l’arrière; une vingtaine de sillons parallèles dont les parois contiennent ~ 600 bourgeons
Vrai ou faux. Il existe 5 saveurs primaires
Faux
- autres : saveurs astringentes, piments
- mélangeant substances chimiques -> sensations gustatives nouvelles
- substances différentes activent même goût : sucrose, saccharine, aspartame goûtent « sucré »
- difficile d’estimer le nombre des saveurs
- saveur = système olfactif et somesthésique
Distribution des différents types de récepteurs sur la langue
Les différentes qualités gustatives peuvent être détectés par la totalité de la surface de la langue mais différentes régions ont des seuils différents d'antérieur à postérieur - bout de la langue : sucrés - salé - acide - langue postérieure : amères
Innervation des cellules gustatives
P. fongiformes: exclusivement par une branche du VII (facial) appelée corde du tympan
P. caliciformes (9): branche linguale du IX (glossopharyngien)
P. foliés: 2/3 postérieur par le IX et 1/3 antérieur par le VII
Palais: branche du VII appelé grand pétreux supérieur
Epiglotte et oesophage: nerf laryngé supérieur du X (vague)
Cellules gustatives
Cellules épithéliales spécialisées qui contiennent les récepteurs sensoriels primaires
- récepteurs sur microvillosités émergeant de leur surface apicale et les fibres afférentes font synapse avec leur face basale
- durée de vie d’environ 2 semaines et se régénèrent à partir des cellules basales de l’épithélium l’environnant
Pore gustatif
petit orifice où les extrémités apicales des cellules gustatives d’un même bourgeon se rassemblent
Réponses aux substances sapides
grande variété de mécanismes pour discriminer
- Des substances produisant des goûts qualitativement semblables utilisent des mécanismes différents de transduction sensorielle
- Plusieurs substances fort différentes sont perçues comme même goût mais ces substances mettent en jeu des récepteurs gustatifs distincts (e.g. sucré les saccharides des voies à AMPc et les édulcorants non saccharides des voies à IP3)
- La sensibilité gustative aux sels et aux acides fait intervenir des mécanismes distincts.
Transduction des signaux gustatifs : canaux et nt
apical : transduction
– des canaux ioniques pour le salé et l’acide
– Des récepteurs couplés aux protéines G pour le sucré, l’amer et les acides aminés + TRPM5
basolatéral : neurotransmission et le réticulum endoplasmique modulant la [Ca2+]i.
- canaux Na+, K+ et Ca2+ voltage dépendants
n-t libérés : 5-HT et l’ATP
TRPM5
facilite dépolarisation induite par ces récepteurs G
Transduction des signaux gustatifs : étapes R couplé prot G
amère : R T2R -> gustducine ->voie IP3-> augmentation Ca2+ intrac
sucre : hétéromères couplés aux prot G -> AMPc -> inhibition canaux K+
AA : hétéromères couplés aux prot G -> ouvertue canaux ligands
R ->dépol -> signal intrac -> TRPM5 active -> dépol apical et entrée Ca2+ -> dépol basal -> entrée Na+ Ca2+ -> libération nt
Transduction des signaux gustatifs : canaux ioniques
Salé : entrée Na+
Acide : entrée H+ et inhibe canaux K+
-> dépol -> canaux Ca2+ activé
inhibant des canaux K+ (syst gust)
Acides, quinine et Ca2+
-> dépol
Codage gustatif dans le système nerveux
variations locales de sensibilité aux diverses substances
- langue et cavité buccale
- VII NaCl et sucrose
- IX acides et quinine
- X acides et eau
Syst gust : Computationnel ou lignes dédiées?
Lignes dédiées: classe les cellules gustatives en catégories selon leur réponse préférentielle → suppose que les informations gustatives sont transmises au cerveau par des voies qui préservent la spécificité des classes de fibres
Computationnel: profil des réponses de toutes les fibres à un stimulus particulier
- données récentes=lignes dédiées : (KO et KI) des récepteurs T1R et T2R suggèrent que le sucré, l’umami et l’amer sont codés par des protéines réceptrices exprimées de façon exclusive dans des sous ensembles de cellules gustatives et que leur délétion entraîne une perte aussi des réponses des nerfs associés.
Traitement central du syst gustatif
nerfs -> noyau du faisceau solitaire
- > thalamus -> insula et cortex frontal : perception consciente et de la discrimination du goût
- > l’hypothalamus et l’amygdale : réponses autonomiques et aversives (syst lymbique)
Représentation cérébrale du goût
Plus organisée qu’olfactif ds cortex, ish cartographie
