Olfaction et gustation

Question 1

Quels sont les 3 sens chimiques?

Answer 1

L’olfaction : substances dans l’air
La gustation : substances sapides (sub ayant un goût)
Système chimiosensoriel trigéminal : irritants face,oeil, bouche (réagit à des sub ex. acides)

Question 2

Quelles sont les 4 généralités de l’olfaction?

Answer 2

• Récepteurs situés dans la cavité nasale
• Détecte les molécules véhiculées par l’air
• Sub ne sont pas tjrs perceptibles de façon consciente
• Influence le comportement alimentaire, les interactions sociales et la reproduction (phéromones)

Question 3

Quelles sont 2 fctions spécifiques de l’olfaction?

Answer 3

• Influence sur les fonction reproductives humaines. Phéromones: substances perçues par le système olfactif (organes vémoro-nasaux?) pouvant influencer le moment de l’ovulation
• Reconnaissance réciproque mère enfant: variations dans la fréquence des mouvements de succion en réponse à l’odeur maternelle chez les bébés de seulement 6 semaines.

Question 4

Décrit l’organisation du syst olfactif (similarités et diff (4) avec les autres syst)

Answer 4

• Semblable aux autres systèmes sensoriels: stimulus, récepteurs, projection vers un centre relais (bulbe olfactif) puis vers les centres supérieurs.
• Différent: 1-pas de sous-modalité; 2-pas de relais thalamique; 3-cortex piriforme est un archicortex à 3 couches (contrairement au neocortex à 6 couches); 4-cartes corticales?

Question 5

Décrit la perception olfactive (3)

Answer 5

• Pas de relation directe entre les effets des perceptifs d’un stimulus et ses propriétés physiques
• Peut reconnaître des substances odorantes individuelles présentant des particularités chimiques identiques
• La plupart des odeurs naturelles sont un mélange de plusieurs molécules odorantes qui sont captées dans une perception globale

Question 6

La conc seuil d’identification des odorants dépend de quoi?

Answer 6

Dépend des propriétés physiques (D et L) des molécules odorantes dont leur solubilité dans les lipides et leur pression de vapeur
C’est la structure chim des diff sub olfac qui permet de les distinguer. Ya pas de relation comme ex lambda dans la vision qui permet de voir les diff couleurs

Question 7

Qu’est-ce que l’anosmie?

Answer 7

• Déficit chimiosensoriel caractérisé par une incapacité à identifier des odeurs de façon reproductible souvent limitée à un seul odorant.
• Peut être congénitale ou acquise (après inflammation ou infection des sinus, maladies ou traumatismes crâniens).

Question 8

La diminution ou distortion olfactive peut accompagner quoi?

Answer 8

Certaines maladies dont troubles de l’alimentation, diabète, maladie d’Alzheimer, Parkinson, prise de certains médicaments.

Question 9

Décrit l’épithélium olfactif

Answer 9

Neurones à récepteurs olfactifs sont des neurones bipolaires qui reçoivent le stimulus à travers ses cils sur son bouton olfactif qui baignent dans un mucus sécrété par la glande de Bowman pour contrôler le milieu ionique (maintient éq ionique)
Neurones récepteurs olfactifs: neurones bipolaires avec axones de petit calibre non-myélinisés projetant au bulbe olfactif.
Leur surface apicale porte un prolongement qui se renfle en un bouton olfactif prolongé par des microvillosités: cils olfactifs situés dans une épaisse couche de mucus.
Le mucus est produit par les glandes de Bowman. Il contrôle le milieu ionique des cils olfactifs.
Muqueuse nasale = couche de mucus + l’épithélium (i.e. neurones récepteurs + cellules de soutien + cellules basales). Occupe à peu près la ½ de la muqueuse nasale, le reste est occupé par un épithélium respiratoire qui humidifie l’air et protège de l’irritation et de l’infection. Cell basales sont comme des cell souches

Question 10

Décrit la regénération de l’épithélium olfactif

Answer 10

• L’organisation de la muqueuse permet aux neurones récepteurs olfactifs d’être en contact direct avec les sustances odorantes mais aussi avec des substances nocives produisant la dégénération des neurones.
• Régénération des neurones récepteurs olfactifs grâce à la présence au sein des cellules basales de précurseurs (cellules souches) qui se divisent pour donner naissance à de nouveaux neurones récepteurs.
• Chez les rongeurs, on estime qu’il y a un renouvellement total toutes les 6-8 semaines. Un système complexe de molécules de guidage axonal assure la reconnection des nouvelles cellules dans le cerveau.
• Pour que les axones retrouvent leur chemin vers le bulbe olfac et refassent les connections à la bonne place

Question 11

Quelles sont les molécules réceptrices des cils de l’épithélium olfactif?

Answer 11

• Les molécules des récepteurs olfactifs appartiennent à la grande famille des récepteurs associés aux protéines G
• Possèdent 7 domaines transmembranaires hydrophobes, des sites potentiels de liaison sur leur domaine extracellulaires et la capacité d’interagir avec les protéines G sur l’extrémité carboxylée (intracell) du domaine cytoplasmique.

Question 12

Décrit la Transduction des signaux olfactifs

Answer 12

La transduction olfactive se fait dans les cils olfactifs
La liaison peut-être de façon directe ou par l’intermédiaire de protéines du mucus qui fixent la molécule odorante et la transportent jusqu’au récepteur
L’activation de la voie dépend des caractères propres de chaque odorant.
Les odeurs fruitées activent principalement la voie à AMPc tandis que les odeurs putrides activent la voie à IP3. Par contre on ne sait pas si les deux voies coexistent dans un même neurone.

Question 13

Comment fctionne la transduction des signaux olfactifs par prod d’AMPc?

Answer 13

1) une molé d’odorant se lie à la prot réceptrice
2) le complexe récepteur-odorant active une prot G qui se combine avec une molé de GTP déplaçant le GDP
3) La sous-unité alpha de la prot G se dissocie et active l’adényl cyclase qui produite de l’AMPc
4) L’AMPc active les canaux Na+/Ca2+, donnant naissance à un pot générateur. La prot réceptrice revient à sont état non lié
5) Accroissement de la dépola sous l’effet du canal Cl- (qui sort) activé par le Ca2+

Question 14

Comment fctionne la transduction des signaux olfactifs par prod d’IP3?

Answer 14

1) une molé d’odorant se lie à la prot réceptrice et active une prot G
2) la prot G se dissocie et active la phospholipase C, provoquant la formation d’IP3
3) l’IP3 active et ouvre les canaux Ca2+
4) accroissement de la dépola sous l’effet du canal Cl- activé par le Ca2+

Question 15

Pourquoi ya de la désensibilisation olfactive?

Answer 15

La séquence de signalisation est lente, ça prend du temps pour que tout le syst de prot G reviennent en place pour retransmettre une autre molé olfac, c’est pour ça que les récepteurs se désensibilisent

Question 16

Décrit l’adaptation des réceteurs olfactifs (3)

Answer 16

En présence d’une odeur persistante, les neurones récepteurs olfactifs réduisent leur fréquence de décharge: adaptation = baisse de la capacité de discriminer des odeurs au cours d’inhalations répétées.
Chez l’homme, on n’obtient des réponses identiques que si les stimuli sont espacés que de 1 à 3 minutes.
Cette durée de récupération apparaît nécessaire pour que les mécanismes de transduction retrouvent leur niveau de base.

Question 17

Décrit le codage nerveux des odeurs

Answer 17

Les neurones récepteurs olfactifs sont sensibles à un ensemble restreint de stimulus: des odorants différents ou des changements de concentration de la même substance entraînent des modifications de la latence et de la durée de la réponse et/ou de la fréquence de décharge des neurones individuels.

Question 18

Décrit la spécificité de détection olfactive (4)

Answer 18

1000 à 2000 gènes codant des récepteurs olfactifs ont été identifiés.
Probablement suffisant pour rendre compte de l’ensemble des odeurs distinctes que le système peut discriminer que l’on estime à 2000.
Les ARN messagers des gènes sont exprimés dans des sous-ensembles de neurones olfactifs situés bilatéralement dans des isolats symétriques de l’épithélium olfactifs suggérant que des odeurs différentes activent des sous-ensembles spatialement distincts de neurones récepteurs olfactifs.
Chacun des neurones n’exprime qu’un seul ou qu’un nombre restreint des 1000-2000 gènes des récepteurs. Par contre, chaque neurone est activé par plus d’un odorant. nbre restraint d’odeurs car a yek yun ou peu de récepteurs

Question 19

Décrit le Traitement central des signaux olfactifs

Answer 19

À leur sortie de l’épithélium olfactif, les fibres réceptrices se réunissent et forment une multitude de faisceaux qui ensemble constituent le nerf olfactif (nerf I).
Le nerf olfactif gagne le bulbe olfactif qui se caractérise par la présence de glomérules.
Glomérules: structures sphériques superficielles qui reçoivent les fibres olfactives primaires.
Dans les glomérules, les axones des neurones récepteurs contactent les dendrites apicaux des cellules mitrales et touffues qui sont les principaux neurones de relais du bulbe olfactif.
Le bulbe comprend aussi d’autres types cellulaires dont les cellules à panache, les cellules périglomerulaires et les cellules granulaires qui sont des interneurones GABAergiques (inhibitrices) faisant des contacts dendro-dentritiques (contacts syn particuliers entre les dendrites des 2 cell) avec les dendrites des cellules mitrales et touffoues et dont le rôle est d’en affiner la sélectivité chimique. 1er traitement de l’info olfactive
La taille du bulbe olfactif varie beaucoup d’une espèce à l’autre et ces différences correspondent à des différences dans les aptitudes olfactives des espèces considérées.

Question 20

Décrit la Réactivité sélective des glomérules

Answer 20

Chaque glomérule reçoit de l’information seulement de cellules réceptrices exprimant un récepteur particulier. Sensibles à une seule odeur
Convergence par affinité vers les glomérules aurait pour fonction d’augmenter la sensibilité pour mieux garantir la perception des odeurs. Augmentation du rapport signal bruit. Récepteurs d’une odeur spécifique convergent sur des glomérules spécifiques pour aug le rapport
Projection des neurones récepteurs olfactifs vers le glomérules

Question 21

Décrit le Codage de l’information olfactive

Answer 21

Deux hypothèses peuvent expliquer comment les réponses des récepteurs olfactifs s’organisent en un code qui identifie la nature et la concentration d’un odorant donné:
Ligne dédiée: suppose l’existence pour chaque odeur d’un ensemble particulier de récepteurs utilisant chacun une voie privée pour transmettre l’information jusqu’au cerveau. Toute la circuitrie associée à un glomérule achemine l’info d’une odeur spécifique
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. +ieurs odeurs ensemble forment une, ex. dans visuel on voit 3 couleurs et on combine ses infos pour voir les autres
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

Question 22

Décrit les Voies olfactives centrales

Answer 22

Les cellules mitrales et touffues sont les seules à relayer l’information vers les autres régions cérébrales
Leurs axones se réunissent en faisceau, le pédoncule olfactif latéral.
Elles contactent plusieurs régions mais leur cible principale est le cortex piriforme. Ces cibles primaires répartissent les informations olfactives sur des territoires très divers du cerveau leur permettant ainsi d’influencer les comportements cognitifs (néocortex, hippocampe, thalamus), émotionnels (amygdale), et homéostasiques (hypothalamus).

Question 23

Décrit l’Activation de régions cérébrales par les odeurs

Answer 23

Ya des odeurs spécifiques qu’activent des régions spécifiques du cortex mais on ne sait pas si ya une carte spécifique

Question 24

Le goût sert à quoi et ça fonctionne comment (3)?

Answer 24

• Nous informe sur la comestibilité et le goût des aliments (substances sapides).
• Les substances chimiques qui constituent les 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.
• Parallèlement, les récepteurs somesthésiques nous informent sur la température et la texture des aliments.
• Le goût dépend aussi de facteurs culturels et psychologiques

Question 25

Décrit le goût chez l’homme (4)

Answer 25

• Stimuli gustatifs: molécules non volatiles, hydrophiles et solubles dans la salive. L’eau pure n’est pas un stimulus gustatif.
• Molécules amères (alcaloïdes végétaux potentiellement vénéneux comme l’atropine ou la strychnine): le contact de ces substances avec la bouche prévient leur ingestion à moins d’y être accoutumés.
• L’intensité gustative perçue est proportionnelle à la concentration de la substance. La concentration-seuil est élevée pour les substances sapides mais beaucoup plus faible pour les substances potentiellement dangereuses.
• La sensibilité gustative diminue avec l’âge.

Question 26

Décrit l’organisation générale de la gustation

Answer 26

• Récepteurs périphériques (cellules gustatives) répartis dans toute la cavité buccale, sur face dorsale de la langue, au niveau du voile du palais, du pharynx et la partie supérieure de l’oesophage (~ 4000 bourgeons gustatifs dans l’ensemble des papilles gustatives).
• Innervés par 3 nerfs crâniens: VII (langue et palais), IX (épiglotte) et X (oesophage) (facial, glosso-pharyngien et vague)
• Ces fibres se terminent sur des neurones dans les régions rostrale et latérale du noyau du faisceau solitaire (noyau gustatif) localisé dans le bulbe
• Représentation topographique dans l’axe rostro-caudal du noyau. La partie caudale de ce noyau est innervée par des branches du nerf vague controlant la motricité gastrique.
• Des interneurones reliant cette partie à la partie rostrale pour former un arc reflexe gustativo-végétatif qui permet de réagir rapidement à ce qu’on mange.
• Le noyau gustatif projette vers les centre supérieurs

Question 27

Décrit l’organisation périphérique du syst gustatif (5)

Answer 27

• Les substances sapides sont détectées par des structures spécialisées: les papilles, éminences pluricellulaires entourées d’invaginations de l’épithélium formant une tranchée où se retrouvent les substances sapides.
• Les cellules gustatives (récepteurs sensoriels primaires) sont contenues dans des petites structures appelées bourgeons du goût, répartis sur les faces latérales des papilles et les parois de la tranchée.
• Les sub sapides s’accumulent dans les invaginations pour qu’on les goûte
• Les bourgeons du goût sont répartis dans toute la cavité buccale et dans la partie supérieure du canal alimentaire
• Papilles filliformes font la majeure partie de la langue mais ne participent pas au goût mais participent aux sensations

Question 28

Quelles sont les 3 types de papilles associées au goût? (+ descriptions)

Answer 28

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

Question 29

Décrit le goût chez l’homme (7)

Answer 29

Il est faux de croire qu’il n’existe que 5 saveurs primaires (salé, sucré, acide et amer et Umami (japonais,Glutamate monosodique (goûteux/bon)).
Il existe d’autres saveurs que nous connaissons: saveurs astringentes (airelles ou thé), saveurs brûlantes (piments ou gingembre) et diverses saveurs métalliques…
De plus, en mélangeant différentes substances chimiques, on peut produire des sensations gustatives totalement nouvelles.
Sucrose, saccharine, aspartame goûtent « sucré » même si ce sont des substances très différentes
Difficile d’estimer le nombre des saveurs alors que l’on peu estimer celui des odeurs à environ 2000.
les molé gustatives sont non volatiles mais ya une partie volatile afin d’activer le syst olfact
Il faut considérer que ce que l’on nomme la saveur des aliments provient en bonne partie du système olfactif ainsi que du système somesthésique (ex. sensations évoquées par les mets épicés et la menthe)
Quand on perd notre odorat, on perd bcp de goût et syst somesthésique ressent la brûlure des piments forts (capsaïsine –> TRPV1)
Computation de sensations
Les différentes qualités gustatives (e.g. sucré, salé, acide et amer) peuvent être détectés par la totalité de la surface de la langue mais différentes régions ont des seuils différents.
Le bout de la langue réponds préférentiellement aux composés sucrés et les messages issus de cette région déclenchent des comportements alimentaires e.g. mouvements de la bouche, sécrétion de salive, libération d’insuline, déglutition
Les réponses aux substances amères prédominent dans la région postérieure. L’excitation de cette partie par des substances amères déclenche des haut-le-coeur et d’autres réactions de protection qui empêchent l’ingestion.

Question 30

Décrit l’Innervation des cellules gustatives (9)

Answer 30

P. fongiformes: exclusivement par une branche du VII (facial) appelée corde du tympan, ⅔ antérieur de la langue
P. caliciformes (9): branche linguale du IX (glossopharyngien) chevrons
P. foliés: 2/3 postérieur par le IX et 1/3 antérieur par le VII
Palais: branche du VII appelé grand pétreux supérieur
Épiglotte et oesophage: nerf laryngé supérieur du X (vague)
Cellules gustatives
Cellules épithéliales spécialisées qui contiennent les récepteurs sensoriels primaires face apicale
Les récepteurs des substances sapides sont situés sur des microvillosités émergeant de leur surface apicale et les fibres afférentes font synapse avec leur face basale pour acheminer le signal électrique vers le SNC
Les extrémités apicales des cellules gustatives d’un même bourgeon se rassemblent en un petit orifice appelé pore gustatif
Les cellules gustatives n’ont qu’une durée de vie d’environ 2 semaines et se régénèrent à partir des cellules basales de l’épithélium l’environnant du bourgeon gustatif

Question 31

Décrit les rép aux sub sapides (4)

Answer 31

Le système gustatif utilise une grande variété de mécanismes pour discriminer les différents produits chimiques introduits dans la bouche
Des substances produisant des goûts qualitativement semblables utilisent des mécanismes différents de transduction sensorielle
Plusieurs substances fort différentes sont perçues comme sucrées (saccharides, acides aminés, peptides, anions organiques et protéines) mais ces substances mettent en jeu des récepteurs gustatifs distincts (e.g. les saccharides des voies à AMPc et les édulcorants non saccharides des voies à IP3). 2 voies de signalisation par les prot G ou activent direct des canaux ioniques
La sensibilité gustative aux sels et aux acides fait aussi intervenir des mécanismes distincts.

Question 32

Décrit la Transduction des signaux gustatifs

12

Answer 32

Les canaux de transduction se trouvent dans le domaine apical (ou les récepteurs des sub sapides se trouvent):
Ces canaux sont:
Des canaux ioniques pour le salé et l’acide
Des récepteurs couplés aux protéines G pour le sucré, l’amer et les acides aminés. La dépolarisation induite par ces récepteurs est facilitée par un canal TRPM5 (renforce la dépola) dont on n’est pas sûr de la localisation.
Le domaine basolatéral contient les canaux Na+, K+ et Ca2+ voltage dépendants assurant la neurotransmission et le réticulum endoplasmique modulant la [Ca2+]i.
On croit que les n-t libérés sont la 5-HT et l’ATP
A- Salé par entrée de sodium dans canaux sensibles à amiloride . Acide: entrée de H+ (acide par un canal de la famille TRP) produit une dépolarisation qui active des canaux Ca2+ dépendants du voltage
B- Acides, quinine et Ca2+ dépolarisent la cellule en inhibant des canaux K+. Ferme canaux K+ pour empêcher le K+ de sortir et l’hyperpola donc cause dépola
C- Les substances amères se lient à des récepteurs couplés à des protéine G activant la voie IP3 qui entraîne une augmentation du Ca2+ intracellulaire
Récepteurs au sucré et aux acides aminés (Umami) sont des hétéromères couplés aux protéines G C- Les substances amères se lient à des récepteurs couplés à des protéine G activant la voie IP3 qui entraîne une augmentation du Ca2+ intracellulaire
D- Les récepteurs des saccharides sont couplés à des protéines G qui activent l’AMPc et conduisent à l’inhibition de canaux K+
E- Certains acides aminés provoquent l’ouverture de canaux activés par un ligand.
C- Les substances amères se lient à des récepteurs couplés à des protéine G activant la voie IP3 qui entraînent une augmentation du Ca2+ intracellulaire.
La gustducine est une protéine G propre aux cellules ayant le récepteur T2R

Question 33

Décrit le Codage gustatif dans le système nerveux (3)

Answer 33

Manière dont les informations sur l’identité et la concentration des substances sapides sont représentées par les patterns de potentiel d’action transmis au cerveau
La langue et la cavité buccale présentent des variations locales de sensibilité aux diverses substances
Les nerfs crâniens montrent une même sensibilité:
VII préférentiellement au NaCl et sucrose
IX acides et quinine
X acides et eau
Qté diff et fréquence duff de PA pour encoder le message

Question 34

Qu’est-ce qu’une ligne dédiée?

Answer 34

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

Question 35

Qu’est-ce qu’une ligne computationnelle?

Answer 35

c’est le profil des réponses de toutes les fibres à un stimulus particulier qui est la caractéristique essentielle du codage e.g. le goût du sucrose est calculé à partir de la réponse que donne toute les fibres gustatives répondant au sucrose
ya qq voies qui gardent la spécificité, d’autres font la computation, mais on ne sait pas trop

Question 36

Décrit le Codage gustatif dans le système nerveux

Answer 36

Les données récentes d’expériences de génétique moléculaire (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.
Ceci fait donc pencher la balance vers le modèle des voies dédiées.

Question 37

Décrit le traitement central de l’info gustative

Answer 37

L’information gustative est relayée vers le cortex cérébral en passant par le noyau du faisceau solitaire et le thalamus → responsable de la perception consciente et de la discrimination du goût
Le noyau du faisceau solitaire projette aussi vers l’hypothalamus et l’amygdale → responsable des réponses autonomiques et aversives

Question 38

Vrai ou faux? Il semble avoir une cartographie plus précise pour le goût que pour l’odorat

Answer 38

Vrai

Question 39

Quelles sont les dfenses que l’épithélium olfactif possède?

Answer 39

(1) Immunoglubulines présentes dans le mucus qui agissent contre les antigènes
(2) les cellules de soutien dégradent un grand nombre de substances organiques.