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36.3 : Goût et Odeur - Biologie


Compétences à développer

  • Expliquez en quoi les stimuli olfactifs et gustatifs diffèrent des autres stimuli sensoriels
  • Identifier les cinq goûts primaires qui peuvent être distingués par les humains
  • Expliquez en termes anatomiques pourquoi l'odorat d'un chien est plus aigu que celui d'un humain

Le goût, également appelé gustation, et l'odorat, également appelé olfaction, sont les sens les plus interconnectés en ce sens qu'ils impliquent tous deux des molécules du stimulus entrant dans le corps et se liant aux récepteurs. L'odorat permet à un animal de détecter la présence de nourriture ou d'autres animaux (qu'il s'agisse de partenaires potentiels, de prédateurs ou de proies) ou d'autres produits chimiques dans l'environnement qui peuvent avoir un impact sur leur survie. De même, le sens du goût permet aux animaux de faire la distinction entre les types d'aliments. Alors que la valeur d'un sens de l'odorat est évidente, quelle est la valeur d'un sens du goût ? Différents aliments au goût ont des attributs différents, à la fois utiles et nocifs. Par exemple, les substances au goût sucré ont tendance à être très caloriques, ce qui pourrait être nécessaire à la survie en période de soudure. L'amertume est associée à la toxicité et l'aigreur est associée à la nourriture avariée. Les aliments salés sont précieux pour maintenir l'homéostasie en aidant le corps à retenir l'eau et en fournissant les ions nécessaires au fonctionnement des cellules.

Goûts et odeurs

Les stimuli gustatifs et olfactifs sont des molécules prélevées dans l'environnement. Les principaux goûts détectés par les humains sont le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Les quatre premiers goûts nécessitent peu d'explications. L'identification de l'umami en tant que goût fondamental s'est produite assez récemment. Le goût de l'umami, également connu sous le nom de saveur, est attribuable au goût de l'acide aminé L-glutamate. En fait, le glutamate monosodique, ou MSG, est souvent utilisé en cuisine pour rehausser le goût savoureux de certains aliments. Quelle est la valeur adaptative de pouvoir distinguer l'umami ? Les substances salées ont tendance à être riches en protéines.

Toutes les odeurs que nous percevons sont des molécules dans l'air que nous respirons. Si une substance ne libère pas de molécules dans l'air depuis sa surface, elle n'a pas d'odeur. Et si un humain ou un autre animal n'a pas de récepteur qui reconnaît une molécule spécifique, alors cette molécule n'a pas d'odeur. Les humains ont environ 350 sous-types de récepteurs olfactifs qui fonctionnent selon diverses combinaisons pour nous permettre de détecter environ 10 000 odeurs différentes. Comparez cela aux souris, par exemple, qui ont environ 1 300 types de récepteurs olfactifs et, par conséquent, ressentent probablement plus d'odeurs. Les odeurs et les goûts impliquent des molécules qui stimulent des chimiorécepteurs spécifiques. Bien que les humains distinguent généralement le goût comme un sens et l'odorat comme un autre, ils travaillent ensemble pour créer la perception de la saveur. La perception de la saveur d'une personne est réduite si elle a des voies nasales encombrées.

Réception et transduction

Les odorants (molécules odorantes) pénètrent dans le nez et se dissolvent dans l'épithélium olfactif, la muqueuse située à l'arrière de la cavité nasale (comme illustré à la figure (PageIndex{1})). L'épithélium olfactif est une collection de récepteurs olfactifs spécialisés à l'arrière de la cavité nasale qui s'étend sur une superficie d'environ 5 cm2 chez les humains. Rappelons que les cellules sensorielles sont des neurones. Un récepteur olfactif, qui est une dendrite d'un neurone spécialisé, répond lorsqu'il se lie à certaines molécules inhalées de l'environnement en envoyant des impulsions directement au bulbe olfactif du cerveau. Les humains ont environ 12 millions de récepteurs olfactifs, répartis entre des centaines de types de récepteurs différents qui répondent à différentes odeurs. Douze millions semblent être un grand nombre de récepteurs, mais comparez cela à d'autres animaux : les lapins en ont environ 100 millions, la plupart des chiens en ont environ 1 milliard et les limiers (chiens sélectionnés pour leur odorat) en ont environ 4 milliards. La taille globale de l'épithélium olfactif diffère également entre les espèces, celle des limiers, par exemple, étant plusieurs fois plus grande que celle des humains.

Les neurones olfactifs sont des neurones bipolaires (neurones avec deux processus du corps cellulaire). Chaque neurone a une seule dendrite enfouie dans l'épithélium olfactif, et s'étendant de cette dendrite se trouvent 5 à 20 cils en forme de cheveux chargés de récepteurs qui piègent les molécules odorantes. Les récepteurs sensoriels sur les cils sont des protéines, et ce sont les variations de leurs chaînes d'acides aminés qui rendent les récepteurs sensibles aux différentes substances odorantes. Chaque neurone sensoriel olfactif n'a qu'un seul type de récepteur sur ses cils, et les récepteurs sont spécialisés pour détecter des odorants spécifiques, de sorte que les neurones bipolaires eux-mêmes sont spécialisés. Lorsqu'un odorant se lie à un récepteur qui le reconnaît, le neurone sensoriel associé au récepteur est stimulé. La stimulation olfactive est la seule information sensorielle qui atteint directement le cortex cérébral, alors que d'autres sensations sont relayées par le thalamus.

Connexion Évolution : Phéromones

Une phéromone est un produit chimique libéré par un animal qui affecte le comportement ou la physiologie des animaux de la même espèce. Les signaux phéromonaux peuvent avoir des effets profonds sur les animaux qui les inhalent, mais les phéromones ne sont apparemment pas perçues consciemment de la même manière que les autres odeurs. Il existe plusieurs types de phéromones, qui sont libérées dans l'urine ou sous forme de sécrétions glandulaires. Certaines phéromones attirent les partenaires potentiels, d'autres repoussent les concurrents potentiels du même sexe et d'autres encore jouent un rôle dans l'attachement mère-enfant. Certaines phéromones peuvent également influencer le moment de la puberté, modifier les cycles de reproduction et même empêcher l'implantation embryonnaire. Alors que les rôles des phéromones dans de nombreuses espèces non humaines sont importants, les phéromones sont devenues moins importantes dans le comportement humain au cours de l'évolution par rapport à leur importance pour les organismes aux répertoires comportementaux plus limités.

L'organe voméronasal (VNO, ou organe de Jacobson) est un organe olfactif tubulaire, rempli de liquide, présent chez de nombreux animaux vertébrés qui se trouve à côté de la cavité nasale. Il est très sensible aux phéromones et est relié à la cavité nasale par un conduit. Lorsque les molécules se dissolvent dans la muqueuse de la cavité nasale, elles pénètrent ensuite dans le VNO où les molécules de phéromone parmi elles se lient à des récepteurs de phéromone spécialisés. Lors de l'exposition aux phéromones de leur propre espèce ou d'autres, de nombreux animaux, y compris les chats, peuvent afficher la réponse flehmen (Figure (PageIndex{2})), un recourbement de la lèvre supérieure qui aide les molécules de phéromone à entrer dans le VNO.

Les signaux phéromonaux sont envoyés, non pas au bulbe olfactif principal, mais à une structure neuronale différente qui se projette directement sur l'amygdale (rappelons que l'amygdale est un centre cérébral important dans les réactions émotionnelles, comme la peur). Le signal phéromonal continue ensuite vers les zones de l'hypothalamus qui sont essentielles à la physiologie et au comportement de la reproduction. Alors que certains scientifiques affirment que le VNO est apparemment fonctionnellement vestigial chez l'homme, même s'il existe une structure similaire située à proximité des cavités nasales humaines, d'autres le recherchent comme un système fonctionnel possible qui pourrait, par exemple, contribuer à la synchronisation des cycles menstruels chez les femmes. vivant à proximité immédiate.

La détection d'un goût (gustation) est assez similaire à la détection d'une odeur (olfaction), étant donné que le goût et l'odorat reposent sur des récepteurs chimiques stimulés par certaines molécules. Le premier organe du goût est la papille gustative. Un bourgeon gustatif est un groupe de récepteurs gustatifs (cellules gustatives) qui sont situés dans les bosses sur la langue appelées papilles (singulier : papille) (illustré à la figure (PageIndex{3})). Il existe plusieurs papilles structurellement distinctes. Les papilles filiformes, situées en travers de la langue, sont tactiles, procurant une friction qui aide la langue à déplacer les substances et ne contiennent aucune cellule gustative. En revanche, les papilles fongiformes, situées principalement sur les deux tiers antérieurs de la langue, contiennent chacune une à huit papilles gustatives et possèdent également des récepteurs de pression et de température. Les grandes papilles circonvallées contiennent jusqu'à 100 papilles gustatives et forment un V près du bord postérieur de la langue.

En plus de ces deux types de papilles chimiquement et mécaniquement sensibles, il y a des papilles foliées, des papilles en forme de feuille situées dans des plis parallèles le long des bords et vers l'arrière de la langue, comme on le voit sur la micrographie. Les papilles foliées contiennent environ 1 300 papilles gustatives dans leurs replis. Enfin, il existe des papilles circonvallées, qui sont des papilles en forme de paroi en forme de « V » inversé à l'arrière de la langue. Chacune de ces papilles est entourée d'un sillon et contient environ 250 papilles gustatives.

Les cellules gustatives de chaque papille gustative sont remplacées tous les 10 à 14 jours. Ce sont des cellules allongées avec des processus ressemblant à des cheveux appelés microvillosités aux extrémités qui s'étendent dans les pores des papilles gustatives (illustrées à la figure (PageIndex{4})). Les molécules alimentaires (arômes) sont dissoutes dans la salive, et elles se lient aux récepteurs des microvillosités et les stimulent. Les récepteurs des saveurs sont situés à travers la partie externe et l'avant de la langue, à l'extérieur de la zone médiane où les papilles filiformes sont les plus proéminentes.

Chez l'homme, il existe cinq goûts primaires, et chaque goût n'a qu'un seul type de récepteur correspondant. Ainsi, comme l'olfaction, chaque récepteur est spécifique de son stimulus (goûtant). La transduction des cinq goûts se fait par différents mécanismes qui reflètent la composition moléculaire du goût. Un goût salé (contenant du NaCl) fournit les ions sodium (Na+) qui pénètrent dans les neurones du goût et les excitent directement. Les goûts aigres sont des acides et appartiennent à la famille des protéines thermoréceptrices. La liaison d'un acide ou d'une autre molécule au goût aigre déclenche un changement dans le canal ionique et ceux-ci augmentent l'ion hydrogène (H+) concentrations dans les neurones du goût, les dépolarisant ainsi. Les saveurs sucrées, amères et umami nécessitent un récepteur couplé aux protéines G. Ces goûts se lient à leurs récepteurs respectifs, excitant ainsi les neurones spécialisés qui leur sont associés.

Les capacités de dégustation et le sens de l'odorat changent avec l'âge. Chez l'homme, les sens diminuent considérablement vers l'âge de 50 ans et continuent de décliner. Un enfant peut trouver un aliment trop épicé, tandis qu'une personne âgée peut trouver le même aliment fade et peu appétissant.

Lien vers l'apprentissage

Regardez cette animation qui montre comment fonctionne le sens du goût.

Odeur et goût dans le cerveau

Les neurones olfactifs se projettent de l'épithélium olfactif au bulbe olfactif sous forme d'axones minces et non myélinisés. Le bulbe olfactif est composé d'amas neuronaux appelés glomérules, et chaque glomérule reçoit des signaux d'un type de récepteur olfactif, de sorte que chaque glomérule est spécifique à un odorant. Depuis les glomérules, les signaux olfactifs voyagent directement vers le cortex olfactif puis vers le cortex frontal et le thalamus. Rappelons qu'il s'agit d'un chemin différent de la plupart des autres informations sensorielles, qui sont envoyées directement au thalamus avant de se retrouver dans le cortex. Les signaux olfactifs voyagent également directement vers l'amygdale, atteignant ensuite l'hypothalamus, le thalamus et le cortex frontal. La dernière structure vers laquelle les signaux olfactifs voyagent directement est un centre cortical dans la structure du lobe temporal important dans les mémoires spatiales, autobiographiques, déclaratives et épisodiques. L'olfaction est finalement traitée par des zones du cerveau qui traitent de la mémoire, des émotions, de la reproduction et de la pensée.

Les neurones du goût se projettent des cellules gustatives de la langue, de l'œsophage et du palais vers la moelle, dans le tronc cérébral. De la moelle, les signaux gustatifs se rendent au thalamus puis au cortex gustatif primaire. Les informations provenant de différentes régions de la langue sont séparées dans la moelle, le thalamus et le cortex.

Sommaire

Il existe cinq goûts principaux chez l'homme : le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Chaque goût a son propre type de récepteur qui ne répond qu'à ce goût. Les goûts pénètrent dans le corps et sont dissous dans la salive. Les cellules gustatives sont situées dans les papilles gustatives, qui se trouvent sur trois des quatre types de papilles dans la bouche.

En ce qui concerne l'olfaction, il existe plusieurs milliers d'odorants, mais les humains n'en détectent qu'environ 10 000. Comme les récepteurs gustatifs, les récepteurs olfactifs ne répondent chacun qu'à un seul odorant. Les odorants se dissolvent dans la muqueuse nasale, où ils excitent leurs cellules sensorielles olfactives correspondantes. Lorsque ces cellules détectent un odorant, elles envoient leurs signaux au bulbe olfactif principal, puis à d'autres endroits du cerveau, y compris le cortex olfactif.

Glossaire

neurone bipolaire
neurone avec deux processus du corps cellulaire, généralement dans des directions opposées
glomérule
dans le bulbe olfactif, l'un des deux clusters neuronaux qui reçoit les signaux d'un type de récepteur olfactif
gustation
sens du goût
odorant
molécule aéroportée qui stimule un récepteur olfactif
olfactif
odorat
bulbe olfactif
structure neuronale dans le cerveau des vertébrés qui reçoit des signaux des récepteurs olfactifs
épithélium olfactif
tissu spécialisé dans la cavité nasale où se trouvent les récepteurs olfactifs
récepteur olfactif
dendrite d'un neurone spécialisé
papille
l'une des petites projections en forme de bosse de la langue
phéromone
substance libérée par un animal qui peut affecter la physiologie ou le comportement d'autres animaux
savoureux
molécule alimentaire qui stimule les récepteurs gustatifs
papille gustative
amas de cellules gustatives
umami
l'un des cinq goûts de base, qui est décrit comme « salé » et qui peut être en grande partie le goût du L-glutamate

36.3 : Goût et Odeur - Biologie

Le goût, aussi appelé gustation, et l'odorat, aussi appelé olfactif, sont les sens les plus interconnectés en ce sens qu'ils impliquent tous deux des molécules du stimulus entrant dans le corps et se liant aux récepteurs. L'odorat permet à un animal de détecter la présence de nourriture ou d'autres animaux (qu'il s'agisse de partenaires potentiels, de prédateurs ou de proies) ou d'autres produits chimiques dans l'environnement qui peuvent avoir un impact sur leur survie. De même, le sens du goût permet aux animaux de faire la distinction entre les types d'aliments. Alors que la valeur d'un sens de l'odorat est évidente, quelle est la valeur d'un sens du goût ? Différents aliments au goût ont des attributs différents, à la fois utiles et nocifs. Par exemple, les substances au goût sucré ont tendance à être très caloriques, ce qui pourrait être nécessaire à la survie en période de soudure. L'amertume est associée à la toxicité et l'aigreur est associée à la nourriture avariée. Les aliments salés sont précieux pour maintenir l'homéostasie en aidant le corps à retenir l'eau et en fournissant les ions nécessaires au fonctionnement des cellules.


Goûts et odeurs

Les stimuli gustatifs et olfactifs sont des molécules prélevées dans l'environnement. Les principaux goûts détectés par les humains sont le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Les quatre premiers goûts nécessitent peu d'explications. L'identification de l'umami en tant que goût fondamental s'est produite assez récemment et mdashit a été identifié en 1908 par le scientifique japonais Kikunae Ikeda alors qu'il travaillait avec du bouillon d'algues, mais il n'a été largement accepté comme goût pouvant être distingué physiologiquement que de nombreuses années plus tard. Le goût de l'umami, également connu sous le nom de saveur, est attribuable au goût de l'acide aminé L-glutamate. En fait, le glutamate monosodique, ou MSG, est souvent utilisé en cuisine pour rehausser le goût savoureux de certains aliments. Quelle est la valeur adaptative de pouvoir distinguer l'umami ? Les substances salées ont tendance à être riches en protéines.

Toutes les odeurs que nous percevons sont des molécules dans l'air que nous respirons. Si une substance ne libère pas de molécules dans l'air depuis sa surface, elle n'a pas d'odeur. Et si un humain ou un autre animal n'a pas de récepteur qui reconnaît une molécule spécifique, alors cette molécule n'a pas d'odeur. Les humains ont environ 350 sous-types de récepteurs olfactifs qui fonctionnent selon diverses combinaisons pour nous permettre de détecter environ 10 000 odeurs différentes. Comparez cela aux souris, par exemple, qui ont environ 1 300 types de récepteurs olfactifs et, par conséquent, ressentent probablement plus d'odeurs. Les odeurs et les goûts impliquent des molécules qui stimulent des chimiorécepteurs spécifiques. Bien que les humains distinguent généralement le goût comme un sens et l'odorat comme un autre, ils travaillent ensemble pour créer la perception de la saveur. La perception de la saveur d'une personne est réduite si elle a les voies nasales encombrées.


36.3 : Goût et Odeur - Biologie

Le goût, également appelé gustation, et l'odorat, également appelé olfaction, sont les sens les plus interconnectés en ce sens qu'ils impliquent tous deux des molécules du stimulus entrant dans le corps et se liant aux récepteurs. L'odorat permet à un animal de détecter la présence de nourriture ou d'autres animaux (qu'il s'agisse de partenaires potentiels, de prédateurs ou de proies) ou d'autres produits chimiques dans l'environnement qui peuvent avoir un impact sur leur survie. De même, le sens du goût permet aux animaux de faire la distinction entre les types d'aliments. Alors que la valeur d'un sens de l'odorat est évidente, quelle est la valeur d'un sens du goût ? Différents aliments au goût ont des attributs différents, à la fois utiles et nocifs. Par exemple, les substances au goût sucré ont tendance à être très caloriques, ce qui pourrait être nécessaire à la survie en période de soudure. L'amertume est associée à la toxicité et l'aigreur est associée à la nourriture avariée. Les aliments salés sont précieux pour maintenir l'homéostasie en aidant le corps à retenir l'eau et en fournissant les ions nécessaires au fonctionnement des cellules.

Goûts et odeurs

Les stimuli gustatifs et olfactifs sont des molécules prélevées dans l'environnement. Les principaux goûts détectés par les humains sont le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Les quatre premiers goûts nécessitent peu d'explications. L'identification de l'umami en tant que goût fondamental s'est produite assez récemment. Le goût de l'umami, également connu sous le nom de saveur, est attribuable au goût de l'acide aminé L-glutamate. En fait, le glutamate monosodique, ou MSG, est souvent utilisé en cuisine pour rehausser le goût savoureux de certains aliments. Quelle est la valeur adaptative de pouvoir distinguer l'umami ? Les substances salées ont tendance à être riches en protéines.

Toutes les odeurs que nous percevons sont des molécules dans l'air que nous respirons. Si une substance ne libère pas de molécules dans l'air depuis sa surface, elle n'a pas d'odeur. Et si un humain ou un autre animal n'a pas de récepteur qui reconnaît une molécule spécifique, alors cette molécule n'a pas d'odeur. Les humains ont environ 350 sous-types de récepteurs olfactifs qui fonctionnent selon diverses combinaisons pour nous permettre de détecter environ 10 000 odeurs différentes. Comparez cela aux souris, par exemple, qui ont environ 1 300 types de récepteurs olfactifs et, par conséquent, ressentent probablement plus d'odeurs. Les odeurs et les goûts impliquent des molécules qui stimulent des chimiorécepteurs spécifiques. Bien que les humains distinguent généralement le goût comme un sens et l'odorat comme un autre, ils travaillent ensemble pour créer la perception de la saveur. La perception de la saveur d'une personne est réduite si elle a des voies nasales encombrées.

Réception et transduction

Les odorants (molécules odorantes) pénètrent dans le nez et se dissolvent dans l'épithélium olfactif, la muqueuse située à l'arrière de la cavité nasale (comme illustré à la figure 1). L'épithélium olfactif est une collection de récepteurs olfactifs spécialisés à l'arrière de la cavité nasale qui s'étend sur une surface d'environ 5 cm 2 chez l'homme. Rappelons que les cellules sensorielles sont des neurones. Un récepteur olfactif, qui est une dendrite d'un neurone spécialisé, répond lorsqu'il se lie à certaines molécules inhalées de l'environnement en envoyant des impulsions directement au bulbe olfactif du cerveau. Les humains ont environ 12 millions de récepteurs olfactifs, répartis entre des centaines de types de récepteurs différents qui répondent à différentes odeurs. Douze millions semblent être un grand nombre de récepteurs, mais comparez cela à d'autres animaux : les lapins en ont environ 100 millions, la plupart des chiens en ont environ 1 milliard et les limiers (chiens sélectionnés pour leur odorat) en ont environ 4 milliards. La taille globale de l'épithélium olfactif diffère également entre les espèces, celle des limiers, par exemple, étant plusieurs fois plus grande que celle des humains.

Les neurones olfactifs sont des neurones bipolaires (neurones avec deux processus du corps cellulaire). Chaque neurone a une seule dendrite enfouie dans l'épithélium olfactif, et s'étendant de cette dendrite se trouvent 5 à 20 cils en forme de cheveux chargés de récepteurs qui piègent les molécules odorantes. Les récepteurs sensoriels sur les cils sont des protéines, et ce sont les variations de leurs chaînes d'acides aminés qui rendent les récepteurs sensibles aux différentes substances odorantes. Chaque neurone sensoriel olfactif n'a qu'un seul type de récepteur sur ses cils, et les récepteurs sont spécialisés pour détecter des odorants spécifiques, de sorte que les neurones bipolaires eux-mêmes sont spécialisés. Lorsqu'un odorant se lie à un récepteur qui le reconnaît, le neurone sensoriel associé au récepteur est stimulé. La stimulation olfactive est la seule information sensorielle qui atteint directement le cortex cérébral, alors que d'autres sensations sont relayées par le thalamus.

Figure 1. Dans le système olfactif humain, (a) les neurones olfactifs bipolaires s'étendent de (b) l'épithélium olfactif, où se trouvent les récepteurs olfactifs, jusqu'au bulbe olfactif. (crédit : modification du travail de Patrick J. Lynch, illustrateur médical C. Carl Jaffe, MD, cardiologue)

Goût

La détection d'un goût (gustation) est assez similaire à la détection d'une odeur (olfaction), étant donné que le goût et l'odorat reposent sur des récepteurs chimiques stimulés par certaines molécules. Le premier organe du goût est la papille gustative. Une papille gustative est un groupe de récepteurs gustatifs (cellules gustatives) situés dans les bosses de la langue appelées papilles (singulier : papille) (illustrées à la figure 4). Il existe plusieurs papilles structurellement distinctes. Les papilles filiformes, situées en travers de la langue, sont tactiles, procurant une friction qui aide la langue à déplacer les substances et ne contiennent aucune cellule gustative. En revanche, les papilles fongiformes, situées principalement sur les deux tiers antérieurs de la langue, contiennent chacune une à huit papilles gustatives et possèdent également des récepteurs de pression et de température. Les grandes papilles circonvallées contiennent jusqu'à 100 papilles gustatives et forment un V près du bord postérieur de la langue.

Figure 3. (a) Les papilles foliées, circumvallées et fongiformes sont situées sur différentes régions de la langue. (b) Les papilles foliées sont des protubérances proéminentes sur cette micrographie optique. (crédit a : modification du travail par les données de la barre d'échelle NCI de Matt Russell)

En plus de ces deux types de papilles chimiquement et mécaniquement sensibles, il existe des papilles foliées, des papilles en forme de feuille situées dans des plis parallèles le long des bords et vers l'arrière de la langue, comme le montre la micrographie de la figure 3. Les papilles foliées contiennent environ 1 300 papilles gustatives dans leurs replis. Enfin, il existe des papilles circonvallées, qui sont des papilles en forme de paroi en forme de « V » inversé à l'arrière de la langue. Chacune de ces papilles est entourée d'un sillon et contient environ 250 papilles gustatives.

Les cellules gustatives de chaque papille gustative sont remplacées tous les 10 à 14 jours. Ce sont des cellules allongées avec des processus ressemblant à des cheveux appelés microvillosités aux extrémités qui s'étendent dans les pores des papilles gustatives (illustrées à la figure 4). Les molécules alimentaires (arômes) sont dissoutes dans la salive, et elles se lient aux récepteurs des microvillosités et les stimulent. Les récepteurs des saveurs sont situés à travers la partie externe et l'avant de la langue, à l'extérieur de la zone médiane où les papilles filiformes sont les plus proéminentes.

Figure 4. Les pores de la langue permettent aux goûteurs d'entrer dans les pores du goût de la langue. (crédit : modification d'œuvre de Vincenzo Rizzo)

Chez l'homme, il existe cinq goûts primaires, et chaque goût n'a qu'un seul type de récepteur correspondant. Ainsi, comme l'olfaction, chaque récepteur est spécifique de son stimulus (goûtant). La transduction des cinq goûts se fait par différents mécanismes qui reflètent la composition moléculaire du goût. Un goût salé (contenant du NaCl) fournit les ions sodium (Na + ) qui pénètrent dans les neurones du goût et les excitent directement. Les goûts aigres sont des acides et appartiennent à la famille des protéines thermoréceptrices. La liaison d'un acide ou d'une autre molécule au goût aigre déclenche un changement dans le canal ionique et ceux-ci augmentent les concentrations en ions hydrogène (H + ) dans les neurones du goût, les dépolarisant ainsi. Les saveurs sucrées, amères et umami nécessitent un récepteur couplé aux protéines G. Ces goûts se lient à leurs récepteurs respectifs, excitant ainsi les neurones spécialisés qui leur sont associés.

Les capacités de dégustation et le sens de l'odorat changent avec l'âge. Chez l'homme, les sens diminuent considérablement vers l'âge de 50 ans et continuent de décliner. Un enfant peut trouver un aliment trop épicé, tandis qu'une personne âgée peut trouver le même aliment fade et peu appétissant.

Odeur et goût dans le cerveau

Les neurones olfactifs se projettent de l'épithélium olfactif au bulbe olfactif sous forme d'axones minces et non myélinisés. Le bulbe olfactif est composé d'amas neuronaux appelés glomérules, et chaque glomérule reçoit des signaux d'un type de récepteur olfactif, de sorte que chaque glomérule est spécifique à un odorant. Depuis les glomérules, les signaux olfactifs voyagent directement vers le cortex olfactif puis vers le cortex frontal et le thalamus. Rappelons qu'il s'agit d'un chemin différent de la plupart des autres informations sensorielles, qui sont envoyées directement au thalamus avant de se retrouver dans le cortex. Les signaux olfactifs voyagent également directement vers l'amygdale, atteignant ensuite l'hypothalamus, le thalamus et le cortex frontal. La dernière structure vers laquelle les signaux olfactifs voyagent directement est un centre cortical dans la structure du lobe temporal important dans les mémoires spatiales, autobiographiques, déclaratives et épisodiques. L'olfaction est finalement traitée par des zones du cerveau qui traitent de la mémoire, des émotions, de la reproduction et de la pensée.

Les neurones du goût se projettent des cellules gustatives de la langue, de l'œsophage et du palais vers la moelle, dans le tronc cérébral. De la moelle, les signaux gustatifs se rendent au thalamus puis au cortex gustatif primaire. Les informations provenant de différentes régions de la langue sont séparées dans la moelle, le thalamus et le cortex.


Connexion Évolution

L'organe voméronasal (VNO, ou organe de Jacobson) est un organe olfactif tubulaire, rempli de liquide, présent chez de nombreux animaux vertébrés qui se trouve à côté de la cavité nasale. Il est très sensible aux phéromones et est relié à la cavité nasale par un conduit. Lorsque les molécules se dissolvent dans la muqueuse de la cavité nasale, elles pénètrent ensuite dans le VNO où les molécules de phéromone parmi elles se lient à des récepteurs de phéromone spécialisés. Lors de l'exposition à des phéromones de leur propre espèce ou d'autres, de nombreux animaux, y compris les chats, peuvent afficher la réponse flehmen (illustrée sur la figure), un recourbement de la lèvre supérieure qui aide les molécules de phéromone à entrer dans le VNO.

Les signaux phéromonaux sont envoyés, non pas au bulbe olfactif principal, mais à une structure neuronale différente qui se projette directement sur l'amygdale (rappelons que l'amygdale est un centre cérébral important dans les réactions émotionnelles, comme la peur). Le signal phéromonal continue ensuite vers les zones de l'hypothalamus qui sont essentielles à la physiologie et au comportement de la reproduction. Alors que certains scientifiques affirment que le VNO est apparemment fonctionnellement vestigial chez l'homme, même s'il existe une structure similaire située à proximité des cavités nasales humaines, d'autres le recherchent comme un système fonctionnel possible qui pourrait, par exemple, contribuer à la synchronisation des cycles menstruels chez les femmes. vivant à proximité immédiate.

La réponse flehmen de ce tigre entraîne le recourbement de la lèvre supérieure et aide les molécules de phéromone en suspension dans l'air à pénétrer dans l'organe voméronasal. (crédit : modification de l'oeuvre par "chadh"/Flickr)


Goûts et odeurs

Les stimuli gustatifs et olfactifs sont des molécules prélevées dans l'environnement. Les principaux goûts détectés par les humains sont le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Les quatre premiers goûts nécessitent peu d'explications. L'identification de umami car un goût fondamental est apparu assez récemment - il a été identifié en 1908 par le scientifique japonais Kikunae Ikeda alors qu'il travaillait avec du bouillon d'algues, mais il n'a été largement accepté comme goût pouvant être distingué physiologiquement que de nombreuses années plus tard. Le goût de l'umami, également connu sous le nom de saveur, est attribuable au goût de l'acide aminé L-glutamate. En fait, le glutamate monosodique, ou MSG, est souvent utilisé en cuisine pour rehausser le goût savoureux de certains aliments. Quelle est la valeur adaptative de pouvoir distinguer l'umami ? Les substances salées ont tendance à être riches en protéines.

Toutes les odeurs que nous percevons sont des molécules dans l'air que nous respirons. Si une substance ne libère pas de molécules dans l'air depuis sa surface, elle n'a pas d'odeur. Et si un humain ou un autre animal n'a pas de récepteur qui reconnaît une molécule spécifique, alors cette molécule n'a pas d'odeur. Les humains ont environ 350 sous-types de récepteurs olfactifs qui fonctionnent selon diverses combinaisons pour nous permettre de détecter environ 10 000 odeurs différentes. Comparez cela aux souris, par exemple, qui ont environ 1 300 types de récepteurs olfactifs et, par conséquent, ressentent probablement plus d'odeurs. Les odeurs et les goûts impliquent des molécules qui stimulent des chimiorécepteurs spécifiques. Bien que les humains distinguent généralement le goût comme un sens et l'odorat comme un autre, ils travaillent ensemble pour créer la perception de la saveur. La perception de la saveur d'une personne est réduite si elle a des voies nasales encombrées.

Réception et transduction

Odorants (molécules odorantes) pénètrent dans le nez et se dissolvent dans l'épithélium olfactif, la muqueuse à l'arrière de la cavité nasale (comme illustré à la figure 17.8). Les épithélium olfactif est une collection de récepteurs olfactifs spécialisés à l'arrière de la cavité nasale qui s'étend sur une surface d'environ 5 cm 2 chez l'homme. Rappelons que les cellules sensorielles sont des neurones. Un récepteur olfactif, qui est une dendrite d'un neurone spécialisé, réagit lorsqu'il se lie à certaines molécules inhalées de l'environnement en envoyant des impulsions directement au bulbe olfactif du cerveau. Les humains ont environ 12 millions de récepteurs olfactifs, répartis entre des centaines de types de récepteurs différents qui répondent à différentes odeurs. Douze millions semblent être un grand nombre de récepteurs, mais comparez cela à d'autres animaux : les lapins en ont environ 100 millions, la plupart des chiens en ont environ 1 milliard et les limiers (chiens sélectionnés pour leur odorat) en ont environ 4 milliards. La taille globale de l'épithélium olfactif diffère également entre les espèces, celle des limiers, par exemple, étant plusieurs fois plus grande que celle des humains.

Les neurones olfactifs sont neurones bipolaires (neurones avec deux processus du corps cellulaire). Chaque neurone a une seule dendrite enfouie dans l'épithélium olfactif, et s'étendant de cette dendrite se trouvent 5 à 20 cils en forme de cheveux chargés de récepteurs qui piègent les molécules odorantes. Les récepteurs sensoriels sur les cils sont des protéines, et ce sont les variations de leurs chaînes d'acides aminés qui rendent les récepteurs sensibles aux différentes substances odorantes. Chaque neurone sensoriel olfactif n'a qu'un seul type de récepteur sur ses cils, et les récepteurs sont spécialisés pour détecter des odorants spécifiques, de sorte que les neurones bipolaires eux-mêmes sont spécialisés. Lorsqu'un odorant se lie à un récepteur qui le reconnaît, le neurone sensoriel associé au récepteur est stimulé. La stimulation olfactive est la seule information sensorielle qui atteint directement le cortex cérébral, alors que d'autres sensations sont relayées par le thalamus.

Graphique 17.8. Dans le système olfactif humain, (a) les neurones olfactifs bipolaires s'étendent de (b) l'épithélium olfactif, où se trouvent les récepteurs olfactifs, jusqu'au bulbe olfactif. (crédit : modification du travail de Patrick J. Lynch, illustrateur médical C. Carl Jaffe, MD, cardiologue)


Biologie humaine du goût

Le goût ou la gustation est l'un des 5 sens traditionnels comprenant l'ouïe, la vue, le toucher et l'odorat. Le sens du goût a été classiquement limité aux 5 qualités gustatives de base : sucré, salé, acide, amer et umami ou salé. Les progrès du projet du génome humain et d'autres ont permis l'identification et la détermination de nombreux gènes et mécanismes moléculaires impliqués dans la biologie du goût. Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) omniprésents constituent les récepteurs sucré, umami et amer. Bien que moins clairs chez l'homme, on pense que les canaux ioniques potentiels des récepteurs transitoires médient le goût salé et acide, mais d'autres cibles ont été identifiées. De plus, les récepteurs du goût ont été localisés dans tout le corps et semblent être impliqués dans de nombreux processus de régulation. Une interaction émergente est révélée entre la détection chimique à la périphérie, le traitement cortical, la performance et la physiologie et probablement la physiopathologie de maladies telles que le diabète.

Les figures

Anatomie de la langue humaine des papilles…

Anatomie de la langue humaine des papilles et des papilles gustatives. Papilles circumvallées, fongiformes et foliées…

Types de cellules des papilles gustatives. Taper…

Types de cellules des papilles gustatives. Les cellules des papilles gustatives de type 1 ressemblent à des cellules gliales et sont…

Communication entre le type 2 et…

Communication entre les cellules réceptrices du goût de type 2 et de type 3. Cellules de type 2…

Mécanismes des récepteurs du goût pour le…

Mécanismes récepteurs du goût pour les 5 goûts de base. A) Les édulcorants et les sucres stimulent…


27.3 Goût et odeur

Dans cette section, vous explorerez les questions suivantes :

  • En quoi les stimuli olfactifs et gustatifs diffèrent-ils des autres stimuli sensoriels ?
  • Quels sont les cinq goûts primaires qui peuvent être distingués par les humains ?
  • En termes anatomiques, pourquoi l'odorat d'un chien est-il plus aigu que celui d'un humain ?

Le goût, aussi appelé gustation, et l'odorat, aussi appelé olfactif, sont les sens les plus interconnectés en ce sens qu'ils impliquent tous deux des molécules du stimulus entrant dans le corps et se liant aux récepteurs. L'odorat permet à un animal de détecter la présence de nourriture ou d'autres animaux (qu'il s'agisse de partenaires potentiels, de prédateurs ou de proies) ou d'autres produits chimiques dans l'environnement qui peuvent avoir un impact sur leur survie. De même, le sens du goût permet aux animaux de faire la distinction entre les types d'aliments. Alors que la valeur d'un sens de l'odorat est évidente, quelle est la valeur d'un sens du goût ? Différents aliments au goût ont des attributs différents, à la fois utiles et nocifs. Par exemple, les substances au goût sucré ont tendance à être très caloriques, ce qui pourrait être nécessaire à la survie en période de soudure. L'amertume est associée à la toxicité et l'aigreur est associée à la nourriture avariée. Les aliments salés sont précieux pour maintenir l'homéostasie en aidant le corps à retenir l'eau et en fournissant les ions nécessaires au fonctionnement des cellules.

Goûts et odeurs

Les stimuli gustatifs et olfactifs sont des molécules prélevées dans l'environnement. Les principaux goûts détectés par les humains sont le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Les quatre premiers goûts nécessitent peu d'explications. L'identification de umami car un goût fondamental est apparu assez récemment - il a été identifié en 1908 par le scientifique japonais Kikunae Ikeda alors qu'il travaillait avec du bouillon d'algues, mais il n'a été largement accepté comme goût pouvant être distingué physiologiquement que de nombreuses années plus tard. Le goût de l'umami, également connu sous le nom de saveur, est attribuable au goût de l'acide aminé L-glutamate. En fait, le glutamate monosodique, ou MSG, est souvent utilisé en cuisine pour rehausser le goût savoureux de certains aliments. Quelle est la valeur adaptative de pouvoir distinguer l'umami ? Les substances salées ont tendance à être riches en protéines.

Toutes les odeurs que nous percevons sont des molécules dans l'air que nous respirons. Si une substance ne libère pas de molécules dans l'air depuis sa surface, elle n'a pas d'odeur. Et si un humain ou un autre animal n'a pas de récepteur qui reconnaît une molécule spécifique, alors cette molécule n'a pas d'odeur. Les humains ont environ 350 sous-types de récepteurs olfactifs qui fonctionnent selon diverses combinaisons pour nous permettre de détecter environ 10 000 odeurs différentes. Comparez cela aux souris, par exemple, qui ont environ 1 300 types de récepteurs olfactifs et, par conséquent, ressentent probablement plus d'odeurs. Les odeurs et les goûts impliquent des molécules qui stimulent des chimiorécepteurs spécifiques. Bien que les humains distinguent généralement le goût comme un sens et l'odorat comme un autre, ils travaillent ensemble pour créer la perception de la saveur. La perception de la saveur d'une personne est réduite si elle a des voies nasales encombrées.

Réception et transduction

Odorants (molécules odorantes) pénètrent dans le nez et se dissolvent dans l'épithélium olfactif, la muqueuse à l'arrière de la cavité nasale (comme illustré dans //cnx.org/contents/ Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour voir :[email protected]/27-3-Taste-and-Smell#fig-ch36_03_01">Figure 27.8). épithélium olfactif est une collection de récepteurs olfactifs spécialisés à l'arrière de la cavité nasale qui s'étend sur une surface d'environ 5 cm 2 chez l'homme. Rappelons que les cellules sensorielles sont des neurones. Un récepteur olfactif, qui est une dendrite d'un neurone spécialisé, réagit lorsqu'il se lie à certaines molécules inhalées de l'environnement en envoyant des impulsions directement au bulbe olfactif du cerveau. Les humains ont environ 12 millions de récepteurs olfactifs, répartis entre des centaines de types de récepteurs différents qui répondent à différentes odeurs. Douze millions semblent être un grand nombre de récepteurs, mais comparez cela à d'autres animaux : les lapins en ont environ 100 millions, la plupart des chiens en ont environ 1 milliard et les limiers (chiens sélectionnés pour leur odorat) en ont environ 4 milliards. La taille globale de l'épithélium olfactif diffère également entre les espèces, celle des limiers, par exemple, étant plusieurs fois plus grande que celle des humains.

Les neurones olfactifs sont neurones bipolaires (neurones avec deux processus du corps cellulaire). Chaque neurone a une seule dendrite enfouie dans l'épithélium olfactif, et s'étendant de cette dendrite se trouvent 5 à 20 cils en forme de cheveux chargés de récepteurs qui piègent les molécules odorantes. Les récepteurs sensoriels sur les cils sont des protéines, et ce sont les variations de leurs chaînes d'acides aminés qui rendent les récepteurs sensibles aux différentes substances odorantes. Chaque neurone sensoriel olfactif n'a qu'un seul type de récepteur sur ses cils, et les récepteurs sont spécialisés pour détecter des odorants spécifiques, de sorte que les neurones bipolaires eux-mêmes sont spécialisés. Lorsqu'un odorant se lie à un récepteur qui le reconnaît, le neurone sensoriel associé au récepteur est stimulé. La stimulation olfactive est la seule information sensorielle qui atteint directement le cortex cérébral, alors que d'autres sensations sont relayées par le thalamus.

CONNEXION ÉVOLUTION

Phéromones

UNE phéromone est un produit chimique libéré par un animal qui affecte le comportement ou la physiologie des animaux de la même espèce. Les signaux phéromonaux peuvent avoir des effets profonds sur les animaux qui les inhalent, mais les phéromones ne sont apparemment pas perçues consciemment de la même manière que les autres odeurs. Il existe plusieurs types de phéromones, qui sont libérées dans l'urine ou sous forme de sécrétions glandulaires. Certaines phéromones attirent les partenaires potentiels, d'autres repoussent les concurrents potentiels du même sexe et d'autres encore jouent un rôle dans l'attachement mère-enfant. Certaines phéromones peuvent également influencer le moment de la puberté, modifier les cycles de reproduction et même empêcher l'implantation embryonnaire. Alors que les rôles des phéromones dans de nombreuses espèces non humaines sont importants, les phéromones sont devenues moins importantes dans le comportement humain au cours de l'évolution par rapport à leur importance pour les organismes aux répertoires comportementaux plus limités.

L'organe voméronasal (VNO, ou organe de Jacobson) est un organe olfactif tubulaire, rempli de liquide, présent chez de nombreux animaux vertébrés qui se trouve à côté de la cavité nasale. Il est très sensible aux phéromones et est relié à la cavité nasale par un conduit. Lorsque les molécules se dissolvent dans la muqueuse de la cavité nasale, elles pénètrent ensuite dans le VNO où les molécules de phéromone parmi elles se lient à des récepteurs de phéromone spécialisés. Lors de l'exposition à des phéromones de leur propre espèce ou d'autres, de nombreux animaux, y compris les chats, peuvent afficher la réponse flehmen (affichée dans //cnx.org/contents/ Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser. :[email protected]/27-3-Taste-and-Smell#fig-ch36_03_02">Figure 27.9), un recourbement de la lèvre supérieure qui aide les molécules de phéromone à entrer dans le VNO.

Les signaux phéromonaux sont envoyés, non pas au bulbe olfactif principal, mais à une structure neuronale différente qui se projette directement sur l'amygdale (rappelons que l'amygdale est un centre cérébral important dans les réactions émotionnelles, comme la peur). Le signal phéromonal continue ensuite vers les zones de l'hypothalamus qui sont essentielles à la physiologie et au comportement de la reproduction. Alors que certains scientifiques affirment que le VNO est apparemment fonctionnellement vestigial chez l'homme, même s'il existe une structure similaire située à proximité des cavités nasales humaines, d'autres le recherchent comme un système fonctionnel possible qui pourrait, par exemple, contribuer à la synchronisation des cycles menstruels chez les femmes. vivant à proximité immédiate.

  1. Les phéromones sécrétées par une femelle se dissolvent et pénètrent dans l'organe voméronasal. Les molécules dissoutes se lient aux récepteurs, qui envoient un signal à l'hypothalamus, qui à son tour envoie le signal à l'amygdale.
  2. Les phéromones sécrétées par une femelle se dissolvent et pénètrent dans l'organe voméronasal. Les molécules dissoutes se lient aux récepteurs, qui envoient un signal à l'amygdale, qui à son tour envoie le signal à l'hypothalamus.
  3. Les phéromones sécrétées par une femelle se dissolvent et pénètrent dans l'amygdale. Les molécules dissoutes se lient à des récepteurs, qui envoient un signal à l'organe voméronasal, qui à son tour envoie le signal à l'hypothalamus.
  4. Les phéromones sécrétées par une femelle se dissolvent et pénètrent dans l'amygdale. Les molécules dissoutes se lient à des récepteurs, qui envoient un signal à l'hypothalamus, qui à son tour envoie le signal à l'organe voméronasal.

Goût

La détection d'un goût (gustation) est assez similaire à la détection d'une odeur (olfaction), étant donné que le goût et l'odorat reposent sur des récepteurs chimiques stimulés par certaines molécules. Le premier organe du goût est la papille gustative. UNE papille gustative est un groupe de récepteurs gustatifs (cellules gustatives) qui sont situés dans les bosses sur la langue appelées papilles (singulier : papilla) (illustré dans //cnx.org/contents/ Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour la voir. :[email protected]/27-3-Taste-and-Smell#fig- ch36_03_03">Figure 27.10). Il existe plusieurs papilles structurellement distinctes. Les papilles filiformes, qui sont situées à travers la langue, sont tactiles, fournissant une friction qui aide la langue à déplacer les substances, et ne contiennent pas de cellules gustatives. En revanche, les papilles fongiformes, qui sont situées principalement sur les deux tiers antérieurs de la langue, chacun contient un à huit papilles gustatives et possède également des récepteurs pour la pression et la température.Les grandes papilles circonvallées contiennent jusqu'à 100 papilles gustatives et forment un V près du bord postérieur de la langue.

En plus de ces deux types de papilles chimiquement et mécaniquement sensibles, il y a des papilles foliées - des papilles en forme de feuille situées dans des plis parallèles le long des bords et vers l'arrière de la langue, comme on le voit dans //cnx.org/contents/ Cette adresse e-mail est protégé contre les spambots. Vous devez activer Javascript pour le voir. :[email protected]/27-3-Taste-and-Smell#fig-ch36_03_03">Figure 27.10 micrographie. Les papilles foliées contiennent environ 1 300 papilles gustatives dans leurs plis. d'un « V » inversé à l'arrière de la langue. Chacune de ces papilles est entourée d'un sillon et contient environ 250 papilles gustatives.

Les cellules gustatives de chaque papille gustative sont remplacées tous les 10 à 14 jours. Ce sont des cellules allongées avec des processus ressemblant à des cheveux appelés microvillosités aux extrémités qui s'étendent dans les pores des papilles gustatives (illustrées dans //cnx.org/contents/ Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour la voir. : [email protected]/27-3-Taste-and-Smell#fig-ch36_03_04">Figure 27.11). Molécules alimentaires (saveurs) sont dissous dans la salive, et ils se lient et stimulent les récepteurs sur les microvillosités. Les récepteurs des saveurs sont situés à travers la partie externe et l'avant de la langue, à l'extérieur de la zone médiane où les papilles filiformes sont les plus proéminentes.

Chez l'homme, il existe cinq goûts primaires, et chaque goût n'a qu'un seul type de récepteur correspondant. Ainsi, comme l'olfaction, chaque récepteur est spécifique de son stimulus (goûtant). La transduction des cinq goûts se fait par différents mécanismes qui reflètent la composition moléculaire du goût. Un goût salé (contenant du NaCl) fournit les ions sodium (Na + ) qui pénètrent dans les neurones du goût et les excitent directement. Les goûts aigres sont des acides et appartiennent à la famille des protéines thermoréceptrices. La liaison d'un acide ou d'une autre molécule au goût aigre déclenche un changement dans le canal ionique et ceux-ci augmentent les concentrations en ions hydrogène (H + ) dans les neurones du goût, les dépolarisant ainsi. Les saveurs sucrées, amères et umami nécessitent un récepteur couplé aux protéines G. Ces goûts se lient à leurs récepteurs respectifs, excitant ainsi les neurones spécialisés qui leur sont associés.

Les capacités de dégustation et le sens de l'odorat changent avec l'âge. Chez l'homme, les sens diminuent considérablement vers l'âge de 50 ans et continuent de décliner. Un enfant peut trouver un aliment trop épicé, tandis qu'une personne âgée peut trouver le même aliment fade et peu appétissant.

LIEN VERS L'APPRENTISSAGE

Regardez cette animation qui montre comment fonctionne le sens du goût.

  1. Les papilles gustatives sont couvertes de papilles.
  2. La salive contient des cellules réceptrices du goût.
  3. Les papilles stimulent les terminaisons capillaires des papilles gustatives.
  4. Les terminaisons capillaires des papilles gustatives génèrent des impulsions nerveuses vers le cerveau.

Odeur et goût dans le cerveau

Les neurones olfactifs se projettent de l'épithélium olfactif au bulbe olfactif sous forme d'axones minces et non myélinisés. Les bulbe olfactif est composé d'amas de neurones appelés glomérules, et chaque glomérule reçoit des signaux d'un type de récepteur olfactif, de sorte que chaque glomérule est spécifique à un odorant. Depuis les glomérules, les signaux olfactifs voyagent directement vers le cortex olfactif puis vers le cortex frontal et le thalamus. Rappelons qu'il s'agit d'un chemin différent de la plupart des autres informations sensorielles, qui sont envoyées directement au thalamus avant de se retrouver dans le cortex. Les signaux olfactifs voyagent également directement vers l'amygdale, atteignant ensuite l'hypothalamus, le thalamus et le cortex frontal. La dernière structure vers laquelle les signaux olfactifs voyagent directement est un centre cortical dans la structure du lobe temporal important dans les mémoires spatiales, autobiographiques, déclaratives et épisodiques. L'olfaction est finalement traitée par des zones du cerveau qui traitent de la mémoire, des émotions, de la reproduction et de la pensée.

Les neurones du goût se projettent des cellules gustatives de la langue, de l'œsophage et du palais vers la moelle, dans le tronc cérébral. De la moelle, les signaux gustatifs se rendent au thalamus puis au cortex gustatif primaire. Les informations provenant de différentes régions de la langue sont séparées dans la moelle, le thalamus et le cortex.

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Ce texte est basé sur Openstax Biology for AP Courses, Senior Contributing Authors Julianne Zedalis, The Bishop's School in La Jolla, CA, John Eggebrecht, Cornell University Contributing Authors Yael Avissar, Rhode Island College, Jung Choi, Georgia Institute of Technology, Jean DeSaix , Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, Vladimir Jurukovski, Suffolk County Community College, Connie Rye, East Mississippi Community College, Robert Wise, Université du Wisconsin, Oshkosh

Ce travail est sous licence Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License, sans restrictions supplémentaires


Goûter et sentir

Le goût, aussi appelé gustation, et l'odorat, aussi appelé olfactif, sont les sens les plus interconnectés en ce sens qu'ils impliquent tous deux des molécules du stimulus entrant dans le corps et se liant aux récepteurs. L'odorat permet à un animal de détecter la présence de nourriture ou d'autres animaux (qu'il s'agisse de partenaires potentiels, de prédateurs ou de proies) ou d'autres produits chimiques dans l'environnement qui peuvent avoir un impact sur leur survie. De même, le sens du goût permet aux animaux de faire la distinction entre les types d'aliments. Alors que la valeur d'un sens de l'odorat est évidente, quelle est la valeur d'un sens du goût ? Différents aliments au goût ont des attributs différents, à la fois utiles et nocifs. Par exemple, les substances au goût sucré ont tendance à être très caloriques, ce qui pourrait être nécessaire à la survie en période de soudure. L'amertume est associée à la toxicité et l'aigreur est associée à la nourriture avariée. Les aliments salés sont précieux pour maintenir l'homéostasie en aidant le corps à retenir l'eau et en fournissant les ions nécessaires au fonctionnement des cellules.

Goûts et odeurs

Les stimuli gustatifs et olfactifs sont des molécules prélevées dans l'environnement. Les principaux goûts détectés par les humains sont le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Les quatre premiers goûts nécessitent peu d'explications. L'identification de umami car un goût fondamental est apparu assez récemment - il a été identifié en 1908 par le scientifique japonais Kikunae Ikeda alors qu'il travaillait avec du bouillon d'algues, mais il n'a été largement accepté comme goût pouvant être distingué physiologiquement que de nombreuses années plus tard. Le goût de l'umami, également connu sous le nom de saveur, est attribuable au goût de l'acide aminé L-glutamate. En fait, le glutamate monosodique, ou MSG, est souvent utilisé en cuisine pour rehausser le goût savoureux de certains aliments. Quelle est la valeur adaptative de pouvoir distinguer l'umami ? Les substances salées ont tendance à être riches en protéines.

Toutes les odeurs que nous percevons sont des molécules dans l'air que nous respirons. Si une substance ne libère pas de molécules dans l'air depuis sa surface, elle n'a pas d'odeur. Et si un humain ou un autre animal n'a pas de récepteur qui reconnaît une molécule spécifique, alors cette molécule n'a pas d'odeur. Les humains ont environ 350 sous-types de récepteurs olfactifs qui fonctionnent selon diverses combinaisons pour nous permettre de détecter environ 10 000 odeurs différentes. Comparez cela aux souris, par exemple, qui ont environ 1 300 types de récepteurs olfactifs et, par conséquent, ressentent probablement plus d'odeurs. Les odeurs et les goûts impliquent des molécules qui stimulent des chimiorécepteurs spécifiques. Bien que les humains distinguent généralement le goût comme un sens et l'odorat comme un autre, ils travaillent ensemble pour créer la perception de la saveur. La perception de la saveur d'une personne est réduite si elle a des voies nasales encombrées.

Réception et transduction

Odorants (molécules odorantes) pénètrent dans le nez et se dissolvent dans l'épithélium olfactif, la muqueuse à l'arrière de la cavité nasale (comme illustré dans [link]). Les épithélium olfactif est une collection de récepteurs olfactifs spécialisés à l'arrière de la cavité nasale qui s'étend sur une surface d'environ 5 cm 2 chez l'homme. Rappelons que les cellules sensorielles sont des neurones. Un récepteur olfactif, qui est une dendrite d'un neurone spécialisé, réagit lorsqu'il se lie à certaines molécules inhalées de l'environnement en envoyant des impulsions directement au bulbe olfactif du cerveau. Les humains ont environ 12 millions de récepteurs olfactifs, répartis entre des centaines de types de récepteurs différents qui répondent à différentes odeurs. Douze millions semblent être un grand nombre de récepteurs, mais comparez cela à d'autres animaux : les lapins en ont environ 100 millions, la plupart des chiens en ont environ 1 milliard et les limiers (chiens sélectionnés pour leur odorat) en ont environ 4 milliards. La taille globale de l'épithélium olfactif diffère également entre les espèces, celle des limiers, par exemple, étant plusieurs fois plus grande que celle des humains.

Les neurones olfactifs sont neurones bipolaires (neurones avec deux processus du corps cellulaire). Chaque neurone a une seule dendrite enfouie dans l'épithélium olfactif, et s'étendant de cette dendrite se trouvent 5 à 20 cils en forme de cheveux chargés de récepteurs qui piègent les molécules odorantes. Les récepteurs sensoriels sur les cils sont des protéines, et ce sont les variations de leurs chaînes d'acides aminés qui rendent les récepteurs sensibles aux différentes substances odorantes. Chaque neurone sensoriel olfactif n'a qu'un seul type de récepteur sur ses cils, et les récepteurs sont spécialisés pour détecter des odorants spécifiques, de sorte que les neurones bipolaires eux-mêmes sont spécialisés. Lorsqu'un odorant se lie à un récepteur qui le reconnaît, le neurone sensoriel associé au récepteur est stimulé. La stimulation olfactive est la seule information sensorielle qui atteint directement le cortex cérébral, alors que d'autres sensations sont relayées par le thalamus.

Phéromones A phéromone est un produit chimique libéré par un animal qui affecte le comportement ou la physiologie des animaux de la même espèce. Les signaux phéromonaux peuvent avoir des effets profonds sur les animaux qui les inhalent, mais les phéromones ne sont apparemment pas perçues consciemment de la même manière que les autres odeurs. Il existe plusieurs types de phéromones, qui sont libérées dans l'urine ou sous forme de sécrétions glandulaires. Certaines phéromones attirent les partenaires potentiels, d'autres repoussent les concurrents potentiels du même sexe et d'autres encore jouent un rôle dans l'attachement mère-enfant. Certaines phéromones peuvent également influencer le moment de la puberté, modifier les cycles de reproduction et même empêcher l'implantation embryonnaire. Alors que les rôles des phéromones dans de nombreuses espèces non humaines sont importants, les phéromones sont devenues moins importantes dans le comportement humain au cours de l'évolution par rapport à leur importance pour les organismes aux répertoires comportementaux plus limités.

L'organe voméronasal (VNO, ou organe de Jacobson) est un organe olfactif tubulaire, rempli de liquide, présent chez de nombreux animaux vertébrés qui se trouve à côté de la cavité nasale. Il est très sensible aux phéromones et est relié à la cavité nasale par un conduit. Lorsque les molécules se dissolvent dans la muqueuse de la cavité nasale, elles pénètrent ensuite dans le VNO où les molécules de phéromone parmi elles se lient à des récepteurs de phéromone spécialisés. Lors de l'exposition à des phéromones de leur propre espèce ou d'autres, de nombreux animaux, y compris les chats, peuvent afficher la réponse flehmen (montrée dans [link]), un recourbement de la lèvre supérieure qui aide les molécules de phéromone à entrer dans le VNO.

Les signaux phéromonaux sont envoyés, non pas au bulbe olfactif principal, mais à une structure neuronale différente qui se projette directement sur l'amygdale (rappelons que l'amygdale est un centre cérébral important dans les réactions émotionnelles, comme la peur). Le signal phéromonal continue ensuite vers les zones de l'hypothalamus qui sont essentielles à la physiologie et au comportement de la reproduction. Alors que certains scientifiques affirment que le VNO est apparemment fonctionnellement vestigial chez l'homme, même s'il existe une structure similaire située à proximité des cavités nasales humaines, d'autres le recherchent comme un système fonctionnel possible qui pourrait, par exemple, contribuer à la synchronisation des cycles menstruels chez les femmes. vivant à proximité immédiate.

Goût

La détection d'un goût (gustation) est assez similaire à la détection d'une odeur (olfaction), étant donné que le goût et l'odorat reposent sur des récepteurs chimiques stimulés par certaines molécules. Le premier organe du goût est la papille gustative. UNE papille gustative est un groupe de récepteurs gustatifs (cellules gustatives) qui sont situés dans les bosses sur la langue appelées papilles (singulier : papille) (illustré dans [link]). Il existe plusieurs papilles structurellement distinctes. Les papilles filiformes, situées en travers de la langue, sont tactiles, procurant une friction qui aide la langue à déplacer les substances et ne contiennent aucune cellule gustative. En revanche, les papilles fongiformes, situées principalement sur les deux tiers antérieurs de la langue, contiennent chacune une à huit papilles gustatives et possèdent également des récepteurs de pression et de température. Les grandes papilles circonvallées contiennent jusqu'à 100 papilles gustatives et forment un V près du bord postérieur de la langue.

En plus de ces deux types de papilles chimiquement et mécaniquement sensibles, il y a des papilles foliées - des papilles en forme de feuille situées dans des plis parallèles le long des bords et vers l'arrière de la langue, comme on le voit sur la micrographie [lien]. Les papilles foliées contiennent environ 1 300 papilles gustatives dans leurs replis. Enfin, il existe des papilles circonvallées, qui sont des papilles en forme de paroi en forme de « V » inversé à l'arrière de la langue. Chacune de ces papilles est entourée d'un sillon et contient environ 250 papilles gustatives.

Les cellules gustatives de chaque papille gustative sont remplacées tous les 10 à 14 jours. Ce sont des cellules allongées avec des processus ressemblant à des cheveux appelés microvillosités aux extrémités qui s'étendent dans les pores des papilles gustatives (illustré dans [link]). Molécules alimentaires (saveurs) sont dissous dans la salive, et ils se lient et stimulent les récepteurs sur les microvillosités. Les récepteurs des saveurs sont situés à travers la partie externe et l'avant de la langue, à l'extérieur de la zone médiane où les papilles filiformes sont les plus proéminentes.

Chez l'homme, il existe cinq goûts primaires, et chaque goût n'a qu'un seul type de récepteur correspondant. Ainsi, comme l'olfaction, chaque récepteur est spécifique de son stimulus (goûtant). La transduction des cinq goûts se fait par différents mécanismes qui reflètent la composition moléculaire du goût. Un goût salé (contenant du NaCl) fournit les ions sodium (Na + ) qui pénètrent dans les neurones du goût et les excitent directement. Les goûts aigres sont des acides et appartiennent à la famille des protéines thermoréceptrices. La liaison d'un acide ou d'une autre molécule au goût aigre déclenche un changement dans le canal ionique et ceux-ci augmentent les concentrations en ions hydrogène (H + ) dans les neurones du goût, les dépolarisant ainsi. Les saveurs sucrées, amères et umami nécessitent un récepteur couplé aux protéines G. Ces goûts se lient à leurs récepteurs respectifs, excitant ainsi les neurones spécialisés qui leur sont associés.

Les capacités de dégustation et le sens de l'odorat changent avec l'âge. Chez l'homme, les sens diminuent considérablement vers l'âge de 50 ans et continuent de décliner. Un enfant peut trouver un aliment trop épicé, tandis qu'une personne âgée peut trouver le même aliment fade et peu appétissant.

Regardez cette animation qui montre comment fonctionne le sens du goût.

Odeur et goût dans le cerveau

Les neurones olfactifs se projettent de l'épithélium olfactif au bulbe olfactif sous forme d'axones minces et non myélinisés. Les bulbe olfactif est composé d'amas de neurones appelés glomérules, et chaque glomérule reçoit des signaux d'un type de récepteur olfactif, de sorte que chaque glomérule est spécifique à un odorant. Depuis les glomérules, les signaux olfactifs voyagent directement vers le cortex olfactif puis vers le cortex frontal et le thalamus. Rappelons qu'il s'agit d'un chemin différent de la plupart des autres informations sensorielles, qui sont envoyées directement au thalamus avant de se retrouver dans le cortex. Les signaux olfactifs voyagent également directement vers l'amygdale, atteignant ensuite l'hypothalamus, le thalamus et le cortex frontal. La dernière structure vers laquelle les signaux olfactifs voyagent directement est un centre cortical dans la structure du lobe temporal important dans les mémoires spatiales, autobiographiques, déclaratives et épisodiques. L'olfaction est finalement traitée par des zones du cerveau qui traitent de la mémoire, des émotions, de la reproduction et de la pensée.

Les neurones du goût se projettent des cellules gustatives de la langue, de l'œsophage et du palais vers la moelle, dans le tronc cérébral. De la moelle, les signaux gustatifs se rendent au thalamus puis au cortex gustatif primaire. Les informations provenant de différentes régions de la langue sont séparées dans la moelle, le thalamus et le cortex.

Résumé de la section

Il existe cinq goûts principaux chez l'homme : le sucré, l'acide, l'amer, le salé et l'umami. Chaque goût a son propre type de récepteur qui ne répond qu'à ce goût. Les goûts pénètrent dans le corps et sont dissous dans la salive. Les cellules gustatives sont situées dans les papilles gustatives, qui se trouvent sur trois des quatre types de papilles dans la bouche.

En ce qui concerne l'olfaction, il existe plusieurs milliers d'odorants, mais les humains n'en détectent qu'environ 10 000. Comme les récepteurs gustatifs, les récepteurs olfactifs ne répondent chacun qu'à un seul odorant. Les odorants se dissolvent dans la muqueuse nasale, où ils excitent leurs cellules sensorielles olfactives correspondantes. Lorsque ces cellules détectent un odorant, elles envoient leurs signaux au bulbe olfactif principal, puis à d'autres endroits du cerveau, y compris le cortex olfactif.


Les virus corona et les sens chimiques : passé, présent et futur

Une multitude de rapports en évolution rapide suggèrent que les troubles de l'olfaction et du goût peuvent être des manifestations de la nouvelle pandémie de COVID-19. Alors que les sociétés oto-rhino-laryngologiques du monde entier ont commencé à considérer l'évaluation chimiosensorielle comme un outil de dépistage de l'infection au COVID-19, la véritable nature de la relation entre les changements dans la capacité chimiosensorielle et le COVID-19 n'est pas claire. Notre objectif avec cette revue est de fournir un bref aperçu de la littérature publiée et archivée, ainsi que des rapports anecdotiques et des tendances sociales liés à ce sujet jusqu'au 29 avril 2020. Nous visons également à établir des parallèles entre la symptomatologie clinique/chimiosensorielle signalée. en association avec les pandémies de coronavirus passées (telles que le SRAS et le MERS) et le nouveau COVID-19. Cette revue met également en évidence les preuves actuelles sur les troubles chimiosensoriels persistants après la résolution de l'infection. Globalement, notre analyse met en évidence la nécessité d'études complémentaires : 1) pour mieux quantifier les troubles de l'olfaction et du goût associés à l'infection par le SRAS-CoV-2, par rapport à ceux d'autres infections virales et respiratoires, 2) pour comprendre la relation entre l'odorat, le goût, et les perturbations de la chemesthésie dans COVID-19, et 3) pour comprendre à quel point ces perturbations sont persistantes une fois l'infection résolue.

Mots clés: Anosmie Goût COVID-19 Chemesthesis Chemosensory Coronavirus Dysgueusie Hypogueusie gustative Hyposmie Infection Perte MERS-CoV Olfaction Olfactive Pandémie Dysfonctionnement olfactif post-viral SARS-CoV SARS-CoV-2 Smell.


Voir la vidéo: Coronavirus: manger asiatique, sentir des épices Ce quil faut faire quand on a perdu lodorat (Novembre 2021).