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Este documento explora los sentidos del gusto y el olfato, describiendo su anatomía, fisiología y mecanismos de transducción. Se detallan las estructuras receptoras, los tipos de células gustativas y olfativas, y los procesos de señalización que permiten la percepción de sabores y olores. El documento también aborda la importancia de estos sentidos para la supervivencia y la calidad de vida.
Typology: Study Guides, Projects, Research
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Estudiantes: Monasterio P. Akemmy E. V-31.192. Puerta M. Fabián D. V-28.772.
Índice.
La sensación gustativa se produce por el estímulo de receptores específicos que están distribuidos por la cavidad oral. Para que se produzca dicho estimulo es preciso que las sustancias químicas entren en contacto físico con el receptor. En el humano existen dos sentidos químicos, el gusto y el olfato, íntimamente relacionados. El sentido del olfato al igual que el del gusto sus receptores, son estimulados por las sustancias químicas presentes en el aire (odorantes o moléculas odoríferas) y las moléculas presentes en los alimentos (moléculas gustativas), que una vez disueltas en el moco o la saliva los estimulan. La percepción de estas sustancias químicas por el sentido del olfato es lo que se denomina los olores y por el sentido del gusto son los sabores. La mayor parte del enfoque se concentrará en el estudio del sistema gustativo y olfatorio, sus receptores, mecanismos de transducción que se desencadenan al ponerse en contacto con los odorantes, o moléculas.
Sentido del Gusto El sentido del gusto es fundamental para la percepción de los sabores y la detección de compuestos químicos presentes en los alimentos. Se basa en la detección de cinco sabores básicos: dulce, salado, ácido, amargo y umami. Esta capacidad sensorial está mediada por los receptores gustativos ubicados en las papilas gustativas de la lengua y otras áreas de la cavidad oral. Anatomía del Sistema Gustativo Papilas Gustativas Las papilas gustativas son estructuras epiteliales especializadas que contienen las células receptoras del gusto. Existen varios tipos de papilas gustativas, cada una con una ubicación y función específica:
Papilas Fungiformes : Ubicadas principalmente en la punta y los bordes de la lengua. Contienen de 3 a 5 botones gustativos cada una. Papilas Foliadas : Localizadas en los bordes laterales de la lengua. Son más prominentes en los niños y suelen disminuir en número con la edad. Papilas Circunvaladas : Situadas en la parte posterior de la lengua, dispuestas en una formación de "V" invertida. Cada una puede contener cientos de botones gustativos. Papilas Filiformes : Aunque no contienen botones gustativos, son importantes para la textura de los alimentos y ayudan en la manipulación de los mismos. Botones Gustativos Cada papila gustativa contiene múltiples botones gustativos , que son los órganos sensoriales primarios del sistema gustativo. Un botón gustativo está compuesto por 50 a 100 células gustativas, junto con células de soporte y células basales. Las células gustativas poseen microvellosidades en su superficie apical, conocidas como pelos gustativos, que están expuestas a la superficie de la cavidad oral Células Gustativas Las células gustativas son los receptores especializados responsables de detectar los diferentes sabores. Existen diferentes tipos de células gustativas que responden a los distintos sabores: Receptores del sabor dulce : Sensibles a compuestos como azúcares y algunos aminoácidos. Receptores del sabor salado : Responden principalmente a iones de sodio (Na+). Receptores del sabor ácido : Detectan iones de hidrógeno (H+) presentes en sustancias ácidas. Receptores del sabor amargo : Sensibles a compuestos potencialmente tóxicos, como alcaloides. Receptores del sabor umami : Detectan el glutamato y otros aminoácidos, asociados a la percepción de alimentos ricos en proteínas. Vías Nerviosas Gustativas Las señales gustativas son transmitidas desde los botones gustativos a través de las fibras nerviosas aferentes hacia el sistema nervioso central. Las fibras nerviosas implicadas incluyen: Nervio Facial (VII) : Inerva los dos tercios anteriores de la lengua. Nervio Glosofaríngeo (IX) : Inerva el tercio posterior de la lengua.
a. Localización : La mucosa olfativa se encuentra en la parte superior de la cavidad nasal, recubriendo una pequeña área de aproximadamente 2.5 cm² en cada fosa nasal, cerca del tabique nasal y la pared lateral de la cavidad nasal. b. Estructura : Está compuesta por células olfativas (neuronas receptoras), células de soporte (sustentaculares) y células basales. Las células olfativas tienen cilios olfativos en su extremo apical, que se proyectan hacia el moco que cubre la superficie de la mucosa.
2. Células Olfativas (Neuronas Receptoras Olfativas) a. Descripción : Son neuronas bipolares con un extremo dendrítico que termina en una vesícula olfativa con cilios, y un axón que pasa a través de la lámina cribosa del hueso etmoides para formar el nervio olfativo (I par craneal). b. Función : Detectan moléculas odoríferas disueltas en el moco y generan potenciales de acción que son transmitidos al cerebro. 3. Bulbo Olfativo a. Localización : Se encuentra en la base del cerebro, sobre la lámina cribosa del hueso etmoides. b. Función : Recibe las señales de las células olfativas y las procesa. Las señales se transmiten a través del tracto olfativo a diferentes áreas del cerebro, incluyendo la corteza olfativa primaria y el sistema límbico. Gusto El sentido del gusto está mediado por los botones gustativos , que son estructuras sensoriales localizadas en varias áreas de la cavidad oral. 1. Ubicación Anatómica de los Botones Gustativos a. Localización Principal : La mayoría de los botones gustativos se encuentran en las papilas gustativas de la lengua, aunque también están presentes en el paladar blando, la faringe y el esófago. b. Papilas Gustativas : i. Papilas Fungiformes : Distribuidas principalmente en la punta y los bordes de la lengua. Cada una contiene de 3 a 5 botones gustativos. ii. Papilas Foliadas : Localizadas en los bordes laterales de la lengua, más prominentes en niños. iii. Papilas Circunvaladas : Situadas en la parte posterior de la lengua en una formación de "V" invertida, cada una con cientos de botones gustativos. 2. Botones Gustativos
a. Descripción : Estructuras epiteliales con forma de barril que contienen entre 50 y 150 células gustativas. b. Tipos de Células Gustativas : Incluyen células receptoras gustativas, células de soporte y células basales. Las células receptoras poseen microvellosidades que se proyectan hacia el poro gustativo, donde entran en contacto con las sustancias químicas.
3. Células Receptoras del Gusto a. Receptores Dulce y Umami : Sensibles a azúcares, aminoácidos y nucleótidos. Utilizan proteínas G para la transducción de señales. b. Receptores Salado y Ácido : Responden a iones de sodio y protones, respectivamente. Utilizan canales iónicos específicos. c. Receptores Amargo : Detectan alcaloides y otras sustancias potencialmente tóxicas. Utilizan proteínas G y cascadas de señalización intracelular. 4. Vías Nerviosas Gustativas a. Nervio Facial (VII) : Inerva los dos tercios anteriores de la lengua. b. Nervio Glosofaríngeo (IX) : Inerva el tercio posterior de la lengua. c. Nervio Vago (X) : Inerva áreas adicionales como el paladar blando y la epiglotis. d. Trayecto : La información gustativa es transmitida al núcleo del tracto solitario en el bulbo raquídeo, luego al tálamo, y finalmente a la corteza gustativa primaria en el lóbulo parietal.
Sentido del Olfato El sentido del olfato se basa en la capacidad de detectar moléculas odoríferas en el ambiente. Este proceso comienza en la mucosa olfativa, ubicada en la parte superior de la cavidad nasal. Esta área contiene células olfativas, células sustentaculares y células basales. Las células olfativas, que son neuronas bipolares, tienen dendritas que terminan en vesículas olfativas con cilios, los cuales están inmersos en una capa de moco. Cuando las moléculas odoríferas se disuelven en el moco y se unen a los receptores en los cilios, se genera una señal eléctrica que es transmitida al bulbo olfativo en la base del cerebro. El bulbo olfativo recibe las señales de las células olfativas y las procesa. Desde aquí, la información es llevada a través del tracto olfativo a varias regiones del cerebro, incluyendo la corteza olfativa primaria, el sistema límbico y el tálamo, donde se interpreta y se convierte en la percepción consciente de los olores.
aproximadamente proporcional al logaritmo de esta concentración del ion hidrógeno (es decir, cuanto más ácido sea un alimento, más potente se vuelve dicha sensación). Sabor salado : El sabor salado se despierta por las sales ionizadas, especialmente por la concentración del ion sodio. La cualidad de este rasgo varía de una sal a otra, porque algunas de ellas suscitan otras sensaciones gustativas además del sabor salado. Los cationes de las sales, sobre todo los cationes sodio, son los principales responsables del gusto salado, pero los aniones también contribuyen en menor medida. Sabor dulce: El sabor dulce no está ocasionado por una sola clase de sustancias químicas. Entre los tipos de productos que lo originan figuran los azúcares, glicoles, alcoholes, aldehídos, cuerpos cetónicos, amidas, ésteres, ciertos aminoácidos, algunas proteínas pequeñas, los ácidos sulfónicos, los ácidos halogenados y las sales inorgánicas de plomo y berilio. La mayoría de las sustancias que generan el sabor dulce son compuestos orgánicos. Resulta especialmente interesante que unas ligeras modificaciones en la estructura química, como la incorporación de un simple radical, muchas veces pueden cambiar el producto de dulce a amargo. Sabor amargo: El sabor amargo, igual que el sabor dulce, no está originado por un único tipo de agente químico. En este caso, una vez más las sustancias que lo suministran son casi todas orgánicas. Dos clases particulares tienen una especial probabilidad de causar sensaciones de sabor amargo: 1) las sustancias orgánicas de cadena larga que contienen nitrógeno, y 2) los alcaloides. Estos últimos comprenden muchos de los fármacos empleados en medicamentos como la quinina, la cafeína, la estricnina y la nicotina. Sabor umami: Umami, una palabra japonesa que significa «delicioso», designa una sensación gustativa agradable que resulta diferente desde el punto de vista cualitativo de los sabores agrio, salado, dulce o amargo. Umami es el sabor dominante de los alimentos que contienen L-glutamato, como los extractos cárnicos y el queso curado, y algunos fisiólogos lo consideran una quinta categoría independiente de estímulos gustativos primarios. Un receptor gustativo para el L- glutamato puede estar relacionado con uno de los receptores glutamatérgicos
expresado también en las sinapsis neuronales del cerebro. Sin embargo, aún no están claros los mecanismos moleculares exactos responsables del sabor umami. FIBRAS NERVIOSAS GUSTATIVAS Y LOS BOTONES GUSTATIVOS. Las fibras nerviosas gustativas están conectadas a los botones gustativos, que son las células que se encuentran en las papilas gustativas de la lengua. Los botones gustativos transmiten la información del sabor al cerebro a través de las fibras nerviosas. Los alimentos estimulan los botones gustativos, que desencadenan impulsos nerviosos que viajan hasta el cerebro. Estos impulsos son transmitidos por las fibras nerviosas gustativas, que están conectadas a los nervios craneales del gusto. Cada uno de estos nervios se encarga de la sensibilidad gustativa de una parte de la lengua. El sentido del olfato también es fundamental para la percepción del gusto. Cuando masticas, las sustancias químicas que liberan los alimentos estimulan los receptores olfativos de la nariz, que colaboran con las papilas gustativas para crear el sabor. En síntesis: Los axones de las neuronas aferentes gustativas penetran la membrana basal, pierden su vaina de mielina y dentro del botón gustativo se ramifican extensamente, inervando a las células gustativas excepto a las basales. Las fibras nerviosas contactan con las que inervan en surcos profundos donde se asocian con gran número de vesículas sinápticas. El número total de fibras que penetran al botón gustativo supera al número de fibras que existen en los nervios del gusto, por lo tanto, existe una gran ramificación, se ha reportado que de 50 fibras que llegan al balón, se incrementa a más de 200 dentro de éste. Además, una fibra nerviosa del gusto inerva a más de un botón gustativo, existiendo superposición entre los botones gustativos inervados por fibras contiguas diferentes. MECANISMO DE TRANSDUCCIÓN GUSTATIVA Y DE CODIFICACIÓN DE LA SENSACIÓN GUSTATIVA.
una pequeña fracción de segundo, pero a continuación se adapta durante los segundos siguientes hasta regresar a un nivel estable más bajo mientras permanezca presente el estímulo gustativo. Por tanto, el nervio gustativo transmite una señal potente inmediata, y una señal continua más débil todo el tiempo que la yema gustativa siga expuesta al estímulo correspondiente. VÍA DEL GUSTO. Los impulsos gustativos procedentes de los dos tercios anteriores de la lengua se dirigen primero hacia el nervio lingual, a continuación, van por la cuerda del tímpano hacia el nervio facial, y finalmente llegan al tracto solitario en el tronco del encéfalo. Las sensaciones gustativas de las papilas caliciformes situadas en el dorso de la lengua y en otras regiones posteriores de la boca y de la garganta se transmiten a través del nervio glosofaríngeo también hacia el tracto solitario, pero a un nivel un poco más inferior. Finalmente, unas cuantas señales gustativas se conducen hacia el tracto solitario desde la base de la lengua y otras porciones de la región faríngea por medio del nervio vago. Todas las fibras gustativas hacen sinapsis en los núcleos del tracto solitario situados en la región posterior del tronco del encéfalo. Estos núcleos envían neuronas de segundo orden hacia una pequeña zona del núcleo ventral posteromedial del tálamo, que queda un poco medial a las terminaciones talámicas correspondientes a las regiones faciales del sistema de la columna dorsal- lemnisco medial. Desde el tálamo, las neuronas de tercer orden se dirigen hacia el polo inferior de la circunvolución poscentral en la corteza cerebralparietal, en la región donde se produce su giro hacia la profundidad de la cisura de Silvio, y hacia el área insular opercular adyacente. Esta última queda un poco lateral, ventral y rostral a la zona que se ocupa de las señales táctiles de la lengua en el área somática cerebral l. Según esta descripción de las vías gustativas, resulta evidente que mantienen un estricto paralelismo con las vías somatosensitivas procedentes de la lengua.
Sentido del Olfato El sentido del olfato es crucial para nuestra percepción del entorno, permitiéndonos detectar y distinguir una variedad increíble de olores. Este sentido comienza en la mucosa olfativa, situada en la parte superior de la cavidad nasal. La mucosa olfativa está compuesta por células olfativas, células de soporte y células basales. Las células olfativas, que son neuronas bipolares, poseen dendritas que terminan en vesículas olfativas, y estos contienen cilios que se proyectan hacia la capa de moco. Las moléculas odoríferas en el aire se disuelven en el moco que cubre la mucosa olfativa y se unen a los receptores específicos en los cilios olfativos. Esta unión, activa una proteína G que desencadena una cascada de señalización intracelular, resultando en la apertura de canales iónicos y la generación de un potencial de acción. Este potencial viaja a lo largo del axón de la célula olfativa hacia el bulbo olfativo. El bulbo olfativo, situado sobre la lámina cribosa del hueso etmoides, juega un papel fundamental en el procesamiento inicial de las señales olfativas. En el bulbo, las fibras olfativas hacen sinapsis con las células mitrales y en penacho. Células mitrales y en penacho procesan y modulan las señales antes de transmitirlas a través del tracto olfativo hacia diferentes regiones del cerebro. El tracto olfativo conduce las señales desde el bulbo olfativo hasta la corteza olfativa primaria, el sistema límbico y el tálamo. La corteza olfativa primaria es la región donde se realiza la percepción consciente de los olores. el sistema límbico, que incluye estructuras como la amígdala y el hipocampo, está involucrado en la asociación de los olores con emociones y recuerdos. El tálamo, por su parte, actúa como una estación de relevo, integrando las señales olfativas con otras percepciones sensoriales. Mecanismo de Transducción Olfativa El proceso de transducción olfativa es altamente especializado. Las células olfativas poseen receptores específicos para distintos tipos de moléculas odoríferas. Al unirse una molécula odorífera a su receptor, se activa una proteína G asociada, iniciando una cascada de eventos intracelulares. Esta cascada incluye la activación de la adenilato ciclasa, que convierte ATP en cAMP (adenosina monofosfato cíclico). El cAMP actúa como un segundo mensajero, abriendo canales iónicos y permitiendo la entrada de iones Na+ y Ca2+, despolarizando así la célula olfativa y generando un potencial de acción que se transmite al bulbo olfativo.
primarias bastante independientes, de forma parecida a lo que sucede con la visión y el gusto, que derivan de unas pocas sensaciones primarias determinadas. Un intento de clasificar estas sensaciones es el siguiente: 1. Alcanforado. 2. Almizcleño.
3. Floral. 4. Mentolado. 5. Etéreo. 6. Acre. 7. Pútrido. En los últimos años, múltiples datos, como los estudios específicos sobre los genes que codifican las proteínas receptoras, indican la existencia de un mínimo de 100 sensaciones olfatorias primarias, en acusado contraste con las meras tres sensaciones primarias de color detectadas por los ojos y con las cuatro o cinco de gusto percibidas por la lengua. Algunos estudios sugieren que pueden existir hasta 1.000 tipos diferentes de receptores de olores. Un nuevo dato que apoya la existencia de numerosas sensaciones primarias en el olfato se obtiene al haberse descubierto personas con una ceguera olfatoria para sustancias aisladas; esta ceguera frente a olores individuales se ha identificado ante más de 50 sustancias diferentes. Se supone que la ceguera olfatoria para cada una representa la ausencia en las células olfatorias de la proteína receptora correspondiente para ese compuesto concreto.
Los sentidos químicos, el olfato y el gusto, desempeñan un papel crucial en nuestra capacidad para interactuar y disfrutar del mundo que nos rodea. A través de la mucosa olfativa, somos capaces de percibir una vasta gama de olores, que no solo nos alertan de posibles peligros, sino que también nos permiten disfrutar de diversas
experiencias sensoriales y emocionales. El bulbo olfativo y la compleja red de conexiones neuronales en el cerebro facilitan la integración de estas señales olfativas con nuestras memorias y emociones, enriqueciendo nuestra experiencia diaria. Por otro lado, el sentido del gusto nos permite discernir los sabores en los alimentos, desde lo dulce hasta lo salado, lo ácido, lo amargo. Las papilas gustativas, con sus botones gustativos y células receptoras, detectan estos sabores y transmiten las señales al cerebro para su interpretación. Esta capacidad no solo es esencial para nuestra nutrición, sino que también enriquece nuestras interacciones sociales y culturales a través del acto de comer. En conjunto, estos sentidos nos proporcionan una comprensión profunda y multisensorial del mundo que nos rodea, subrayando la importancia de los sentidos químicos en nuestra vida cotidiana y en nuestra percepción del entorno.
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