Chemoreceptory: węch i smak

Prezentacja na temat: "Chemoreceptory: węch i smak"— Zapis prezentacji:

1 Chemoreceptory: węch i smak

2 Zakręt zaśrodkowy kory
Kora smakowa Układ limbiczny Jądro pasma samotnego (rdzeń) Jądro smakowe mostu Jądro brzuszno-tylne przyśrodkowe wzgórza Pożądane: energia („słodki”) aminokwasy („smaczne”) Niezbędne: jony („słony”) Czasem niepożądane: kwasy („kwaśny”) Niepożądane: alkaloidy („gorzki”)

3 Receptory smaku - kubki smakowe (~10 000) zlokalizowane są na brodawkach smakowych (Język, tylne podniebienie, przełyk)

4 W obrębie jednego kubka smakowego istnieją różne kombinacje komórek wrażliwych na różne smaki (~100 komórek wchodzi w skład jednego kubka) Kom. podstawna

5 Gęstość kubków smakowych na cm2
% populacji Gęstość kubków smakowych na cm2 supertesterzy 25 165 normalni 50 127 Ludzie bez smaku 117 Supertesterzy: - większość stanowią kobiety - nie przepadają za warzywami („zielonymi”) i tłuszczami

6 Informacja o pobudzeniu receptorów dla poszczególnych „smaków” przenoszona jest do mózgu odrębnymi neuronami Każda kom. receptorowa smaku posiada receptory dla wielu „smaków”, ale niski próg pobudzenia ma tylko dla jednego rodzaju (duża ilość danych receptorów) słony kwaśny gorzki słodki słony słodki

7 Odróżnianie przeciwnych pobudzeń
np.: Silny bodziec słony powinien pobudzić komórki receptorowe smaku słodkiego – są tam także receptory błonowe dla smaku słonego. NaCl słony gorzki kwaśny Mózg: Porównanie pobudzeń z pozostałych typów receptorów: słonego, gorzkiego i kwaśnego)

8 Aldosteron indukuje ekspresję receptorów smaku słonego
Smak słony Napływ jonów sodowych Na+ przez kanały jonowe do wnętrza komórki powoduje jej depolaryzację Kanały dla sodu w kubkach smakowych są wrażliwe na amilorid (a niewrażliwe na TTX) Aldosteron indukuje ekspresję receptorów smaku słonego (mineralokortykoid kory nadnerczy, indukuje ekspresję także Na+/K+-ATPazy w kanalikach nerkowych)

9 1) H+ blokują kanały dla K+ (po zewnętrznej stronie błony!)
Kwaśny (pH <6.5) 1) H+ blokują kanały dla K+ (po zewnętrznej stronie błony!) 2) H+ otwierają ASIC (Acid Sensitive Ion Channels) - napływ Na+ powoduje depolaryzację receptora ASIC1a aktywowany przy pH 7, pH0.5= 6.5 ASIC2a aktywowany przy pH 5.5–6, pH0.5=4.7–4 heteromerczny ASIC1a/2a - wartości pośrednie Amilorid: hamuje ASIC (IC50= 14 mM - 73 mM)

10 Słodki Słodkie: Węglowodany – sacharoza, dextroza, glukoza, fruktoza

11 Alkohole – glikol etc. Sole – octan ołowiu, octan uranu „słodziki” – sacharyna (1897) - cyklamat (1937) - aspartam (1965): ester metylowy Asp-Phe (formy L; formy D – smak gorzki)

12 Białka Taumatyna – 3000 razy słodsza od sacharozy (roztwór procentowy)
Monellina – (molowo, to około razy) Mabinlina - 100 Pentadina - 500 Brazzeina Curculina - 550 Mirakulina

13 Model „co się nam wydaje słodkie” (Shallenberger and Acree, 1967)
Teoria AH-B (Shallenberger and Acree, 1967) 2.4-4Å Substancje słodkie: - donor (A) i akceptor (B) wiązania wodorowego (protonu) Optymalny stymulant Receptor

14 Miejsce hydrofobowe – modyfikuje (wzmacnia) wiązanie cząsteczki do receptora

15 Receptory smaku słodkiego (Pierwsza rodzina receptorów smaku- T1R)
Dimer: T1R2/T1R3

16 T1R2/T1R3 a b g Fosfolipaza C GDP Gustducyna

17 Ca2+ depolaryzacja b a g IP3 TRPM5 cukier T1R2/T1R3 Fosfolipaza C DAG
GTP Fosfolipaza C g IP3 DAG TRPM5 (wapniozależne kanały dla jonów jednowartościowych) depolaryzacja

18 „stara” hipoteza – obecnie mało popularna:
Gastducyna Cyklaza adenylanowa cAMP PKA Kanały potasowe Fosforylowane kanały potasowe mają zmniejszoną przepuszczalność: depolaryzacja wywołana brakiem wypływu potasu

19 Słodkie białka wiążą się do T1R2/T1R3
Podjednostka T1R2 +słodkie białko

20 T1R2 mabinlina mirakulina Miraculina – bez smaku
Po jej spożyciu, przez około 30 minut substancje kwaśne są odbierane jako słodkie – naprawdę, to pH-zależna zmiana konformacji mirakuliny odczuwana jest jako słodycz mabinlina mirakulina T1R2

21 Receptor: R1T1/R1T3 UMAMI - aminokwasy Glutaminian sodu – „magi”
Mleko ~ 20% aminokwasów Mięso ~ 15% aa Receptor: R1T1/R1T3 Pobudzenie i wtórne przekaźniki – jak dla komórek odbierających smak słodki

22 Słodki umami Inhibitor: laktizol cyklamat glutaminian Aspartam neotam T1R3 – niezbędne do osiągnięcia aktywnej konformacji przez T1R1 i T1R2

23 Mało prawdopodobne Gorzki - T2Rs (1-5)
Otwarcie kanałów blokowanych przez cAMP Otwarcie kanałów dla Ca2+

24 Odczuwanie intensywności smaku zależy od temperatury:
Wzrost temperatury wzmaga odczuwanie smaku słodkiego i gorzkiego (wyższa aktywność enzymów zaangażowanych w przekazywanie informacji) Słone – bardziej słone kiedy jest zimno A kwaśne???? Leptyna – hamuje pobudzenie receptorów smaku słodkiego – otwiera kanały potasowe - hiperpolaryzacja

25 węch Opuszka węchowa Kora węchowa 2 x 5cm2

26 Kłębuszki Komórki węchowe - 2x10mln komórki mitralne i kępkowe
Nabłonek węchowy Błona śluzowa Komórki macierzyste Komórki węchowe - 2x10mln Kom. Podporowe Dendryty kom. węchowych Wyrostki (cilia) dendrytów komórki mitralne i kępkowe Kość sitowa Aksony kom. węchowych Gruczoły sluzowe Kłębuszki

27 Człowiek ~ 10 000 000 komórek receptorowych
Pies ~ komórek receptorowych Człowiek ~ 6 cilii na jeden dendryt Pies ~ 100 cilii na jeden dendryt

28 1 000 - 26 000 komórek receptorowych
Powierzchnia dendrytów ~ 600 cm2 (powierzchnia nabłonka ~ 5 cm2) Jedna komórka receptorowa (żyje 4-8 tygodni) – jeden typ receptorów dla odorantów (ORs – odorant receptors) kłębuszek komórek receptorowych jeden typ receptora komórka mitralna OUN

29 Kontrastowanie zapachu
komórka mitralna Kom. przykłębuszkowe Kom. ziarniste

30 (ciało migdałowate, guzek węchowy, kora węchomózgowia)
~ komórek receptorowych – jeden neuron w opuszce węchowej Pierwotna kora węchowa (ciało migdałowate, guzek węchowy, kora węchomózgowia) Układ limbiczny Kora czołowa Opuszka węchowa

31 Receptory zapachu (ORs)
Największa rodzina GPRs (G Protein Coupled Receptors) Ssaki ~ genów Człowiek ~ genów (~ pseudogenów) ~ 300 genów aktywnych Czrwony –konserwatywne Niebieski - zmienne

32 Aktywacja receptora - białko Golf

33 Adaptacja do zapachu ~ zamknięcie kanału bramkowanego cyklicznym nukleotydem (CNG) przez wapń i Ca-kalmodulinę

34 ~300 genów OR (~300 białek receptorowych) – tysiące zapachów

35 Jedwabnik morwowy – bombykol (atraktant płciowy ~ 3 km)
Feromony – substancje lotne, zmieniające fizjologię innych osobników w obrębie danego gatunku Jedwabnik morwowy – bombykol (atraktant płciowy ~ 3 km)

36 Pszczoły – feromony alarmowe (po użądleniu przez jedną
Pszczoły – feromony alarmowe (po użądleniu przez jedną pszczołę, inne atakują...) Psy – atraktanty płciowe wydzielane przez suki w okresie rui („cieczka” – „heat”) Koty – i samce i samice; cząsteczka feromonu podobna do waleriany Samce świń („wieprze”) – androstenol – samica staje się gotowa do zapłodnienia Myszy – feromon poronny (w moczu obcych samców) stała agresja wobec innych samic w ciąży

37 Narząd przylemieszowy – narząd Jacobsona (1813) (Vomeronasal Organ - VNO) – neurony VNO są bezpośrednio połączone z układem limbicznym

38 Synchronizacja menstruacji – „pot pod pachami”?
Kobiety preferują mężczyzn o zdecydowanie innym „kompleksie zgodności tkankowej” (MHC; major histocompatibility complex) – szczególnie w okresie owulacji Matki poznają dzieci „po zapachu” (czasami) Mężczyźni wydzielają androstenol (pod pachami) – czy to działa?

39 Receptory: V1R i V2R (vomeronasal receptor) KA~1x1011M-1
- setki białek kodujących VR feromon VR Białko G Fosfolipaza C Kanały wapniowe (TRP2) IP3 DAG PKC Brak we VNO człowieka