Вкус
Восприятие вкуса — вкусовые сосочки и пять базовых вкусов.
Вкус: как вещества в пище становятся ощущением
Вкус — это способность распознавать вещества, растворённые в слюне. Когда еда или напиток попадают в рот, их молекулы смешиваются со слюной и достигают чувствительных клеток во вкусовых почках. Эти клетки преобразуют химический сигнал в нервные импульсы, а мозг воспринимает их как сладкое, солёное, кислое, горькое или умами.
Вкус помогает выбирать пищу и защищает организм. Сладкое часто указывает на источник доступной энергии, солёное — на минеральные соли, умами — на вещества, характерные для белковой пищи. Кислое и особенно горькое могут предупреждать о незрелой, испорченной или потенциально опасной пище, хотя сами по себе эти вкусы не означают, что еда вредна. Восприятие еды создаётся не вкусом одним: его дополняют запах, температура, текстура и ощущения от раздражающих веществ, например жгучесть перца. Общий принцип работы органов чувств разобран в разделе Сенсорные системы.
Где находятся вкусовые рецепторы
Большинство вкусовых рецепторов находится во вкусовых почках — маленьких скоплениях специализированных клеток. Вопреки распространённому представлению, вкус ощущает не вся поверхность языка одинаково и не отдельные его «зоны» для сладкого, солёного или горького. Разные вкусовые качества могут восприниматься на многих участках языка.
Вкусовые почки расположены главным образом в сосочках языка — небольших выступах слизистой оболочки. Сосочки увеличивают площадь поверхности языка, но не все из них содержат вкусовые почки.
- Грибовидные сосочки — небольшие округлые выступы, особенно заметные на передних двух третях языка. Многие из них содержат вкусовые почки.
- Желобовидные сосочки — крупные сосочки, расположенные V-образным рядом ближе к корню языка. В их боковых стенках находится много вкусовых почек.
- Листовидные сосочки — складки по бокам задней части языка; у человека они выражены по-разному и также могут содержать вкусовые почки.
- Нитевидные сосочки — самые многочисленные, но обычно не содержат вкусовых почек. Они выполняют преимущественно механическую задачу: помогают удерживать, перемещать и ощущать текстуру пищи.
Небольшое число вкусовых почек есть также на мягком нёбе, в глотке и надгортаннике — хрящевом клапане у входа в дыхательные пути. Это помогает оценивать пищу и включает защитные рефлексы при попадании неприятных веществ глубже в ротоглотку.
Вкусовая почка: маленький химический датчик
Вкусовая почка имеет овальную форму и содержит несколько десятков клеток. Среди них есть вкусовые рецепторные клетки, поддерживающие клетки и клетки-предшественники, из которых образуются новые рецепторные клетки. Вкусовые клетки живут сравнительно недолго и постоянно обновляются — обычно примерно за 1–2 недели.
На верхушке вкусовой почки находится крошечное отверстие — вкусовая пора. Через неё растворённые в слюне вещества достигают рецепторных клеток. На их поверхности расположены рецепторные белки и ионные каналы — белковые «ворота», которые открываются или меняют работу при контакте с определёнными веществами.
Когда клетка распознаёт вещество, её электрическое состояние меняется. Она выделяет химический сигнал на окончание чувствительного нерва, а тот передаёт информацию в мозг. Это пример трансдукции — преобразования химического раздражителя в нервный сигнал.
Пять базовых вкусов
Современная физиология выделяет пять базовых вкусовых качеств. Они не описывают все оттенки еды, а дают мозгу основные сведения о составе пищи.
Сладкий вкус вызывают главным образом сахара и некоторые другие вещества. Он часто связан с наличием легко доступной энергии, поэтому для многих людей приятен с рождения. Однако ощущение сладкого не показывает, насколько продукт полезен: оно лишь сообщает о химическом свойстве вещества.
Солёный вкус в основном связан с ионами натрия и другими растворёнными солями. Натрий нужен для работы нервов, мышц и водного баланса, но его избыток в питании может повышать риск некоторых заболеваний. Поэтому тяга к солёному не является точным показателем потребности организма в соли.
Кислый вкус возникает при высокой концентрации ионов водорода, то есть кислот. Он помогает замечать незрелые фрукты и процессы брожения или порчи, но многие безопасные продукты — лимон, йогурт, квашеные овощи — тоже имеют выраженную кислоту.
Горький вкус распознаётся особенно чувствительно. Многие растительные защитные вещества и некоторые токсины горькие, поэтому горечь исторически связана с осторожностью. Но полезные продукты и лекарства тоже могут быть горькими: горечь сама по себе не делает вещество вредным.
Умами — японское слово, которое можно перевести как «приятный насыщенный вкус». Он связан прежде всего с глутаматом и некоторыми нуклеотидами — веществами, встречающимися в мясе, рыбе, грибах, бульонах, томатах и выдержанных сырах. Умами сообщает о присутствии аминокислот и белковой пищи.
Как вкус идёт в мозг
Сигналы от вкусовых почек передаются в мозг по трём черепным нервам — нервам, которые выходят непосредственно из головного мозга.
- Лицевой нерв (VII пара черепных нервов) несёт вкус от передних двух третей языка через ветвь, называемую барабанной струной.
- Языкоглоточный нерв (IX пара) передаёт вкус от задней трети языка, включая область крупных желобовидных сосочков.
- Блуждающий нерв (X пара) несёт небольшую часть вкусовой информации от глотки и надгортанника.
Далее сигналы приходят в ствол мозга, затем проходят через таламус — «переключающую станцию» мозга — и достигают вкусовой коры. Она расположена главным образом в островковой доле и соседних участках мозга. Здесь вкус объединяется с запахом, температурой, прикосновением во рту, зрением и прошлым опытом, создавая цельное ощущение еды.
Вкус, запах и другие ощущения еды
Ощущение блюда складывается из нескольких сенсорных потоков. Вкусовые рецепторы распознают пять базовых вкусов, обоняние даёт аромат, осязание в полости рта сообщает о температуре, консистенции и жирности, а слух добавляет хруст и шипение.
Жгучесть перца, холод мяты и покалывание газированных напитков часто воспринимаются как «вкус», но относятся не к вкусовой системе. Их вызывают чувствительные окончания тройничного нерва (V пары черепных нервов), который передаёт прикосновение, боль, температуру и химическое раздражение от лица и рта. Подробнее о болевой и температурной чувствительности — в статье Температура и боль.
Почему вкус меняется
Вкусовое восприятие зависит не только от самих рецепторов. На него влияют состав слюны, температура пищи, обоняние, состояние слизистой, лекарства, возраст и внимание. Очень холодная пища часто кажется менее выразительной, потому что низкая температура меняет работу рецепторов и уменьшает испарение ароматических веществ.
С возрастом число вкусовых почек и чувствительность к некоторым вкусам могут снижаться, а сухость во рту затрудняет растворение веществ. При насморке главным образом страдает аромат, но человек может ошибочно считать, что потерял именно вкус. Курение, некоторые лекарства, воспаление слизистой и заболевания полости рта также способны менять вкусовые ощущения.
Что происходит при нарушениях
Нарушения вкуса бывают из-за проблем в полости рта, поражения нервов, изменений обоняния, действия лекарств или заболеваний нервной системы. Важно отличать их от потери аромата при заложенном носе.
Гипогевзия — снижение вкусовой чувствительности, а агевзия — её полная потеря. Причинами могут быть инфекции, сухость во рту, заболевания слизистой, дефицит некоторых питательных веществ, действие лекарств, травмы и поражения нервов.
Дисгевзия — искажённое вкусовое восприятие. Человек может постоянно чувствовать металлический, горький или иной неприятный привкус, либо привычные продукты начинают ощущаться иначе. Причины разнообразны: от воспаления дёсен и лекарств до нарушений обоняния и нервной регуляции.
При недостатке слюны вещества хуже растворяются и достигают вкусовых рецепторов, поэтому еда может казаться менее вкусной. Постоянная сухость во рту требует внимания: она влияет не только на вкус, но и на речь, глотание, здоровье зубов и слизистой.
Внезапное или стойкое изменение вкуса, особенно вместе с потерей обоняния, онемением лица, слабостью, нарушением речи, болью во рту или выраженной сухостью, стоит обсудить с врачом. Причину важно искать с учётом состояния носа, рта, нервов и принимаемых лекарств.
Связи с другими системами
- Обоняние: аромат пищи приходит через нос, особенно при выдохе во время жевания, а вкусовые рецепторы языка передают базовые вкусы. Вместе они создают восприятие блюда. Подробнее — в статье Обоняние.
- Пищеварительная система: вкус и запах запускают подготовительные реакции к приёму пищи — выделение слюны, желудочного сока и изменение работы желудочно-кишечного тракта. Подробнее — в разделе Пищеварительная система.
- Нервная система: вкусовые сигналы проходят через черепные нервы, ствол мозга, таламус и вкусовую кору, а затем объединяются с памятью и эмоциями. Подробнее — в разделе Нервная система.
- Покровная система: слизистая оболочка рта и язык — эпителиальные поверхности, которые постоянно обновляются и защищают глубже лежащие ткани от повреждения и микробов. Подробнее — в разделе Покровная система.
- Температура и боль: тройничная система создаёт ощущения жжения, холода, покалывания и текстуры во рту, дополняя вкус. Подробнее — в статье Температура и боль.
Таким образом, вкус — это химическое чувство, которое начинается во вкусовых почках языка и других участков рта. Растворённые в слюне вещества активируют рецепторные клетки, нервные сигналы проходят в ствол мозга, таламус и вкусовую кору, а затем объединяются с ароматом, температурой, текстурой и опытом. Так пять базовых вкусов становятся богатым и знакомым ощущением пищи.