Сколько вкусовых рецепторов на языке. Вкус. Нарушения вкуса. Вкусовые рецепторы

Самая простая радость в жизни человека – это вкусная еда. Казалось бы, идешь на кухню, открываешь холодильник, проводишь определенное время у плиты – и вуаля! – ароматное блюдо уже на столе, а эндорфины в голове. Однако с точки зрения науки весь прием пищи от и до складывается в сложный многогранный процесс. А как нам иногда бывает сложно объяснить свои пристрастия в еде!

Исследованием вкусовых рецепторов занимается молодая и еще только развивающаяся наука - физиология вкуса. Разберем некоторые основные постулаты учения, которые помогут лучше понимать наши вкусовые пристрастия и сиюминутные слабости.

Вкусовые рецепторы человека

Вкус является одним из пяти чувств восприятия, которые очень важны для жизнедеятельности человека. Основная роль вкуса – выбирать и оценивать пищу и напитки. В этом ему во многом помогают и другие чувства, особенно обоняние.

Механизм вкуса приводится в действие химическими веществами, содержащимися в пище и напитках. Химические частицы, собираясь во рту, превращаются в нервные импульсы, передающиеся по нервам в головной мозг, где они расшифровываются. Поверхность языка человека покрыта вкусовыми сосочками, которых у взрослого человека от 5 до 10 тысяч. С возрастом их количество уменьшается, что может вызывать определенные проблемы с различением вкусов. Сосочки, в свою очередь, содержат вкусовые почки, которые имеют определенный набор рецепторов, благодаря которым мы и ощущаем всю гамму вкусового разнообразия.

Они реагируют только на 4 основных вкуса - сладкий, горький, соленый и кислый. Однако сегодня часто выделяют еще и пятый – умами. Родиной новичка является Япония, и в переводе с местного языка это значит "аппетитный вкус". На деле же умами представляет собой вкус белковых веществ. Ощущение умами создают глутамат натрия и другие аминокислоты. Умами является важным компонентом вкуса сыров рокфор и пармезан, соевого соуса, а также других неферментированных продуктов – грецкого ореха, помидора, брокколи, грибов, термически обработанного мяса.

Таким образом, в последнее время ученые склонны думать, что некоторые люди по-разному воспринимают один и тот же вкус и что одни запрограммированы набирать вес от картофеля фри, а другие могут есть его без вреда для фигуры - это вопрос наследственности. В подтверждение данному утверждению ученые из Университета Дьюк в США совместно с коллегами из Норвегии доказали, что люди имеют разный состав генов, отвечающих за запахи. В центре исследования стояло отношение гена OR7D4 RT к стероиду под названием андростенон, который в большом количестве содержится в свинине. Так, люди с одинаковыми копиями этого гена с отвращением относятся к запаху данного стероида, а обладатели двух разных копий генов (OR7D4 RT и OR7D4 WM), напротив, не чувствуют никакой неприязни.

Интересные факты о вкусах

• Вкусовые сосочки на языке человека живут в среднем 7-10 дней, затем умирают и появляются новые. Так что не удивляйтесь, если один и тот же вкус время от времени кажется вам немного разным.

• Около 15-25% людей в мире смело можно называть "супердегустаторами", то есть у них крайне чувствительный вкус, так как больше сосочков на языке, а следовательно, больше вкусовых рецепторов.

• Вкусовые рецепторы на языке человека для сладкого и горького вкуса были открыты всего лишь 10 лет назад.

• Все чистые вкусы ощущаются человеком абсолютно одинаково. Это значит, что нельзя говорить о нескольких видах сладкого вкуса. По вкусу как раз существует один сладкий вкус, который, впрочем, может различаться по интенсивности: быть более ярким, насыщенным или блеклым. Аналогично дело обстоит и с другими вкусами.

• Вкусовые рецепторы наиболее чувствительны в пределах 20-38 градусов. Если же охладить язык, например, льдом, то вкус сладкой пищи можно уже не почувствовать либо он может существенно измениться.

• Хороший вкус формируется еще в утробе. Так, ученые установили, что вкус некоторых продуктов передается не только через материнское молоко, но и через амниотическую жидкость, пока ребенок находится в животе у мамы.

• Американские ученые провели исследование, которое установило зависимость вкусовых пристрастий от возраста и пола человека. Так, девочки в большинстве своем предпочитают сладости, фрукты, овощи. А мальчики же, наоборот, любят рыбу, мясо, птицу и в большинстве своем равнодушны к шоколаду.

• Во время авиаперелета из-за высокого уровня шума у человека снижается вкусовая чувствительность к соленому и сладкому.

• Вкус печенья в 11 раз лучше раскрывается, если его запивать молочными напитками. А вот кофе, напротив, "убивает" все остальные ощущения. Поэтому если вы хотите в полной мере насладиться своим десертом, лучше выбирать правильные напитки и употреблять кофе отдельно от другой еды.

Сладкое

Сладкий вкус, пожалуй, самый приятный для большинства населения планеты. Недаром появилось выражение "сладкая жизнь", а не какая-нибудь другая. При этом сладкими бывают не только мучные и кондитерские изделия, но и продукты натурального происхождения. Вкупе с этим они еще и полезные. В составе большинства сладких продуктов содержится большое количество глюкозы. А как известно, глюкоза – основное метаболическое топливо для человеческого организма. Именно поэтому вкусовые рецепторы с легкостью распознают сладкий вкус, да еще и попутно вырабатывают гормоны счастья – серотонин и эндорфин. Следует обратить внимание на то, что подобные гормоны вызывают зависимость. Вот оно объяснение тому, что депрессию и стрессы мы предпочитаем заедать чем-нибудь сладеньким.

Не секрет, что чрезмерное употребление сладкого неблагоприятно сказывается на фигуре и состоянии кожи. Однако не стоит совсем отказываться от десертов. Не ешьте лакомства на голодный желудок и по мере возможности старайтесь заменить их на сухофрукты, мед, орехи.

Кислое

В состав большинства кислых продуктов входит аскорбиновая кислота. И если вам вдруг остро захотелось чего-то кисленького, знайте, это может свидетельствовать о нехватке витамина С в вашем организме. Такие вкусовые перепады могут даже служить сигналом наступающей простуды. Главное не переусердствовать: не стоит активно снабжать свой организм этим полезным веществом, все хорошо в меру. Переизбыток кислоты негативно сказывается на работе пищеварительной системы и состоянии эмали зубов.

Если в обмене веществ участвует много кислоты, организм постарается сам избавиться от ее излишков. Это происходит разными способами. Например, через легкие посредством выдыхания углекислоты или через кожу за счет выделения пота. Но когда все возможности исчерпаны, кислоты накапливаются в соединительной ткани, что ухудшает работу пищеварительной системы и провоцирует накопление шлаков в организме.

Суточная норма витамина С для взрослых мужчин и женщин составляет 70-100 миллиграммов. Особо много его в кислых ягодах (крыжовник, смородина, клюква), в цитрусовых и киви, в свежих овощах (особенно в болгарском перце).

Соленое

Проза жизни состоит в том, что после сладенького всегда хочется чего-нибудь солененького. Если же потребность в соленом существует у вас независимо от того, ели вы что-то до или нет, то стоит прислушаться к своему организму. Так, американские ученые провели исследование, в результате которого установили, что нехватка определенных минеральных веществ в организме может провоцировать тягу к соленому.

Подобное желание, например, может свидетельствовать о сильном стрессе. Напряженные будни и усталость являются одними из основных причин, по которым организм остро нуждается в минералах и солях. Чтобы обеспечить его всем необходимым, потребляйте в пищу орехи, злаки, фрукты, овощи. Следует знать, что соленый вкус незаменим при обезвоживании организма. Это связано с тем, что натрий обладает способностью поддерживать температурный баланс тела. Поэтому подсоленная вода может спасти от теплового удара.

Горькое

Исторически горький вкус представляет собой сигнал опасности, ассоциируется с неприятными ощущениями. И действительно, большинство ядовитых веществ, содержащих токсины, на вкус как раз горькие. Именно поэтому у человека много рецепторов, определяющих горький вкус, ведь это в прямом смысле жизненная необходимость.

Вместе с тем у людей отношение к этому вкусу бывает разное: один и тот же вкус кому-то может показаться нестерпимо горьким, а для других не играть никакой роли. Ученые провели исследования на мышах разных пород, и результаты были похожие. Одни грызуны не различали горький вкус, а другие, наоборот, очень остро на него реагировали. Специалисты объясняют это способностью вкусовой системы быстро эволюционировать. Например, при миграции на новые места обитания у животных сильно меняются вкусовые предпочтения, поскольку необходимо искать новые источники пищи.

Кстати, горький вкус обладает своим идеальным вариантом. "Эталонной горечью" считается природное вещество под названием хинин, которое используют в процессе изготовления некоторых безалкогольных напитков и джина. Для многих идеальный вкус – это горький шоколад. Он является самым полезным сортом шоколада, который прекрасно стимулирует умственную деятельность.

У всех нас имеется около 10 000 вкусовых рецепторов, которые располагаются в основном на поверхности языка и в мягких тканях рта. Они очень чувствительны и специально расположены в таком месте, чтобы мы были способны различать еду на вкус, отдавая предпочтение одной пище и отвергая другую.

Химическое ощущение

Язык, таким образом, является главным органом вкуса, поскольку пища, которую принимает организм, попадает прежде всего в рот. Верхняя поверхность языка покрыта многочисленными маленькими наростами, бугорками. Вокруг них и образуются скопления вкусовых рецепторов. Вместе с тем какое-то их количество находится в гортани, на мягком небе и на надгортаннике.

Вкусовые сосочки

Фунгиформные палиллы располагаются по всей поверхности языка, в большем количестве - по бокам и на кончике. Желобовидных сосочков, самых больших, имеется от 7 до 12 в задней части языка. Они расположены в виде плоской буквы V. Вкусовые рецепторы покрывают стороны желобовидных сосочков и верхнюю плоскость фунгиформных.

Каждый рецепторный сосочек состоит из эпителиальных клеток в количестве от 40 до 100. Эти клетки входят в эпителий - слой, покрывающий всю поверхность и полости нашего тела.

Во вкусовых рецепторах различают три типа клеток: поддерживающие, рецепторные (чувствительные) и базальные (в основании). Рецепторные клетки также называют вкусовыми, поскольку они дают сигнал к вкусовым ощущениям. Поддерживающие клетки составляют большую часть сосочка и отделяют вкусовые клетки одну от другой. Клетки рецепторного сосочка обновляются постоянно - обычный цикл жизни составляет около 10 дней.

Части языка

Небная миндалина . Во рту две миндалины. Немного вкусовых сосочков имеется на мягких тканях, поддерживающих миндалину.

Желобовидные сосочки . По форме круглые, образуют (в задней части языка) перевернутую букву V.

Грибовидные сосочки . Напоминают грибы, в основном находятся на сторонах и кончике языка

Конусообразные сосочки . Конусообразные, располагаются в основном на удалении от срединной линии языка.

Вкусовой проводящий путь

Чувствительные нервные клетки обвивают спиралью вкусовые клетки. Отсюда исходит импульс, посылаемый в мозг. Передача этих сигналов от вкусовых клеток к клеткам мозга называется «вкусовой проводящий путь».

Механизм вкуса

Когда химические элементы еды вступают в реакцию со вкусовыми клетками, нервный импульс посылается в таламус, подкорковый центр всех видов общей чувствительности. Эта структура мозга обрабатывает разнообразные импульсы и объединяет сходные. Затем таламус отправляет их в ту структуру, которая отвечает за чувство вкуса, - вкусовой нерв коры головного мозга.

Сам таламус неспособен в полной мере оценить качество вкуса. Это - работа более чувствительного вкусового нерва коры головного мозга.

Вкусовой нерв коры головного мозга

По ветви лицевых нервов посылаются импульсы от вкусовых рецепторов, расположенных на первых двух третях языка.

Языковая ветвь языкоглоточных нервов обслуживает заднюю треть языка. Похоже, что поток вкусовой информации в мозг двусторонний, чтобы удовлетворить потребности тела в определенной пище.

Вкусовые клетки в разных частях языка имеют разный порог чувствительности, который активизирует начало распознавания. Часть языка, распознающая горечь, может определить яды в самых малых концентрациях. Это объясняет, почему кажущееся неудобство расположения на «спинке» языка работает как предохранительная мера перед заглатыванием пищи. Кислотные рецепторы менее чувствительны. Чувствительность рецепторов сладкого и соленого - еще меньше. Скорость реакции рецепторов на новое вкусовое ощущение - от 3 до 5 минут.

То, что часто называют вкусом, на самом деле является совокупностью его с ощущением запаха. Вкус на 80 процентов состоит из запаха, именно поэтому холодная пища без аромата не вызывает аппетита.

На языке также имеются другие рецепторы, которые помогают обострять вкусовые ощущения. Пища с острыми приправами увеличивает удовольствие от приема пищи, потому что активизирует на языке рецепторы боли.

Структура вкусового рецептора

Вкусовая клетка - также именуемая рецепторной клеткой.

Поддерживающие клетки - изолируют вкусовые клетки друг от друга, а также от клеток языкового эпителия.

Эпителиальные клетки - внешнего покрова языка.

Нервные окончания - передают им пульсы в отдел мозга - таламус.

Продольный разрез вкусового сосочка

Вкусовой сосочек - в групповых скоплениях на основании папиллы.

Выводные протоки - слюнных желез Эбнера.

Железы Эбнера - выделяют секрецию для промывания вкусового сосочка.

Чувствительность языка к четырем вкусам

Кончик языка наиболее чувствителен к сладкому и соленому. Боковые стороны языка распознают кислый вкус. Задняя часть языка наиболее сильно реагирует на горькое. Тем не менее, это разделение не абсолютно, так как большая часть вкусовых сосочков реагирует на два, три, а иногда все четыре вкусовых ощущения.

Определенные пищевые субстанции имеют тенденцию менять вкус по мере продвижения во рту. Сахарин, например, вначале сладок на вкус, а потом переходит в горечь. Некоторые натуральные яды и испорченная пища имеют горький вкус. Скорее всего, поэтому рецепторы горечи находятся в задней части языка как предохранительный барьер перед проглатыванием. «Спинка» языка служит во рту охранником, отвергающим прием «нехорошей» пищи.

Тело человека. Снаружи и внутри. №8 2008

Ощущение вкуса, как и любое другое ощущение, получаемое посредством органов чувств, является сложным и многогранным. Как правило, оно появляется при одновременном процессе приема пищи и восприятии запаха. Абсолютно все вещества, которые можно растворить в воде, имеют вкусовую окраску.

Механизмы формирования ощущений вкуса

Подавляющее большинство веществ, которые мы можем использовать в качестве пищи, имеют вкус. Физиологи выделяют четыре основных типа вкуса: горький, соленый, кислый и сладкий. Именно вкусовой анализатор отвечает за распознавание и разделение этих типов вкуса. Само ощущение вкуса можно описать как процесс восприятия вкусовыми рецепторами, расположенными в ротовой полости, молекул разнообразных веществ.

Для того чтобы разобраться, какую именно функциональную нагрузку несет данный анализатор, необходимо изучить его строение. Рассмотрим, как выглядит строение анализатора вкуса в нашем организме.

Основные отделы анализатора вкуса

В нашем организме есть особые системы восприятия информации из внешнего мира. Они отвечают за то, что мы можем слышать, чувствовать запах, получать тактильную информацию. Анализатор вкуса, функционирование и строение которого мы рассматриваем в данной статье, позволяет нам ощущать вкус. Он состоит из трех отделов. Периферический отдел - первый из них. Также его именуют вкусовым рецептором, или рецепторным отделом. Он восприимчив к раздражителям окружающей среды, которые способны вызвать в нервных окончаниях токи, затем трансформирующиеся в импульсы биоэлектрического характера.

Данные импульсы переходят во второй, проводниковый отдел анализатора вкуса. Он состоит из нерва, имеющего название афферентный нерв, и является центром вкусового анализатора. Вызванное возбуждение посредством него поступает в следующий отдел анализатора вкуса - корковый, который, по сути, является определенной зоной нашего головного мозга. В ней и происходит непосредственное формирование вкусовых ощущений.

Основные характеристики периферического отдела анализатора вкуса

Как мы выяснили ранее, по строению вкусовой анализатор разделен на три отдела. Подробнее изучим первый из них - периферический, или, по-другому, рецепторный. Он состоит из хеморецепторов, которые чувствительны к раздражителям. В данном случае раздражителями выступают разного рода химические реакции, которые периферический отдел способен распознавать по степени их силы и интенсивности, а также по качеству. Хеморецепторы являются частью почек вкуса (луковичек), которые расположены повсеместно по всей ротовой полости. Окончания нервов, наиболее восприимчивых к горькому вкусу, расположены на корне нашего языка; к сладкому - на его кончике; к соленому - на кончике и по бокам языка; к кислому - по его краям.

Что примечательно, на поверхность слизистой языка почка вкуса не имеет выхода, а связана с ней посредством поры вкуса. Каждый из хеморецепторов имеет в среднем 50 микроворсинок. Химические вещества, которые образуют нашу пищу, при контакте с микроворсинками оказывают на них раздражающее воздействие. Вследствие этого возникает реакция раздражения в периферическом отделе, которая трансформируется в возбуждение. Кстати, с течением жизни порог чувствительности рецепторов у человека повышается, что приводит к угасанию способности распознавать всю палитру оттенков вкуса.

У представителей животного царства чувствительность вкусовых рецепторов не затухает с возрастом. Кроме того, у них наиболее ярко выражена связь между системами обоняния и вкуса. К примеру, вкусовые рецепторы у кошачьих (так называемые трубочки Якобсона) являются одновременно с этим еще и обонятельными окончаниями нервов. Именно это позволяет тоньше различать качество пищи.

Основные характеристики проводникового отдела анализатора вкуса

В продолжение изучения отделов вкусового анализатора рассмотрим теперь, каким именно способом нервные токи, поступающие из хеморецепторов, достигают нужного отдела мозга. Непосредственную роль в этом процессе играет проводниковый отдел анализатора вкуса. Волокна одиночного пути анализатора вкуса включают в себя следующие нервы: блуждающий, язычный и языкоглоточный. Посредством этих нервов все импульсы, возникающие в результате раздражения анализатора вкуса, передаются в головной мозг, а именно - в его стволовую часть, носящую название продолговатый мозг. Из продолговатого мозга импульс проходит путь по мосту, достигает отдела таламуса (зрительные бугры), из которого поступает уже в кору головного мозга, а именно - в его височную долю.

Именно поэтому нарушение работы проводникового отдела может привести к потере вкусовых ощущений, хоть и частичной. Так может произойти, например, в результате пареза лицевого нерва. Примерно то же самое может произойти и в результате проведения операции на лицевом нерве. Она может вызвать снижение функции проводимости по нервному пути. В результате также может произойти снижение восприимчивости к вкусовым ощущениям.

Основные характеристики коркового отдела анализатора вкуса

Корковой части любого анализатора, в том числе и вкуса, соответствует определенная зона ЦНС (центральной нервной системы), которая расположена в коре головного мозга. Восприятие и дифференциация всех вкусовых ощущений, которая является основной функцией вкусового анализатора, происходит именно в коре головного мозга. Таким образом, раздражение от хеморецепторов передается в височную долю мозга посредством центростремительных нервов, и именно там происходит окончательное различие вкуса и его расчленение на отдельные составляющие: горькое, соленое, сладкое и кислое.

Взаимосвязь между строением и функциями анализатора вкуса

Необходимо понимать, что все отделы вкусового анализатора тесно связаны между собой. Любое повреждение проводникового, рецепторного или коркового отдела может привести к потере способности различать вкусовые ощущения. Специфика вкусовых ощущений, возникающих в результате воздействия химических веществ на хеморецепторы, обусловлена физиологическим строением отделов анализатора вкуса.

Механизм возникновения аппетита

Аппетитом физиологи называют потребность в еде, которая имеет эмоционально-физиологический характер, а также то ощущение радости и удовлетворения, которое мы получаем при виде еды, а затем в процессе ее употребления. Формирование аппетита происходит при участии совокупности нескольких анализаторов человеческого организма, а именно - зрительного, вкусового и обонятельного.

Что общего у вкусового и обонятельного анализаторов? Совокупность запаха, вида и вкуса еды представляет собой условный раздражитель. Именно он служит катализатором процесса возбуждения в нервных окончаниях. После этого по известному уже нам пути возбуждение поступает в пищеварительный центр, который расположен в таких зонах головного мозга, как таламус, продолговатый мозг. Непосредственное участие в формировании аппетита также принимает и лимбическая система организма.

Принцип дифференциации вкусовых ощущений

Полагаясь на исследования ученых-физиологов, мы выяснили, что хеморецепторы вкусового анализатора человека приходят в возбуждение под воздействием таких раздражителей, как внешний вид, запах и вкус пищи. Дифференциация основных четырех ранее рассмотренных видов вкуса, а также всей гаммы их оттенков, происходит в результате осуществления аналитико-синтетической деятельности такого отдела головного мозга, как кора больших полушарий. Вкусовой центр находится именно в ней, а если точнее - в ее височной доле.

Как говорилось ранее, разного рода травмы и патологии отделов вкусового анализатора, и височной доли головного мозга в том числе, могут привести к полной или частичной потере возможности распознавать вкус. Данное явление называется агевзией. Агевзия может возникнуть и не в результате травм, а, например, при возникновении вирусных инфекций из верхнего отдела дыхательных путей. При возникновении ринитов или синуситов наблюдает воспаление и отек слизистой оболочки ротовой полости и носоглотки, а также гипертермия (повышение температуры тела на фоне воспалительного процесса). Именно отечность и гипертермия могут значительно снизить чувствительность хеморецепторов к раздражителям. Такова физиология вкусового анализатора.

Сенсорный анализ пищи

Несмотря на то что у всех нас строение анализатора вкуса идентично, порог чувствительности все же у всех различается. У некоторых, как правило, благодаря генетическим особенностям порог чувствительности значительно снижен, в результате чего они могут различать на порядок больше вкусовых и обонятельных оттенков. Такие люди часто работают дегустаторами. Интересно, что вкусовой анализатор у некоторых настолько чувствителен, что они могут различать до 450 видов чая, опираясь на свои вкусовые ощущения. Однако подавляющая часть людей не имеет такой способности, так как их порог чувствительности более высокий. В основной своей массе мы используем вкусовой анализатор в первую очередь для анализа непосредственно вкусового качества употребляемой пищи. Это позволяет удовлетворить нашу потребность в качественной и свежей еде.

Повышенная чувствительность хеморецепторов может наблюдаться также и в период беременности и лактации у женщин, в состоянии стресса.

Но и в обычных условиях можно усилить вкусовые качества пищи путем ее нагревания до температуры +30-40 градусов. Как известно, данный прием используют при определении вкусовых качеств вина и пива в процессе дегустации.

Л. Ашкинази

… эволюция не может, как инженер, неудовлетворённый своим решением проблемы, разобрать машину на части, сделать новый чертёж и заново собрать механизм… Её творчество выражается лишь в поправках, усовершенствованиях, достройках…

Станислав Лем. „Формула Лимфатера“

Сколько их существует?

Считается, что человек различает то ли четыре, то ли пять элементарных вкусов: солёный, кислый, сладкий, горький и ещё один, для которого нет русского названия. Его называют „umami“ и приписывают вкусу глутамата натрия. Впрочем, иногда его называют „сладковатым“, а изготовители продуктов считают, что глутамат натрия просто усиливает ощущение других вкусов. Если же верить книгам о еде, то вкусов оказывается не пять, а многие тысячи, - но кулинары имеют в виду не элементарные вкусы, а комбинированные. Недавно и учёные заподозрили, что их не пять.

Выяснилось, что вкусовые рецепторы крыс по-разному реагируют на различные горькие вещества. Горький возбудитель вызывает в клетке рецептора увеличение концентрации кальция, что побуждает клетку выделять трансмиттер (химический передатчик импульсов между нервными клетками). Для изучения этого процесса биологи А. Каиседо и С. Ропер из университета Майами (США) ввели во вкусовые клетки крысиного языка флуоресцентную метку, реагирующую на повышение уровня кальция. Затем они подвергли клетки воздействию различных горьких соединений. Оказалось, что 66 процентов чувствительных к горькому клеток реагировали только на одно соединение, 27 процентов - на два и 7 процентов - более чем на два соединения. Это означает, что вкусовые рецепторы, реагирующие на различные горькие вещества, различны, однако у нас для „горького“ только одно название. А возможно, что крысы просто лучше разбираются в горькой стороне жизни, нежели человек.

Из чего состоит вкус

Разные вещества могут обладать чистым или смешанным вкусом. Вкус всех чисто горьких веществ воспринимается человеком совершенно одинаково. Так, растворы опия, стрихнина, морфия, хинина могут отличаться один от другого интенсивностью вызванного ими чувства горечи, но не его качеством. Если же уравнять интенсивность ощущения, взяв перечисленные растворы в разной концентрации, то они становятся неразличимыми. То же относится и к кислым вкусам. Растворы соляной, азотной, серной, фосфорной, муравьиной, щавелевой, винной, лимонной и яблочной кислот, взятые в соответствующем разведении, неотличимы на вкус. При исследовании сладких веществ также было установлено, что не существует нескольких видов сладкого. Те или иные вещества могут обладать более или менее выраженным сладким вкусом, но если этот вкус чисто сладкий, то их растворы нельзя отличить один от другого. Чисто сладким вкусом обладают глюкоза, фруктоза, лактоза, сахароза. Относительно солёного вкуса доказано, что в чисто выраженном виде им обладает только одно-единственное вещество - поваренная соль. Все остальные солоноватые вещества имеют горький или кислый привкус.

Как смешиваются вкусы? Кислые и сладкие вещества могут вызвать кисло-сладкое ощущение, свойственное многим сортам яблок или фруктовым напиткам. Пример кисло-соленого ощущения - вкус огуречного рассола. Горькое и сладкое сливаются с трудом, но горькое какао в смеси с сахаром вызывает своеобразное слитное ощущение, свойственное шоколаду. А вот слияния горького с солёным и особенно горького с кислым не происходит вовсе. Смеси горьких и солёных, горьких и кислых веществ крайне неприятны на вкус.

Как устроен вкусовой анализатор

Выяснить, что такое элементарный вкус, можно было бы, определив, сколько типов клеток-анализаторов участвуют в восприятии. Но, в отличие от зрения, это до сих пор не сделано. Заметим, гипотетически можно иметь один тип клеток и даже просто одну-единственную клетку, но, измеряя с высокой точностью идущий от неё сигнал, получать хоть пять, хоть пятьдесят тысяч значений. Хороший цифровой вольтметр или частотомер имеет ещё большую разрешающую способность. Конечно, и человеку и животному целесообразно уметь различать несколько разных вкусов - скажем, по числу часто встречающихся вредных веществ и продуктов, требующих разного состава желудочного сока. Как удобно было бы иметь множество типов чувствительных клеток, настроенных на разные вещества или типы веществ, например, индикатор тухлого мяса, индикатор волчьих ягод, индикаторы мясной и растительной пищи, индикатор мороженого крем-брюле.

Клетки, воспринимающие вкусовые раздражения, собраны во вкусовые луковицы (или почки) размером около 70 микрометров, которые размещаются на вкусовых сосочках. У человека эти структуры расположены на языке. Количество вкусовых клеток во вкусовой луковице составляет от 30 до 80 (хотя в некоторых источниках называют и меньшие и большие числа). Крупные сосочки у основания языка содержат до 500 вкусовых луковиц каждый, мелкие - на передней и боковых поверхностях языка - по несколько луковиц, а всего у человека несколько тысяч вкусовых луковиц. Есть четыре типа сосочков, различающихся локализацией и формой: грибовидные на кончике языка, листовидные на боковой поверхности, желобковые на передней части языка и нитевидные, содержащие рецепторы, чувствительные не ко вкусу, а лишь к температуре и механическому воздействию. Влияние температуры и механического воздействия на ощущение вкуса реализовано не в мозге (как влияние запаха на ощущение вкуса), а на уровне, лежащем ниже, то есть оно уже предусмотрено строением рецепторного механизма. Считается, что восприятие температуры и механического воздействия важно для возникновения ощущения едкого, вяжущего и терпкого вкуса.

Железы между сосочками секретируют жидкость, которая промывает вкусовые луковицы. Наружные части вкусовых рецепторных клеток образуют микроворсинки длиной 2 микрометра и диаметром 0,1–0,2 микрометра, выходящие в общую камеру луковицы, которая через пору на поверхности сосочка сообщается с внешней средой. Стимулирующие молекулы достигают вкусовых клеток, проникая через эту пору. Одиночные вкусовые луковицы (не связанные с сосочками) имеются у водных позвоночных на поверхности головы, на жабрах, плавниках, в глотке, у наземных - на обратной поверхности языка, щёк, верхней части глотки.

Вкусовые клетки замещаются очень быстро, продолжительность их жизни составляет всего 10 дней, после чего из базальных клеток формируются новые рецепторы. Новые вкусовые сенсорные клетки связываются с сенсорными нервными волокнами - специфичность волокон при этом не меняется. Как сказал бы инженер, детали заменяются, но схема остаётся той же. Механизм, обеспечивающий такое взаимодействие между рецептором и волокном, пока неизвестен.

Вкусовые рецепторные клетки не имеют аксонов (длинных клеточных отростков, проводящих нервные импульсы). Информация передаётся окончаниям чувствительных волокон с помощью трансмиттеров - „промежуточных веществ“. Обработка вкусового сигнала (как, кстати, и зрительного) организована иерархически. Одиночное нервное волокно разветвляется и получает сигналы от рецепторных клеток разных вкусовых луковиц, поэтому у каждого волокна имеется свой „вкусовой профиль“. Одни волокна особенно сильно возбуждаются при действии горького, другие - при действии солёного, сладкого или кислого. Дальнейшая обработка происходит в мозге. Возможно, что разные эшелоны обработки сигнала - как вкусового, так и зрительного - наследие эволюции (см. эпиграф): эволюция не даёт „задний ход“, и метод обработки сигнала, реализованный на этапе, когда мозга ещё не было, сохраняется у рода Homo, только этот метод дополняется другими. Может быть, поэтому человек вообще так сложен? В частности, до сих пор неизвестно, на каком уровне, то есть где и как, пять элементарных сигналов образуют все те тысячи вкусов, которые различает тренированный человек. Это может происходить по крайней мере в трёх разных местах: прямо в клетках, в нервной сети, доставляющей сигнал в мозг, и, наконец, в мозге.

Зрительный сигнал, кстати, тоже обрабатывается не в одном месте - в глазу лягушки есть специализированные группы клеток, реагирующие на определённые элементы изображения. Да и сетчатка состоит из нескольких слоёв клеток, то есть частично обработка сигнала происходит в глазу, а частично - в мозге. Заимствование у природы этой идеи позволило американскому кибернетику Ф. Розенблатту создать в середине прошлого века „перцептрон“ - устройство для обработки сигналов, которое ныне вовсю использует человек при распознавании образов. Причина эффективности перцептрона до сих пор не понята, как, впрочем, не понята и причина эффективности его прототипа, то есть глаза. Подглядеть и понять - совершенно разные вещи; многие наши читатели - школьники и студенты - хорошо это знают.

Вкус на уровне клетки

До сих пор не ясно, что является специфическим рецептором - вкусовая луковица или вкусовая клетка. Если верна первая гипотеза, то можно предположить, что есть сосочки, содержащие луковицы только одного вида, двух или трёх видов и, наконец, всех видов. При этом преобладающее количество луковиц, возбуждаемых раздражителем каждого вида, находится в сосочках, расположенных в разных областях поверхности языка, благодаря чему эти области неодинаково восприимчивы к разным воздействиям, но всё же до некоторой степени обладают чувствительностью к каждому из них. А некоторые авторы считают, что рецепторные участки вкусовых клеток реагируют на вкусовые стимулы различных типов, причём каждая вкусовая клетка может иметь рецепторные участки нескольких типов.

Как именно клетка воспринимает сигнал от вещества - тоже пока доподлинно неизвестно. Считается, что рецепторы для солёного и кислого - это ионные каналы (причём кислый вкус создают просто водородные ионы), а другие ощущения вызваны тем, что вкусовые вещества воздействуют на клетки не сами, а сначала вступают в химическую реакцию с каким-то белком, а уж результат реакции воздействует на клетки. Действительно, во вкусовых сосочках существуют фракции белковых макромолекул, вступающие в реакцию со сладкими и горькими веществами. В таком случае нечувствительность к сладкому и горькому должна быть связана с нарушениями в деятельности каких-то определённых генов. В подтверждение этой гипотезы были обнаружены генетические различия между людьми, ощущающими и не ощущающими сладкое. В литературе есть сведения о том, что взаимодействие веществ с клеткой имеет несколько стадий, что последние из них носят ферментативный характер, что при этом во вкусовой клетке происходит каталитическое расщепление АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) и высвобождается энергия, необходимая для возникновения рецепторного потенциала. Возможно, что существует вторая рецепторная система - у некоторых животных обнаружены распределённые между сосочками голые нервные окончания. Они реагируют на высокие концентрации и тормозят активность других рецепторов - осуществляют, выражаясь радиотехническим языком, отрицательную обратную связь, расширяющую динамический диапазон анализатора, то есть способность воспринимать как слабые, так и сильные сигналы.

Как это ни странно, связь между химическими свойствами веществ и их вкусом довольно слабая, хотя известно, что некоторые химически подобные вещества имеют сходный вкус. Например, сладкий вкус характерен для сахара, солей свинца и заменителей сахара - веществ, имеющих с точки зрения химика очень мало общего. Но вкусовой анализатор считает иначе. Более того, воспринимаемый вкус вещества зависит от концентрации последнего - например, поваренная соль в малых концентрациях кажется сладкой. Поэтому появляющиеся время от времени сообщения о создании прибора, различающего вкус, можно считать некоторым преувеличением. Можно сделать химический анализатор на любое вещество или группу веществ, но до тех пор, пока не удастся понять, как именно работает анализатор природный, мы не сможем утверждать, что созданный нами прибор способен правильно идентифицировать вкус вещества, которое ему ранее не предъявлялось.

Кое-что о форме бокала

В 1901 году в журнале „Philosophische Studien“ впервые была опубликована карта расположения вкусовых рецепторов на языке: кончик чувствителен к сладости, задняя часть - к горечи, кислотность максимально ощущается боковыми точками языка, а солёность воспринимается примерно одинаково во всех точках. Поэтому для вкусового ощущения важно, на какую часть языка попадает вещество. Обычно мы воспринимаем еду всем языком, но виноделы утверждают, что вкус вина зависит от формы бокала, поскольку форма и объём чаши бокала, диаметр края и его обработка (край может быть срезан под прямым углом либо иметь закруглённый ободок), толщина стенок - вот факторы, которые определяют точку первичного контакта напитка со вкусовыми рецепторами, а следовательно, влияют на восприятие вкуса и запаха. Например, австриец Георг Ридель, занимающийся дизайном и производством стеклянной посуды, утверждает, что вина из различных сортов винограда требуют бокалов разной формы. Например, он придумал специальный бокал для рислинга с тонким зауженным краем, чтобы вино попадало в рот, не касаясь боковых областей языка, реагирующих на высокую кислотность. Повышенное содержание кислоты в рислинге связано с тем, что его изготавливают из винограда, выращенного в холодном северном климате, и без молочнокислой ферментации. Бокал для шардоне должен, напротив, быть более широким, чтобы выявлять кислоту, а не ослаблять её вкус, поскольку вина шардоне происходят из более тёплого климата и подвергаются молочнокислой ферментации.

После того как вещество попало на язык, сначала возникает ощущение прикосновения (то есть тактильное чувство), и только затем - вкусовые ощущения в следующем порядке: на кончике языка первым проявляется солёный вкус, за ним сладкий, кислый и позднее всех горький; на основании же языка - прежде всего горький, затем солёный и позже всех сладкий. Эти различия тоже могут как-то влиять на общее ощущение вкуса.

Для чего нам вкус и как его тренировать

Сигнал от вкусовых рецепторов используется организмом двояко. Во-первых, бессознательно - например, для управления желудочной секрецией, причём как её количеством, так и составом, то есть вкус еды - это не только сигнал, что пора переваривать пищу, но и заказ на состав желудочного сока. Во-вторых, вкус используется осознанно - для получения удовольствия от еды.

Некоторые утверждают, что вкусовые ощущения можно тренировать. И если сконцентрировать внимание на кончике языка, то начнётся слюноотделение. Возьмите, говорят они, кусочек сахара и положите его перед собой. Посмотрите на него, закройте глаза, представьте себе этот кусочек и, продолжая удерживать внимание на кончике языка, постарайтесь вызвать вкус сахара. Обычно вкусовые ощущения появляются через 20–30 секунд, и от упражнения к упражнению они усиливаются. Если же у вас плохо получается, попробуйте сначала положить крупинку сахара на кончик языка, потом усилить соответствующие вкусовые ощущения. Тренируйтесь по 15–20 минут 3–4 раза в день в течение 7–10 дней. После того как вы научитесь вызывать вкус сахара, сыра и клубники, надо осваивать переходы от одного вкуса к другому, например, научиться вытеснять вкус сыра вкусом клубники. Освоив этот способ, вы сможете произвольно, легко и просто менять вкусовые ощущения. Я пробовал, но, видимо, попал в те 5–7 процентов людей, которые неспособны „вообразить“ вкус по своему желанию.

Не сами по себе

Вкусовые ощущения связаны с обонятельными, осязательными и термическими. Известно, как ослабляются вкусовые ощущения при исключении обоняния, например при насморке (кстати, и при курении). Те стороны вкусовых ощущений, которые определяются такими словами, как вяжущий, мучнистый, острый, жгучий, терпкий, клейкий, обусловлены осязательной реакцией. Вкус свежести, например, от мяты или ментола, возможно, объясняется примесью термических ощущений (локальным охлаждением из-за быстрого испарения). Иногда утверждается, что вкусовые ощущения могут быть вызваны механическим воздействием, попросту говоря - прикосновением или давлением струи воздуха, а также изменением температуры. Но в первом случае всё осложнено химическим взаимодействием, во втором - собственно теплообменом, охлаждением за счёт испарения и, возможно, изменением влажности поверхности. Возникновение ощущения при прикосновении к языку контактов батарейки (не вздумайте использовать напряжение больше 4,5 вольта) объясняется электролизом и образованием ионов. Исследователи из Йельского университета (США) показали, что ощущение кислого или солёного возникает при охлаждении краёв языка до 20°С; при согревании краёв или кончика языка до 35°С ощущается сладкий вкус.

По некоторым данным, горькие вещества, непосредственно введённые в кровь, тоже возбуждают вкусовые нервы. Например, у собаки после инъекции горького вещества появляются те же движения челюстей и гримаса отвращения, как и при действии этого вещества на язык. Бывает, что люди жалуются на горечь во рту спустя некоторое время после приёма хины в облатках, когда хина уже успела поступить в кровь. Впрочем, во всех этих случаях не исключено попадание горького вещества непосредственно на язык.

Охлаждение и нагрев уменьшают чувствительность к вкусу: язык, охлаждённый льдом в течение минуты, перестаёт ощущать вкус сахара, при нагреве поверхности языка до 50°С чувствительность тоже падает. Область наибольшей чувствительности - от 20 до 38°С.

Вкус к известному веществу может усиливаться по контрасту со вкусом другого, предварительно подействовавшего вещества. Так, вкус вина усиливается предварительным употреблением сыра и, наоборот, притупляется и портится после всего сладкого. Если сначала пожевать корень касатика (Iris pseudacorus), то кофе и молоко покажутся кислыми. Такое влияние одних вкусов на другие может зависеть как от чисто химических процессов на языке, так и от смешения в нашем сознании следа, оставленного предшествующим вкусовым ощущением, с новым вкусовым возбуждением. Вкусы легко компенсировать один другим и делать приятными, например, чересчур кислый вкус - сладким, но при этом не происходит прямого смешения ощущений, дающего нечто среднее, так как вкусы сладкого и кислого остаются при смешивании в той же силе, и только меняется наше отношение к ним с точки зрения приятности. Компенсация вкусов, не сопровождающаяся компенсацией химических свойств вкусовых веществ, имеет место в центральных органах наших ощущений. Борьбу вкусовых ощущений легче всего наблюдать, если положить на одну половину языка кислое, а на другую - горькое вещество; при этом в сознании возникает ощущение то кислого, то горького, и человек может произвольно останавливаться то на том, то на другом, но смешивания обоих вкусов в нечто среднее не происходит.

На явлениях контраста вкусов, их компенсации и следов зиждется всё здание гастрономии, которое имеет ту физиологическую ценность, что хороший, приятный вкус пищи способствует её перевариванию, усиливая выделение пищеварительных соков и вызывая настроение, столь благоприятное для нормального течения всех телесных процессов в организме.

Связь вкусовых и обонятельных ощущений очевидна. Уменьшить влияние обонятельных ощущений на вкусовые можно, зажав плотно нос и воздерживаясь во время дегустации от дыхательных движений. При этом „вкус“ многих веществ совершенно меняется: например, лук становится сладким и по вкусу трудно отличимым от сладкого яблока. Фрукты, вина, варенье - все они обладают сладким, кислым или кисло-сладким вкусом. Между тем разнообразие ощущений, вызываемых ими, огромно. Это определяется не их вкусовыми, а обонятельными свойствами.

Наконец, большое значение имеет химическое влияние слюны на находящиеся во рту вещества. В этом легко убедиться, если взять в рот кусочек пресного белого хлеба. Крахмал, который не растворяется в воде и является основным углеводом, содержащимся в таком хлебе, не имеет вкуса. Стоит только пожевать хлеб, то есть привести его в соприкосновение со слюной, как он приобретает отчетливый сладковатый вкус, признак того, что часть крахмала расщепилась ферментами слюны до глюкозы.

Этот сложный механизм иногда ломается. Полная потеря всех вкусовых ощущений называется агевзией, ослабление ощущений - гипогевзией, прочие изменения в восприятии вкусовых ощущений - парагевзией. Изменение вкусовых ощущений может наступить в результате повреждения слизистой оболочки языка при воспалении и ожогах - термических и химических. Потеря вкусовой чувствительности наблюдается и при поражении проводящих путей вкусового анализатора: выпадение вкуса на передних двух третях одной половины языка связано с поражением язычного или лицевого нерва, в области задней трети языка - при повреждении языкоглоточного нерва. При поражении некоторых структур головного мозга может наблюдаться выпадение вкусовой чувствительности во всей половине языка. В ряде случаев изменения вкуса вызываются заболеваниями внутренних органов или нарушением обмена веществ: ощущение горечи отмечается при заболеваниях желчного пузыря, ощущение кислоты - при заболеваниях желудка, ощущение сладкого во рту - при выраженных формах сахарного диабета. При некоторых заболеваниях восприятие одних вкусов остаётся нормальным, а других - утрачивается или извращается. Чаще всего это наблюдается у психических больных, и происхождение этих расстройств связывают с патологией глубинных отделов височной доли мозга. Такие больные нередко с удовольствием едят неприятные или вредные для здоровья вещества.

Но здоровый человек обычно так не поступает. И спасибо за это надо сказать нашему природному вкусовому анализатору.

В организме человека содержится огромное множество рецепторов, передающих нервной системы сигналы разного типа о раздражителях вроде температуры, прикосновения, давления или боли. Одним из самых богатых рецепторами органов является язык, назначение которого – не только проталкивание пищи в горло, ее начальная переработка или артикуляция, но также определение вкуса еды или жидкости. Правильное функционирование рецепторной системы языка жизненно важно для человека, так как она позволяет предупредить проглатывание вредных веществ и оценить качество съедаемых продуктов.

Типы рецепторов языка

У рецепторов на языке может быть разная спецификация: например, там содержатся механорецепторы и терморецепторы, первые из которых помогают оценить консистенцию пищи, а вторые – ее температуру. Тем не менее, основными инструментами оценки, содержащимися в языке, являются хеморецепторы, которые отвечают за определение вкуса.

Данный механизм для человека, как и для других млекопитающих, имеет огромное значение, так как позволяет отличать съедобные объекты от несъедобных, а это определяет успешность выживания. Вкусовые рецепторы на поверхности языка располагаются во вкусовых почках (иначе – сосочках), при этом они присутствуют также на твердом небе и в глотке.

Хеморецепторы содержат в себе специальный комплекс белков, которые при взаимодействии с тем или иным химическим раздражителем изменяют свои свойства, преобразуя получаемый сигнал в нервный импульс, идущий в мозг. Очень долгое время ученые считали, что существует только четыре специфических вкуса, которые могут быть различимы рецепторами языка:

• сладкий;
• горький;
• кислый;
• соленый.

Есть и пятый тип вкуса, на который реагируют определенные рецепторы во вкусовых сосочках, и который называется «умами»: он характеризует вещества с высоким содержанием белков. В первую очередь, к ним относятся приготовленные морепродукты и мясо, а также сыры, орехи, грибы и некоторые овощи.

Альтернативная классификация добавляет к названным выше типам терпкий, мятный, жгучий, щелочной и другие вкусы.

Важно! Глобально, вкусовой сигнал направляется от языка в мозг по двум нервным каналам – лицевому и языкоглоточному. Каждый из них отвечает за свои части языка: первый – за передние две трети, а второй – за последнюю треть.

Функционирование рецепторов

Было бы неверно полагать, что только вкусовые рецепторы языка определяют вкус продукта, формируемый в мозгу. В финальной оценке потребляемого вещества принимают участие также осязательные (тактильные) и обонятельные ощущения, комплекс которых и позволяет выделять ощущения жжения, вязкости, «царапанья», терпкости и так далее. Для упрощения анализа принято рассматривать только четыре базовых вкуса, получаемых хеморецепторами.

Ощущение солености в большинстве случаев создает присутствие в съедобном веществе хлорида натрия, в быту называемого поваренной солью. Его улавливают специальные ионные каналы на языке, которые изменяют свой потенциал действия – волну возбуждения в живой клетке. Соленый вкус имеет свойство «смешиваться» с кислым во время оценки их мозгом, поэтому в большинстве случаев человек, испытывающий оба вкуса одновременно, затрудняется ответить, какой из них сильнее.

Кислый вкус напрямую зависит от кислотности пищи, определяемой параметром рН. Нейтральным значением этого параметра считается число семь, соответствующее кислотности человеческой слюны (с небольшими вариациями в разные стороны). Соответственно, продукт с меньшим значением рН воспринимается рецепторами как кислый, а с большим вызывает ощущение «мыльности».

Сладкий вкус образуют различные сахара, глицерин, некоторые белки и аминокислоты. Их определением на языке занимаются так называемые G-белки, расположенные внутри вкусовых сосочков.

Горький вкус языком воспринимается также благодаря G-белкам в рецепторах, и главное его назначение, выработанное в период эволюции – предупреждение человека о вероятной опасности поглощения того или иного вещества. Связано это с тем, что многие растительные алкалоиды, ядовитые для людей, обладают выраженным горьким вкусом.

По этой причине сегодня во многие токсичные вещества при их производстве добавляют искусственную горечь, чтобы отпугнуть тех, кто случайно или намеренно решит их попробовать.

Обратите внимание! Некоторые научные источники выделяют также вкус воды, на который реагируют рецепторы языка, передавая сигнал в волокна лицевого нерва. Тем не менее, субъективное восприятие этого вкуса зависит от того, какое вкусовое ощущение ему предшествовало.

Ранние исследования немецких ученых в 19-м веке определили, какие зоны языка отвечают за тот или иной конкретный вкус: сладость и соленость воспринимаются кончиком языка, кислотность – боковыми зонами, горечь – средней частью спинки. Данное понимание «вкусовой карты» языка стало традиционным и укрепилось в науке, однако недавно полученные данные опровергают эту ошибочную теорию. Согласно им, все типы вкусовых рецепторов присутствуют во всех зонах языка, а единственное различие заключается лишь в плотности их распределения.

Расстройство вкуса

По некоторым причинам у человека может возникнуть расстройство вкуса – дисгевзия, которая делится на следующие типы:

• агевзия;
• парагевзия;
• фантагевзия;
• гипогевзия.

Последняя разновидность является самой распространенной, и представляет собой расстройство вкуса, связанное с усугублением работы рецепторов языка. Состояние гипогевзии может быть кратковременным или продолжительным. Основной причиной этого расстройства является повреждение вкусовых сосочков, однако оказывать влияние на формирование патологии может ряд других состояний:

Также речь может идти о молочнице, последствиях лучевой терапии, недостатке целого перечня витаминных компонентов, применении лекарственных препаратов и о многом другом. Лечение гипогевзии напрямую зависит от того, почему возникло описываемое состояние. Если причина заключается в применении препаратов, тогда снижают их дозировку, если причиной оказался паралич – необходимо озаботиться восстановлением состояния сосудов.

Ускорить восстановление рецепторов языка могут препараты искусственной слюны, например, Гипосаликс. Назначают Иммунал и другие общеукрепляющие средства, предназначенные для укрепления иммунитета и улучшения работы организма.