گیرنده چشایی چیست و در کجا قرار دارد؟ – تصویری و به زبان ساده

توانایی برقراری ارتباط با محیط اطراف یکی از ویژگی‌های حیاتی انسان برای حفظ بقا و حواس پنج‌گانه (بینایی، شنوایی، چشایی، بویایی و لامسه) یکی از این راه‌های ارتباطی است. گیرنده‌های چشایی، انواعی از گیرنده‌های حسی هستند که در سطح زبان قرار دارند و به انسان توانایی تشخیص مزه‌ها را می‌دهند. به کمک تشخیص مزه‌ها نیاز شما به کالری (مزه شیرین)، محافظت در برابر غذای فاسد و مسموم (مزه ترش و تلخ)، تنظیم اسمزی بدن (مزه شور) و نیاز به دریافت پروتئین (مزه اومامی) تامین می‌شود. در این مطلب با هم می‌خوانیم که گیرنده چشایی چیست و در کدام قسمت زبان قرار دارد.

گیرنده چشایی چیست ؟

گیرنده‌های چشایی یکی از انواع گیرنده‌های حواس ویژه در بدن پستانداران هستند. این گیرنده‌ها همراه گیرنده‌های بویایی به جانور برای پیدا کردن غذا، دوری از مواد سمی و جفت‌یابی کمک می‌کند. گیرنده‌های چشایی انسان سلول‌های پوششی تغییر شکل یافته‌ای هستند که مولکول‌های شیمیایی غذا را شناسایی می‌کنند. اتصال این مولکول‌ها به پروتئینی غشای پلاسمایی سلول چشایی با ایجاد پتانسیل عمل و پیام عصبی در سلول همراه است. پتانسیل عمل ایجا شده به‌وسیله نورون‌های حسی به مغز منتقل و مزه غذا درک خواهد شد.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه هشتم – بخش زیست و زمین شناسی

دیدن فیلم آموزشی

گیرنده چشایی کجاست ؟

سطح زبان انسان با برجستگی‌های کوچک و قابل مشاهده‌ای به نام «پاپیلا» (Papillae) پوشیده شده است. در هر یک از این برجستگی‌ها تعداد زیادی جوانه چشایی وجود دارد. هر جوانه چشایی مجموعه‌ای از سلول‌های چشایی (گیرنده چشایی)، سلول‌های پشتیبان و سلول‌های پایه تشکیل شده است. هر جوانه چشایی ادر انتها با یک نورون حسی آوران سیناپس می‌دهد. این نورون‌ها به هم می‌پیوند و عصب چشایی را برای انتقال پیام عصبی به مغز ایجاد می‌کنند.

فیلم آموزش زیست‌ شناسی ۲ – زیست پایه یازدهم

دیدن فیلم آموزشی

برجستگی های زبان

شکل برجستگی‌های زبان، نوع سلول‌های چشایی آن و محل قرارگیری برجستگی روی زبان متفاوت است. برجستگی‌های قارچی، برگی، رشته‌ای و جامی‌شکل انواع پاپیلای زبان هستند.

• برجستگی قارچی: این برجستگی‌ها بین برجستگی‌های رشته‌ای و در بخش جلویی زبان قرار دارند. بافت پیوندی زبان در این این قسمت با چندلایه بافت پوششی سنگفرشی پوشیده شده است که جوانه‌های چشایی در بخش‌های بالایی (نزدیک سطح زبان) آن قرار دارند. نورون‌های حسی خروجی از این برجستگی‌ها عصب سه‌قلو را می‌سازند. سلول‌های چشایی این برجستگی‌ها به مولکول‌های ترشی و شیرینی حساس‌تر هستند.
• برجستگی برگی: این برجستگی‌ها در بخش عقبی زبان و بافت کناره قرار دارند. انتهای این برجستگی‌ها غدد سروزی قرار دارد که ذرات غذا را در خود حل می‌کند. در نتیجه سلول‌های چشایی با مولکول غذا برهم‌کنش می‌دهند. سلول‌های چشایی برجستگی برگی به مزه مولکول‌های ترش حساسیت بیشتری دارد. نورون‌های حسی خروجی از این سلول‌ها بخشی از عصب طناب صماخی یا «کوردا تیمپانی» (Chorda Tympani) و بخش از عصب زبانی-حلقی را می‌سازند.
• برجستگی رشته‌ای: این برجستگی‌ها در تمام سطح زبان قرار دارند و اصطکاک زبان با غذا را افزایش می‌دهند. در نتیجه مولکول‌های غذا برای مدت بیشتری در تماس با سلول‌های چشایی قرار خواهند گرفت. دلیل اینکه می‌توانید بستنی را لیس بزنید، وجود برجستگی‌های رشته‌ای در زبان است. در این برجستگی‌ها سلول چشایی وجود ندارد.
• برجستگی جامی‌شکل: این برجستگی‌ها در بخش انتهایی زبان قرار دارند و اندازه آن‌ها از برجستگی‌های دیگر بزرگ‌تر است. ۸ تا ۱۵ برجستگی جامی با شکلی شبیه حرف انگلیسی V در زبان انسان وجود دارد. جوانه چشایی برجستگی‌های جامی به مولکول‌های تلخ حساس‌تر هستند. نورون‌های حسی خروجی از این برجستگی‌ها بخشی از عصب زبانی-حلقی را می‌سازند.

جوانه چشایی

جوانه چشایی از سه نوع سلول متفاوت تشکیل شده است که مثل جوانه گیاه سیر کنار هم قرار می‌گیرند. در سطح بالایی (نزدیک حفره دهان) بعضی از این سلول‌ها میکروویلی‌هایی وجود دارد که در حفره چشایی قرار می‌گیرند. میکروویلی‌ها به کمک بزاق مولکول غذا را در اختیار سلول چشایی قرار می‌دهند. سلول‌های چشایی گیرنده‌های شیمیایی هستند که گیرنده پروتئین آن‌ها به مولکول‌های محلول متصل می‌شود. سلول‌های پشتیبان و پایه دو نوع دیگر از سلول‌های جوانه چشایی هستند.

• سلول‌های پشتیبان: سلول‌های پشتیبان، تیره، نوع I یا شبه گلیا سلول‌هایی با هسته بزرگ هستند که سلول‌های چشایی را از هم جدا می‌کنند. این سلول‌ها آنزیمی به غشای سیناپسی ترشح می‌کنند که با هیدرولیز انتقال‌دهنده عصبی، نورون را برای پتانسیل عمل بعدی آماده نگه می‌دارد.
• سلول چشایی: سلول‌های چشایی یا سلول‌های نوع II، سلول‌های تحریک‌پذیری هستند که گیرنده همراه با پروتئین G در غشای پلاسمایی آن‌ها وجود دارد که به مزه شیرین، اومامی و تلخ پاسخ می‌دهد.
• سلول‌های پیش‌سیناپسی: سلول‌های پیش‌سیناپسی یا نوع III، گیرنده‌های چشایی هستند که با رشته‌های عصبی سیناپس می‌دهند. این سلول‌ها مزه ترش را به‌وسیله تغییر غلظت پروتون و دپلاریزه شدن غشا شناسایی می‌کنند.
• سلول‌های پایه: این سلول‌های کوچک و مخروطی بین سلول‌های دیگر جوانه چشایی قرار می‌گیرند. سلول‌های پایه، سلول‌های بنیادی تمایزنیافته‌ای هستند که از میتوز و تمایز آن (تقریبا هر ده روز یکبار) انواع سلول‌های چشایی ایجاد می‌شود.

شناسایی مزه در گیرنده چشایی

در بخش‌های قبلی توضیح دادیم گیرنده چشایی کجا قرار دارد و ساختار آن چیست. در این بخش توضیح می‌دهیم وظیفه گیرنده چشایی چیست و چگونه ای کار را انجام می‌دهد. وظیفه گیرنده چشایی شناسایی چهار مزه اصلی شور، شیرین، تلخ، ترش و اومامی است که شناسایی هر یک با روش متفاوتی انجام می‌شود.

فیلم آموزش زیست‌ شناسی ۲ – زیست پایه یازدهم

دیدن فیلم آموزشی

• مزه شیرین نشانه‌ای از وجود قندها و کربوهیدرات‌ها در غذا است. این ترکیبات تامین‌کننده اصلی انرژی بدن هستند.
• بیشتر مزه شوری غذاها به دلیل وجود نمک سدیم کلرید (NaCl) در این ترکیبات به وجود می‌آید. سدیم یکی از یون‌های بسیار ضروری برای تنظیم اسمزی مایعات بدن، عملکرد صحیح دستگاه عصبی و جذب آمینواسیدها در دیواره لوله گوارش است.
• مزه ترشی به دلیل وجود ترکیبات اسیدی (ترکیبی که پروتون در آب آزاد می‌کند) در غذاها ایجاد می‌شود. مقدار کم این مزه مثل شوری بسیار خوشایند است اما میزان زیاد آن ناخوشایند است. به همین دلیل این دو مزه در تشخیص کیفیت غذا به ما کمک می‌کند. برای مثال غلظت بالای سیتریک‌اسید در میوه‌های نرسیده و لاکتیک‌اسید در شیر (شیر فاسد یا اصطلاحتا ترش شده) سبب می‌شود این غذاها را میل نکنید.
• مزه تلخی به دلیل حضور مولکول‌های آلکالوئید در غذا ایجاد می‌شود و به طور غریزی نشان‌دهنده ترکیبات سمی و خطرناک است. برای همین تمایل کمتری به مصرف آن‌ها وجود دارد. اما مغز ما در بزرگسالی می‌آموزد که ترکیباتی با کمی تلخی مثل کافئین و برخی ترکیبات دارویی، ممکن است برای بدن مفید باشند.
• اومامی در زبان ژاپنی به معنای خوشمزه است. این مزه به دلیل وجود آمینواسید‌های موجود در غذا احساس می‌شود. این مزه اولین بار با آمینواسید گلوتامات شناسایی شد و به آن مزه گوشت هم گفته می‌شود.

تفاوت مزه و طعم چیست ؟

«مزه غذا» (Taste) پیام عصبی است که به‌وسیله نورون‌های حسی مسیر چشایی به مغز منتقل می‌شود. نوع عصبی که این پیام را به دستگاه عصبی مرکزی منتقل می‌کند، نقش مهمی در تشخیص نوع مزه دارد. اما آنچه به عنوان «طعم غذا» (Flavor) درک می‌شود، مجموعه‌ای از پیام‌های عصبی اعصاب چشایی، بینایی، بویایی و لمسی است که بخش‌های مختلف مغز را فعال می‌کند. حتی خاطره ما از غذا ممکن است طعمی که از غذا درک می‌کنیم تغییر دهد. تمام این اطلاعات حسی در قشر حدقه‌ای پیشانی (در لوب جلویی مخ) که مسئول احساس لذت یا پاداش غذا است، با هم ادغام می‌شوند.

گیرنده چشایی شوری

در غشای پلاسمایی سلول‌های نوع I در جوانه چشایی تعداد زیادی کانال یونی همیشه‌باز وجود دارد. یون سدیم (نمک‌های $$Na^+$$) موجود در غذا از مسیر این کانال‌ها وارد سیتوپلاسم سلول نوع I شده و اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی سیتوپلاسم سلول با محیط اطراف را تغییر می‌دهد. کانال‌های ولتاژی سدیم و کلسیم، گروه دیگر کانال‌های یونی در غشای پلاسمایی این سلول‌ها هستند. دریچه این کانال‌ها با تغییر پتانسیل الکتریکی سیتوپلاسم باز یا بسته می‌شود. اگر غلظت یون‌های ورودی از کانال‌های همیشه باز به آستانه حساسیت (یا تحریک) کانال‌های سدیمی یا کلسیمی حساس به ولتاژ برسد، با باز شدن این کانال‌های غشایی، یون‌ها وارد سیتوپلاسم خواهد شد.

افزایش یون کلسیم، اگزوسیتوز وزیکول‌های ذخیره‌ای انتقال‌دهنده‌های عصبی سروتونین را تحریک می‌کند. اتصال این مولکول به گیرنده‌های سطح نورون‌های پس‌سیناپسی منجر به ایجاد پتانسیل عمل در آکسون نورون‌های حسی و انتقال پیام عصبی از اعصاب جمجمه‌ای می‌شود.

گیرنده چشایی ترشی

در غشای سلول های پیش‌سیناپسی یا نوع III کانال‌های همیشه‌باز کاتیونی وجود دارد. افزایش ترکیبات اسیدی غذا منجر به افزایش غلظت این یون در بزاق دهان و افزایش عبور آن از کانال‌های یونی به سیتوپلاسم می‌شود. یون هیدروژن با مسدود کردن کانال‌های همیشه پتاسیم از خروج این یون از سیتوپلاسم و تنظیم تعادل الکتروشیمیایی جلوگیری می‌کند. کاهش خروج پتاسیم (بار مثبت) از سیتوپلاسم و افزایش ورود پروتون (بار مثبت) با دپلاریزه شدن سلول پیش‌سیناپسی همراه است. در این شرایط کانال‌های حساس به ولتاژ سدیم و کلسیم باز می‌شوند و با اگزوسیتوز سروتونین پیام عصبی ایجاد شده از مزه ترشی در غذا به آکسون نورون حسی وابران منتقل می‌شود.

گیرنده چشایی تلخی شیرینی و اومامی

در بخش‌های قبلی با هم مرور کردیم مکانیسم انتقال پیام عصبی مزه ترش و شور در گیرنده چشایی چیست. گیرنده‌های تلخی، شیرینی و اومامی به‌وسیله گیرنده‌های غشایی همراه پروتئین G شناسایی می‌شوند. انواع این گیرنده‌ها به مولکول های مختلف متصل می‌شوند اما از مکانیسم مشترکی پیام عصبی مزه را به آکسون وابران منتقل می‌کنند. در این مسیر با اتصال مولکول‌های غذا به پروتئين عرض غشایی این سلول‌های چشایی، تبادل GDP با GTP و فعال شدن پروتئین G را به همراه دارد. پروتئین G فعال آنزیم غشایی فسفولیپاز C را فعال می‌کند. این آنزیم لیپیدهای فسفاتیدیل اینوزیتول بیس‌فسفات در غشای پلاسمایی را به مولکول‌های دی‌آسیل گلیسرول (DAG) و اینوزیتول تری‌فسفات (IP3) هیدرولیز می‌کند. IP3 با اتصال به کانال‌های کلسیمی شبکه اندوپلاسمی صاف، ورود یون کلسیم از این اندامک به سیتوپلاسم را تسهیل می‌کند. افزایش غلظت یون کلسیم با فعال شدن کانال‌های پنکسین در غشای انتهایی سلول چشایی و خروج انتقال‌دهنده عصبی ATP همراه است. اتصال ‌ATP-گیرنده در نورون وابران، پیام عصبی مزه تلخ، شیرین و اومامی را به پتانسیل عمل تبدیل می‌کند.

عصب چشایی کجاست ؟

در بخش قبلی توضیح دادیم که سلول‌های چشایی نورون نیستند اما با انتهای نورون‌های آوران حسی سیناپس دارند. مجموعه آکسون این نورون‌ها در دو-سوم ابتدایی زبان، شاخه طناب صماخی عصب صورت (عصب جمجمه‌ای ۷ | CN VII)، یک‌سوم انتهایی زبان، عصب حلقی-زبانی (عصب جمجمه‌ای ۴ | CN IV) و بخش‌های خارج زبانی (اپی‌گلوت و حلق) عصب واگ (عصب جمجمه‌ای ۱۰ | CN X) را می‌سازند. آکسون این نورون‌ها، تار عصبی میلین‌دار اما با سرعت پایین هدایت الکتریکی است که پتانسیل عمل را به هسته چشایی (NTS) در مغز میانی یا «مدولا اوبلگاتا» (Medulla Oblongata) منتقل می‌شود.

فیلم آموزش زیست‌ شناسی ۲ – زیست پایه یازدهم

دیدن فیلم آموزشی

نورون حسی دوم پیام عصبی را از هسته مغز میانی به تالاموس و نورون حسی سوم این پیام را از تالاموس به قشر مخ منتقل می‌کند. در نتیجه مزه غذا درک می‌شود. نورون‌های خروجی از تالاموس بخشی از پیام عصبی را برای ذخیره خاطره مزه غذا و ارتباط آن با بخش‌های احساسی به هیپوتالاموس و آمیگدالا منتقل می‌کنند.

مکانیسم شناسایی مزه در دهان و انتقال پیام عصبی به بخش‌های مختلف مغز در تمام ما یکی است. اما چرا هر یک از ما شدت شوری غذا یا تلخی کلم بروکلی را با درجات متفاوتی حس می‌کنیم؟ دلیل این اتفاق تفاوت تعداد گیرنده‌های چشایی مزه‌های مختلف در افراد است. برای مثال هر چه تعداد سلول‌های چشایی که مزه تلخ را شناسایی می‌کند در جوانه‌های چشایی شما بیشتر باشد، مزه تلخی بروکلی را بیشتر احساس خواهید کرد.

اختلال های چشایی

حال که متوجه شدیم ساختار گیرنده چشایی چیست بهتر است بدانیم اختلال این گیرنده چه مشکلاتی برای بدن ایجاد می‌کند. چشایی حسی مهمی است که تمایل به دریافت یا پس‌زدن غذا را در ما ایجاد می‌کند. اختلال‌ این حس با اختلال‌های گوارشی و بی‌میلی به غذا همراه است. از دست دادن کامل چشایی یا آگوشیا اختلال بسیار نادری است که در بیماران مبتلا به «سندروم سوگرن» (Sjögren Syndrome) ایجاد می‌شود. در این بیماری خودایمنی بدن علیه سلول‌های غدد اگزوکرین بزاق آنتی‌بادی ترشح می‌دهد. در نتیجه بزاق کافی برای انحلال مولکول‌های مزه وجود ندارد و حس چشایی از بین می‌رود. به علاوه آسیب اعصاب زبانی-حلقی با کم شدن (هیپوگوشیا) یا از دست رفتن (آگوشیا) حس چشایی همراه است. عفونت دهانی، رعایت نکردن بهداشت دهان، کمبود ویتامین B3 و روی از دیگر عواملی است که حس چشایی را کاهش می‌دهد.

فیلم آموزش فیزیولوژی سیستم عصبی مرکزی

دیدن فیلم آموزشی

دیسگوشیا یا پاراگوشیا به حالتی گفته می‌شود که مزه غذاها احساس ناخوشایند فلزات، شوری زیاد، تعفن یا ترشیدگی در مغز ایجاد می‌کند. این اختلال در بیشتر موارد موقتی است و سریع به حالت طبیعی برمی‌گردد.

سوالات متداول

در این بخش به تعدادی از سوالات متداول پیرامون گیرنده‌های چشایی پاسخ می‌دهیم.

آیا گیرنده های چشایی مژک دارند ؟

گیرنده های چشایی سلول‌های اپیتلیایی هستند که مثل سلول‌های اپیتلیال بعضی قسمت‌های لوله گوارش میکروویلی‌های در سطح آن‌ها قرار دارد. پروتئین‌های غشای میکروویلی با مولکول‌های محلول مزه متصل می‌شوند. این زائده‌های سیتوپلاسمی سطح در دسترس برای شناسایی مولکول‌های مزه را افزایش می‌دهند.

کدام قسمت زبان گیرنده چشایی ندارد ؟

گیرنده‌های چشایی در تمام سطح بالایی زبان (روبه سقف دهان)، اپی‌گلوت و حلق قرار دارند. اما شکل، تعداد و حساسیت آن‌ها به مزه‌های مختلف متفاوت است. به همین دلیل مزه شوری و ترشی بیشتر در کناره‌ها، تخی بیشتر در انتها و مزه شیرینی بیشتر در جلوی زبان احساس می‌شود.

جمع بندی

در این مطلب توضیح دادیم که ساختار و وظیفه گیرنده چشایی چیست و در کدام قسمت بدن قرار دارد. همچنین توضیح دادیم که گیرنده‌های چشایی، نورون عصبی نیستند. این گیرنده‌های شیمیایی در بخش‌های مختلف زبان قرار دارند و پنج مزه اصلی شیرین، شور، ترش، تلخ و اومامی را شناسایی می‌کنند. ادغام پیام عصبی این گیرنده‌ها به همراه عصب بینایی، بویایی و لامسه سبب درک طعم غذاها در قشر مخ می‌شود.