Az ízérzékelés akkor serkentődik, amikor a tápanyagok vagy más kémiai vegyületek speciális receptorsejteket aktiválnak a szájüregben. Az ízlelés segít eldönteni, hogy mit együnk, és befolyásolja, hogy milyen hatékonyan emésztjük meg ezeket az ételeket. Az emberi ízlelés képességeit nagyrészt az evolúciós őseink által elfoglalt ökológiai rések és az általuk keresett tápanyagok alakították. Korai hominoidokzárt trópusi erdei környezetben keresték a táplálékot, valószínűleg főként gyümölcsöt és leveleket ettek, és a korai hominidák elhagyták ezt a környezetet a szavannára, és jelentősen kibővítették táplálkozási repertoárjukat. Ízlelésüket használták volna a tápláló élelmiszerek azonosítására.
A táplálékkeresés során a helytelenül kiválasztott élelmiszerek kockázata nemcsak energiapazarlást és anyagcsere-károsodást jelent az alacsony tápanyag- és energiatartalmú élelmiszerek fogyasztása miatt, hanem a káros és potenciálisan halálos lenyelést is.a toxinoktól. Az elfogyasztott élelmiszerek tanult következményei a későbbiekben irányíthatják jövőbeli élelmiszerválasztásunkat. Az emberek kifejlődött ízlelő képességei még mindig hasznosak az egymilliárd ember számára, akik nagyon alacsony élelmezésbiztonsággal élnek azáltal, hogy segítik őket a tápanyagok azonosításában. De azok számára, akik könnyen hozzáférnek az ízletes, energiadús ételekhez, a cukros, sós és zsíros ételek iránti érzékenységünk a táplálkozással összefüggő betegségek, például az elhízás és a cukorbetegség kialakulását is elősegítette.
Érzékszervi mód
Az ízlelés olyan érzékszervi mód, amely magában foglalja az élelmiszerből származó vegyi anyagok orális érzékelését, amelyek stimulálják az ízlelőbimbókban lévő receptorsejteket . Az íz alapvetően két funkciót lát el: lehetővé teszi az élelmiszerek toxicitásának és tápanyagtartalmának értékelését, miközben segít eldönteni, hogy mit fogyasszunk, és felkészíti a szervezetet az élelmiszerek lenyelése utáni metabolizálására. Az ízérzékelést olyan molekulák váltják ki, amelyek stimulálják az ízlelőbimbókat a szájüregben és a garatban (a torok hátsó részén). Ezen túlmenően, az íz az „elfogadható” vagy „elfogadhatatlan” elsődleges érzését váltja ki a mintavételhez. Az íz a szagokkal és a tapintással kombinálva ízeket hoz létre, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy azonosítsuk és felismerjük az élelmiszereket ismerősként vagy újdonként. Ha ismerjük, előre láthatjuk az étel elfogyasztásának anyagcsere-következményeit. Ha újszerű, ezeket az érzékszervi jelzéseket felhasználhatjuk a lenyelés fiziológiai következményeinek megismerésére . Ha az eredmény pozitív, az íz örömet és jutalmat jelez – mind közvetlenül magának az íznek a kellemes minőségétől, mind a kapcsolódó anyagcsere következményektől. Egyes állatok az ízlelést is használják a társadalmi kémiai jelek megértésére, de jelenleg nincs bizonyíték arra, hogy ez az ember számára ezt a szerepet játssza.
Ízlés mint szociális érzék
A gerincteleneknél legalábbis az ízlésnek társadalmi funkciója van. Például a Drosophila hímek ízlés alapján tesznek különbséget a nőstények és a hímek között, valamint felismerik az egyes nőstények párosodási állapotát és tevékenységét. Azt még meg kell határozni, hogy az ízlés társadalmi kommunikációs szerepet játszik-e a gerincesek számára. Sok gerinces esetében a fizikai társas érintkezés, beleértve a nem illékony vegyi anyagok nyalogatását egy adott állat nemi szervéből, vizeletéből, verejtékéből vagy nyálából, elősegíti a vegyületek eljuttatását a vomeronasalis szervhez , amely egy speciális kemoszenzoros gödör a szájpadlásban vagy az orrsövényben. sok olyan gerinces faj, amely reagál a specifikus társas kommunikációs vegyületekre. Míg úgy gondolják, hogy a vomeronasalis szerv jelzései nem részei az ízlelési érzékelési világnak, ezeknek a társas vegyületeknek a nyelvvel, és így az ízlelőbimbókkal való érintkezése lehetőséget ad arra, hogy az ízérzések részt vegyenek a gerincesek társas kommunikációjában. Azt még meg kell határozni, hogy az emberi interakciók során, mint például a csókolózás során előfordulnak-e „ízlelési” szociális értékelések.
Az ízingerek általában akkor szabadulnak fel, amikor az ételt megrágják, feloldják a nyálban, és orális enzimek, például amiláz, lipáz és proteázok előemésztik. Az emberek és valószínűleg sok más mindenevő a tápanyagokat és a méreganyagokat minőségileg édes, sós, savanyú, sós és keserű ízként érzékeli. Az egyszerű szénhidrátok édesnek, az aminosavak glutamát , aszpartátés a kiválasztott ribonukleinsavakat ízletesnek (vagy umaminak), a nátriumsókat és néhány más kation sóit sósnak, a savakat savanyúnak, és sok mérgező vegyületet keserűnek tapasztalnak. A keserű ízt kiváltó vegyületcsoport messze a legnagyobb és szerkezetileg a legváltozatosabb, következésképpen az ember körülbelül 25 funkcionális keserű íz receptor génnel rendelkezik. Emellett számos egyéb tápanyag ízminőséget javasoltak, beleértve a víz, a keményítő, a maltodextrinek , a kalcium és a zsírsavak specifikus ízérzékeléseit. Jelenleg azonban kevés az egyetértés abban, hogy az emberek hogyan érzékelik ezeket a vegyi anyagokat, és következésképpen abban, hogy a velük kapcsolatos orális élményeinket egyedi ízekként írjuk le.
Az emberek a nyelv széleivel és háti felületével, a lágy szájpadlással (a szájtető a szájüreg hátsó része felé) és a garattal ízlelnek. Ezek a szövetek alkotják az ízlelő epitéliumot. Nem kóstolunk az ajkainkkal, a nyelvünk alsó részével, a kemény szájpadlásunkkal (a felső metszőfogaink mögött), vagy az orcánk belsejével, bár a kisgyermekeknél a szájüreg több területén előfordulhatnak ízlelőbimbók, mint a felnőtteknél. Az ezeken a hámokon belüli érzékszerv az ízlelőbimbó – egy körülbelül 80-100 receptorsejtből álló mikroszkopikus rozetta alakú klaszter, amelyben a vegyi anyagokat a transzmembrán receptorok detektálják. Az emberi ízreceptorok mindegyikét nem erősítették meg in vivo, kivéve a kiválasztott toxin/keserű és egy glutamát/umami receptort. Ennek ellenére számos inger esetében erős hipotézisek állnak fenn az emberi ízreceptorok azonosságáról az egér- és légykutatás alapján. Az emberi édes ingerek átvitelére feltehetően fő receptor a T1R2/T1R3, az umami ingereknél a T1R1/T1R3 (bár az mGluR1, az mGluR4 és az NMDA is közrejátszik), a keserű ízű ingerek esetében pedig a T2R-ek családja. A sós ingerekre egyre több bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy az epithelialis nátriumcsatorna (ENaC) részben a sós ízt, a savanyú ízingerekre pedig a savérzékelő ioncsatornákat alakítja át.(ASIC) és esetleg más protondetektorok is érintettek. Míg egykor azt feltételezték, hogy ezeknek a receptoroknak bizonyos zónákban kell kifejeződniük a száj feltételezett ízminőségi régióinak megfelelően, most úgy gondoljuk, hogy a receptor expressziós zónái a száj legtöbb régiójában erősen átfedik egymást.
ízlelőbimbó és ízlelés
Az ízlelőbimbó az ízlelési jelfeldolgozás első szakasza, és számos módja van annak, hogy a rügyeken belüli sejtek kommunikáljanak egymással, beleértve az elektromos kapcsolást réscsatlakozásokon keresztül, valamint a sejt-sejt kémiai kommunikációt glutamáton, szerotoninon és ATP-n keresztül. adók. Az ízlelőbimbók a nyelven található kis dudorokban vagy redőkben találhatók, amelyeket „papilláknak” neveznek, a lágy szájpadlás és a garat sima hámja mellett. A rügyekben lévő ízreceptor sejtek elektromosan aktív hámsejtek, amelyek képesek depolarizálni és neurotranszmittereket felszabadítani . Míg ezek az ízérzékelésreceptor-sejtek önmagukban nem neuronok, a közeli neuronokkal kommunikálnak ezen keresztülszinaptikus átvitel és intercelluláris kommunikáció ATP és más neurokémiai anyagok segítségével. Az ízérzékelésreceptor sejteket folyamatosan 9-15 naponként cserélik ki a bimbóban, hogy kompenzálják az ízlelőhám mechanikai, termikus vagy toxinok által kiváltott károsodását. Ezenkívül a teljes ízlelőbimbó és az ízlelő szerv, az ízlelőhám eltávolítható vagy elpusztítható, és teljesen regenerálódik, így az ember azon kevés szervei közé tartozik, amelyek képesek a teljes regenerálódásra. Az ízrendszer rendkívül ellenálló az öregedéssel és sérülésekkel szemben is. Minden szenzoros rendszerünk közül vitathatatlanul a legtartósabb és, amint azt az a megfigyelés is jelzi, hogy rendkívül ritkák azok az emberek, akiknek valóban nincs ízlésük.
A szájüregből az ízjelek az agytörzsbe kerülnek a VII (arci), IX (Glossopharyngealis) és X (Vagus) agyidegek mentén, ahol a szájüreg topografikus ábrázolása van az első nukleáris közvetítőn, a magányon belül. tract nucleus, amelyben az elfogadás és az elutasítás agytörzsi reflexei szabályozottak. Az erős édes ízeket elfogadják, az erős keserű ízeket pedig elutasítják, még a decerebrált állatoknál és az agyvelőbetegeknél is. Ahogy az afferens ízjelek felszállnak az agyban a caudalisból a rostralisba, az információáramlás megoszlik a ventrális előagy és a dorsalisabb thalamo-corticalis régiók között, ahol az elsődleges és másodlagos ízlelőkéreg(opercularis, insuláris, orbitofrontális) tudatos ízérzést váltanak ki. A ventrális utak részt vesznek az autonóm és zsigeri funkciókban, az affektív és érzelmi feldolgozásban, valamint a memóriában és a tanulásban. A dorsalis pályák több másodlagos és harmadlagos kéregből állnak, amelyek feldolgozzák az ízminőséget, a figyelmet, a jutalmat, a vegyértéket, a multimodális szenzoros integrációt, a magasabb kognitív funkciókat és a döntéshozatalt. Végső soron a ventrális és a dorsalis pálya információs tartalma és értékei integrálódnak.
Ez az áttekintés evolúciós perspektívát használ a következő kérdések megválaszolására: „Mi az emberi ízlés funkciója?”, „Miért van az a sajátos ízminőség-készletünk, amelyet érzékelünk?” és „Hogyan irányítja az íz az embereket az élelmiszerek elfogyasztására? Mivel az íz minden ételíz lényeges összetevője, a multimodális érzékszervi integráció szerepét is figyelembe veszik az ízek kialakításában. Az íz ősi kontextusának feltárása hasznos annak megértéséhez, hogy a modern ember hogyan használja az ízlést az élethez és a táplálkozáshoz. Azok, akik olyan környezetben élnek, ahol nagyon alacsony az élelmezésbiztonság, a takarmányozást az íz alapján azonosítják a tápláló élelmiszerek meghatározására. Míg azok, akik bőséges, ízletes ételeket kínáló környezetben élnek, az ízük vezérli, hogy túlzottan fogyasszák a kalóriadús ételeket, ami túl gyakran cukorbetegséghez és elhízáshoz vezet.
Az ízlés jelentősége a mindenevőkben
Az ízérzékelés különösen fontos a mindenevő fajok számára, tekintettel arra, hogy a táplálékok potenciális választéka, tápanyagtartalmuk változása és a véletlen toxinfelvétel veszélye a takarmányozási stratégia változatosságával és összetettségével nő. Ezzel szemben a rendkívül speciális étrendű fajok, mint például a levélevő koalák (főleg eukaliptuszt eszik) és az óriáspandák (főleg bambuszt eszik), kevesebb táplálkozási döntést hoznak, és kevesebb mérgező veszélynek vannak kitéve, mint a mindenevők. Következésképpen az ízlelőrendszerük megcsappant. Nyilvánvalóan a kiválasztott tápláléktípusok nagymértékű csökkenése miatt a többi medvéhez képest az óriáspandák elvesztették (pszeudogenizálták) a TAS1R1 aminosav ízreceptor gént. Ezzel szemben a kizárólag húsevő emlősök megtartották az aminosav ízreceptort, de sok más ízreceptort elvesztettek genomjukból. Például minden macska (felidae) elvesztette kanonikus édes íz receptor génjét, a TAS1R2 -t. Bár nem tudhatjuk biztosan, miért vesztek el ezek a gének ezekben a vonalakban, valószínűleg a receptorok már nem voltak előnyösek vagy szükségesek a túléléshez. A vízi húsevő emlősök, például az oroszlánfókák , még több ízreceptor pszeudogénnel rendelkeznek, és úgy tűnik, hogy nagyszámú ízreceptort veszítettek el, talán azért, mert zsákmányuk nagy részét egészben lenyelik, és nem kóstolják meg. Ebben az esetben az úszó halak vizuális felismerése, valamint a zsákmányt üldöző test és kinetikai érzékek azonosítása válthatta fel az ízlelést. Ezért úgy tűnik, hogy sok faj elvesztette ízreceptorainak egy részét vagy mindegyikét, mert nincs szükségük a specifikus tápanyag-detektorokra.
Feltételezve, hogy az emberek sokféle funkcionális ízreceptort őriztek meg az ízlelés szükségessége miatt, egy implicit kérdés: “Milyen fontos funkciókat szolgál az íz az ember számára?” Jegyezze meg, hogy a “Mi haszna van az ízérzékelésnek?” és “Mire használhatók az ízérzékelők?” különböző kérdések annak a felfedezésnek a fényében, hogy az ízreceptorok a test egészében a szövetekben expresszálódnak, és több funkciót is ellátnak. Először is, az ízérzékelési bemenetek befolyásolják gondolkodásunkat, döntéseinket és viselkedésünket a mintavételezett élelmiszerekkel kapcsolatban, mind tudatosan , mind tudattalanul a lenyelés irányítására. Másodszor, az íz inputok befolyásolják fiziológiánkat és az anyagcsere-feldolgozást és tápanyagok és toxinok jelzése a lenyelés után. Az előbbi annak meghatározásával foglalkozik, hogy milyen élelmiszerek jutnak be a szervezetünkbe, az utóbbi pedig azzal, hogyan kezelik ezeket a tápanyagokat, miután belépnek. Ez a két funkció együtt segít kialakítani étkezési preferenciáinkat és táplálkozási szokásainkat, amelyek fenntartanak és fenntartanak minket egész életünk során, és lehetővé teszik fajunk szaporodását.