54 - Os sentidos químicos gustação e olfação (Guyton - Word)

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Capítulo 54: Os sentidos químicos: Gustação e Olfação
Os sentidos do paladar e do olfato nos permitem separar os alimentos indesejáveis ou mesmo letais dos que são agradáveis e nutritivos. Eles também provocam respostas fisiológicas envolvidas na digestão e na utilização dos alimentos. O sentido de olfação permite que os animais reconheçam a proximidade de outros animais ou mesmo de um animal específico. Por fim, ambos os sentidos estão fortemente ligados às funções emocionais e comportamentais primitivas do nosso sistema nervoso. Neste capítulo, discutiremos como os estímulos gustativos e olfatórios são detectados e como eles são codificados em sinais neurais transmitidos ao cérebro. 
SENTIDO DA GUSTAÇÃO
A gustação é principalmente uma função das papilas gustativas, que ficam na boca, mas é uma experiência comum que o sentido do olfato também contribua fortemente para a percepção do paladar. Além disso, a textura do alimento, detectada pelos sensores de tato presentes na boca, e a presença de substâncias no alimento que estimulam as terminações de dor, como a pimenta, alteram muito a experiência do paladar. A importância da gustação reside no fato de que ela permite que uma pessoa selecione os alimentos de acordo com seus desejos e, muitas vezes, de acordo com a necessidade metabólica dos tecidos corporais por substâncias específicas. 
SENSAÇÕES PRIMÁRIAS DA GUSTAÇÃO
As identidades das muitas substâncias químicas específicas que estimulam os diferentes receptores de sabor não são todas conhecidas. Para análise prática, as sensações primárias do paladar foram agrupadas em cinco categorias gerais – azeda, salgada, doce, amarga e “umami”. A pessoa pode perceber centenas de gostos diferentes. Todos são considerados combinações das sensações gustativas elementares, assim como todas as cores que podemos ver são combinações das três cores primárias, como descrito no Capítulo 51. 
Sabor azedo. O gosto azedo é causado por ácidos – ou seja, pela concentração de íons hidrogênio –, e a intensidade dessa sensação gustativa é aproximadamente proporcional ao logaritmo da concentração de íons hidrogênio (i. e., quanto mais ácido o alimento, mais forte a sensação azeda se torna). 
Sabor salgado. O sabor salgado é provocado pelos sais ionizados, principalmente pela concentração do íon sódio. A qualidade do sabor varia ligeiramente de um sal para outro, porque alguns sais provocam outras sensações de sabor além do salgado. Os cátions dos sais, especialmente os cátions de sódio, são os principais responsáveis pelo sabor salgado, mas os ânions também contribuem, mesmo que em menor grau. 
Sabor doce. O sabor doce não é induzido por uma única classe de substâncias químicas. Alguns dos tipos de substâncias químicas que provocam esse sabor incluem açúcares, glicóis, álcoois, aldeídos, cetonas, amidas, ésteres, alguns aminoácidos, algumas pequenas proteínas, ácidos sulfônicos, ácidos halogenados e sais inorgânicos de chumbo e berílio. Observe especificamente que a maioria das substâncias que causam um sabor doce são substâncias químicas orgânicas. É especialmente interessante que pequenas alterações na estrutura química, como a adição de um radical simples, podem, com frequência, alterar a substância de doce para amarga. 
Sabor amargo. O sabor amargo, assim como o doce, não é induzido por um tipo único de agente químico. Nesse caso, novamente, as substâncias que provocam o sabor amargo são quase exclusivamente substâncias orgânicas. Duas classes particulares de substâncias são especialmente prováveis de causar sensações de sabor amargo: (1) substâncias orgânicas de cadeia longa que contêm nitrogênio e (2) alcaloides. Os alcaloides incluem muitos dos fármacos usados em medicamentos, como quinina, cafeína, estricnina e nicotina. 
	Algumas substâncias que apresentam sabor inicialmente doce têm um gosto amargo. Essa característica ocorre com a sacarina, o que torna essa substância questionável para algumas pessoas. Altas concentrações de sais também podem resultar em um sabor amargo. O sabor amargo, quando ocorre em alta intensidade, frequentemente faz com que a pessoa ou o animal rejeite o alimento. Essa reação é, sem dúvida, uma função importante da sensação de gosto amargo, porque muitas toxinas letais encontradas em plantas venenosas são alcaloides, e praticamente todos esses alcaloides provocam um gosto intensamente amargo, geralmente seguido pela rejeição do alimento. 
Sabor umami. Umami, uma palavra japonesa que significa “delicioso”, designa uma sensação de sabor agradável que é qualitativamente diferente de azedo, salgado, doce ou amargo. Umami é o sabor dominante dos alimentos que contêm L- glutamato, como caldos de carne, queijo maturado e o tempero à base de glutamato monossódico. A sensação prazerosa do sabor umami é considerada importante para a nutrição por promover a ingestão de proteínas. 
LIMIAR PARA O SABOR
O limiar molar para a estimulação do sabor azedo pelo ácido clorídrico é, em média, 0,0009 M; para a estimulação do sabor salgado pelo cloreto de sódio, 0,01 M; para o sabor doce pela sacarose, 0,01 M; e para o sabor amargo pelo quinino, 0,000008 M. Deve-se ressaltar que a sensibilidade para o sabor amargo é muito maior do que a de todos os outros, o que proporciona uma importante função protetora contra muitas toxinas perigosas presentes nos alimentos. 
	A Tabela 54.1 lista os índices relativos de sabor (o recíproco dos limiares para sabor) de diferentes substâncias. Nessa tabela, as intensidades de quatro das sensações primárias do paladar estão relacionadas, respectivamente, às intensidades do sabor do ácido clorídrico, do quinino, da sacarose e do cloreto de sódio, aos quais foi atribuído arbitrariamente o índice de sabor 1. 
Cegueira do paladar. Algumas pessoas apresentam um paladar cego para determinadas substâncias, em particular para diferentes tipos de compostos de tioureia. A feniltiocarbamida é uma substância frequentemente utilizada por psicólogos para demonstrar a cegueira do paladar e para a qual cerca de 15 a 30% de todas as pessoas a apresentam; a porcentagem exata depende do método de teste e da concentração da substância. 
Tabela 54.1 Índices relativos de sabor de diferentes substâncias. 
	Substâncias Azedas 
	Índice
	Substâncias Amargas 
	Índice
	Substâncias Doces 
	Índice
	Substâncias Salgadas 
	Índice
	Ácido clorídrico
	1
	Quinina
	1
	Sacarose
	1
	NaCl
	1
	Ácido Fórmico
	1,1
	Brucina
	11
	1-Propóxi-2-amino-4-nitrobenzeno
	5000
	NaF
	2
	Ácido Cloroacético
	0,9
	Estricnina
	3,1
	Sacarina
	675
	CaCl2
	1
	Ácido Acetilacético
	0,85
	Nicotina
	1,3
	Clorofórmio
	40
	NaBr
	0,4
	Ácido lático 
	0,85
	Feniltioureia 
	0,9
	Frutose 
	1,7
	NaI 
	0,35
	Ácido tartárico 
	0,7
	Cafeína 
	0,4
	Alanina 
	1,3
	LiCl 
	0,4
	Ácido málico 
	0,6
	Veratrina 
	0,2
	Glicose 
	0,8
	NH4Cl 
	2,5
	Tartarato ácido de potássio
	0,58
	Picarpina
	0,16
	Maltose 
	0,45
	KCl
	0,6
	Ácido acético 
	0,55
	Atropina
	0,13
	Galactose 
	0,32
	 
	 
	Ácido cítrico 
	0,46
	Cocaína
	0,02
	Lactose 
	0,3
	 
	 
	Ácido carbônico 
	0,06
	Morfina
	0,02
	 
	 
	 
	 
CaCl2, Cloreto de cálcio; KCl, cloreto de potássio; LiCl, cloreto de lítio; NaBr, brometo de sódio; NaCl, cloreto de sódio; NaF, Fluoreto de sódio; NaI, iodeto de sódio; NH4Cl, cloreto de amônio. (Dados de Pfaffman C: Handbook of Physiology, vol 1. Baltimore: Wiliams & Wilkins, 1959, p 507.)
PAPILAS GUSTATIVAS E SUAS FUNÇÕES
A Figura 54.1 B mostra um botão gustativo, que apresenta diâmetro de aproximadamente 1/30 de milímetro e comprimento de aproximadamente 1/16 de milímetro. O botão gustativo é composto de células epiteliais; algumas são células de suporte, chamadas de células de sustentação e outras são chamadas de células gustativas. Existem cerca de 100 células gustativas em cada botão gustativo. As células gustativas são constantemente substituídas pela divisão mitótica das células epiteliais adjacentes, o que faz com que algumas células gustativas sejam células jovens. Outras são células maduras que se encontram próximas ao centro da papila; essas célulaslogo se fragmentam e se dissolvem. O tempo médio de vida de cada célula gustativa é estimado em cerca de 10 dias, embora haja uma variação considerável, com algumas células gustativas sendo eliminadas em apenas 2 dias, enquanto outras podem sobreviver por mais de 3 semanas. 
	As extremidades externas das células gustativas estão dispostas em torno de um minúsculo poro gustativo, mostrado na Figura 54.1 B. Do ápice de cada célula gustativa, várias microvilosidades, ou cílios gustativos, projetam-se para fora no poro gustativo, aproximando-se da cavidade da boca. Essas microvilosidades fornecem a superfície receptora para o sabor. 
	Entrelaçada ao redor dos corpos das células gustativas encontra-se uma rede terminal ramificada de fibras nervosas gustativas que são estimuladas pelas células receptoras gustativas. Algumas dessas fibras se invaginam em dobras das membranas das células gustativas. Muitas vesículas se formam abaixo da membrana celular próxima às fibras. Acredita-se que essas vesículas contenham uma substância neurotransmissora, que é liberada através da membrana celular para excitar as terminações das fibras nervosas em resposta à estimulação do paladar. 
Figura 54.1 A. Distribuição dos botões gustativos nas papilas da língua e vias neuronais para a transmissão dos sinais de sabor. B. Estrutura de um botão gustativo. n.: Nervo. 
Localização dos botões gustativos. Os botões gustativos são encontrados em três tipos de papilas da língua, como descrito a seguir (ver Figura 54.1 A): (1) um grande número de botões gustativos está localizado nas paredes dos sulcos que circundam as papilas circunvaladas, que formam uma linha em V na superfície posterior da língua; (2) quantidade moderada se encontra nas papilas foliadas, localizadas nas dobras ao longo das superfícies laterais da língua; e (3) há um número moderado de botões gustativos nas papilas fungiformes, sobre a superfície anterior plana da língua. Existem botões gustativos adicionais localizados no palato, e mais alguns são encontrados nos pilares tonsilares, na epiglote e até mesmo no esôfago proximal. Os adultos possuem de 3 mil a 10 mil botões gustativos, e as crianças têm uma quantidade um pouco maior. Depois dos 45 anos, muitos botões gustativos se degeneram, fazendo com que a sensibilidade gustativa diminua nos idosos. 
Especificidade dos botões gustativos para um estímulo gustativo primário. Estudos utilizando microeletrodos em botões gustativos individuais mostram que cada botão gustativo geralmente responde principalmente a um dos cinco estímulos gustativos primários quando a substância identificada está em baixa concentração. No entanto, em alta concentração, a maioria dos botões pode ser excitado por dois ou mais dos estímulos gustativos primários, bem como por alguns outros estímulos gustativos que não se enquadram nas categorias “primárias”. 
Mecanismo de estimulação dos botões gustativos
Potencial receptor. A membrana da célula gustativa, como a da maioria das outras células receptoras sensoriais, tem carga negativa em seu interior em relação ao exterior. A aplicação de uma substância gustativa nos cílios gustativos provoca uma perda parcial desse potencial negativo – ou seja, a célula gustativa torna-se despolarizada. Na maioria dos casos, a diminuição do potencial, dentro de uma ampla faixa, é aproximadamente proporcional ao logaritmo da concentração da substância estimulante. Essa alteração no potencial elétrico da célula gustativa é chamada de potencial receptor do paladar. 
	O mecanismo pelo qual a maioria das substâncias estimulantes interage com as vilosidades gustativas para iniciar o potencial do receptor se dá por meio da ligação da substância química de sabor a uma molécula receptora de proteína que se encontra na superfície externa da célula receptora gustativa, próxima ou projetando-se através da membrana de vilosidades. Essa ação, por sua vez, abre canais iônicos, o que permite que íons positivamente carregados, de sódio ou de hidrogênio, entrem e despolarizem a negatividade normal da célula. Em seguida, a substância química de sabor é gradualmente retirada das vilosidades gustativas pela saliva, removendo o estímulo. 
	O tipo de proteína receptora em cada vilosidade gustativa determina o tipo de sabor que será percebido. Para íons sódio e hidrogênio, que provocam sensações de sabor salgado e azedo, respectivamente, as proteínas receptoras abrem canais iônicos específicos, provavelmente o canal de sódio epitelial (NaEC), nas membranas apicais das células gustativas, ativando os receptores. No entanto, para as sensações de sabor doce e amargo, as porções dos receptores acoplados à proteína G, que se projetam através das membranas apicais, ativam substâncias transmissoras do tipo segundo mensageiro dentro das células gustativas; esses segundos mensageiros provocam alterações químicas intracelulares que desencadeiam os sinais de sabor. 
	Os compostos de sabor doce são detectados por uma combinação de dois receptores de sabor acoplados à proteína G intimamente relacionados, T1R2 e T1R3. Acredita-se que os receptores responsáveis pelo sabor umami sejam um complexo das proteínas T1R1 e T1R3. Assim, T1R3 parece funcionar como um correceptor para sabores doce e umami. 
	O sabor amargo é detectado por outra família (T2R) de aproximadamente 30 diferentes receptores acoplados à proteína G. As células receptoras sensíveis ao sabor amargo expressam, individualmente, múltiplos T2Rs, cada um dos quais reconhece um conjunto único de compostos amargos. Esse padrão de expressão do receptor permite a detecção de uma variedade de compostos amargos por meio de um único tipo de célula receptora de sabor. 
	Acredita-se que o gosto azedo, associado a comidas ou a bebidas ácidas, seja detectado por canais iônicos que são abertos por íons hidrogênio, embora não se compreenda totalmente os mecanismos precisos. Estudos recentes sugerem que um canal de potássio sensível a ácidos (Kir2.1) e um canal de íon seletivo de íons hidrogênio (otopetrina 1) podem mediar as respostas de ácido nas células receptoras do paladar. 
Geração dos impulsos nervosos pelos botões gustativos. Na primeira aplicação do estímulo gustativo, a frequência de descarga das fibras nervosas que se originam nos botões gustativos aumenta em uma pequena fração de segundo até atingir um pico, adaptando-se, depois, nos próximos segundos e voltando a um nível estável mais baixo durante a permanência do estímulo gustativo. Assim, o nervo gustativo transmite um sinal forte e imediato, e um sinal contínuo, mais fraco, é transmitido enquanto o botão gustativo estiver exposto ao estímulo gustativo. 
TRANSMISSÃO DE SINAIS DE SABOR PARA O SISTEMA NERVOSO CENTRAL
As Figuras 54.1 e 54.2 mostram as vias neuronais para a transmissão dos sinais gustativos da língua e da região faríngea para o sistema nervoso central. Os impulsos de sabor dos dois terços anteriores da língua passam inicialmente pelo nervo lingual e, então, através do ramo corda do tímpano para o nervo facial e, finalmente, para o trato solitário, no tronco encefálico. As sensações gustativas das papilas circunvaladas na parte posterior da língua e de outras regiões posteriores da boca e da garganta são transmitidas por meio do nervo glossofaríngeo também para o trato solitário, mas em um nível ligeiramente mais posterior. Por fim, alguns sinais gustativos são transmitidos para o trato solitário a partir da base da língua e de outras partes da região faríngea por meio do nervo vago. 
	Todas as fibras gustativas fazem sinapse nos núcleos do trato solitário no tronco encefálico posterior. Esses núcleos enviam neurônios de segunda ordem para uma pequena área do núcleo ventral posteromedial do tálamo, localizado ligeiramente medial às terminações talâmicas das regiões faciais do sistema da coluna dorsal-lemnisco medial. Do tálamo, os neurônios de terceira ordem são transmitidos para a extremidade inferior do giro pós-central no córtex cerebral parietal, onde penetram profundamente no sulco lateral e na área insular opercularadjacente. Essa área fica ligeiramente lateral, ventral e rostral em relação à área para os sinais táteis da língua na área somática cerebral I. Por essa descrição das vias gustativas, fica evidente que elas são estreitamente paralelas às vias somatossensoriais da língua. 
Figuras 54.2 Transmissão dos sinais de sabor para o sistema nervoso central. N., nervo. 
Os reflexos do paladar são integrados no tronco encefálico. Do trato solitário, muitos sinais gustativos são transmitidos dentro do próprio tronco encefálico, diretamente para os núcleos salivares superior e inferior. Essas áreas transmitem sinais às glândulas submandibulares, sublinguais e parótidas para ajudar a controlar a secreção de saliva durante a ingestão e a digestão dos alimentos. 
Adaptação rápida do paladar. Todos estão familiarizados com o fato de que as sensações gustativas se adaptam rapidamente, em geral quase completamente, em um minuto ou mais de estimulação contínua. Ainda assim, por meio de estudos eletrofisiológicos das fibras nervosas gustativas, fica claro que a adaptação dos botões gustativos geralmente é responsável por não mais do que cerca de metade dessa adaptação rápida do paladar. Portanto, o grau final de adaptação extremo que ocorre na sensação gustativa quase certamente ocorre no sistema nervoso central, embora os mecanismos sejam desconhecidos. Esse mecanismo de adaptação é diferente do de muitos outros sistemas sensoriais, que se adaptam principalmente nos receptores. 
PREFERÊNCIA DE SABOR E CONTROLE DA DIETA
A preferência de sabor significa simplesmente que um animal escolherá certos tipos de alimento em vez de outros, e o animal usa automaticamente essa preferência para auxiliá-lo a controlar o que come. Além disso, suas preferências de sabor frequentemente mudam de acordo com a necessidade corporal por certas substâncias específicas. 
	Os experimentos descritos a seguir demonstram essa capacidade dos animais de escolher alimentos de acordo com suas necessidades corporais. Primeiro, animais adrenalectomizados, com depleção de sal, automaticamente selecionam água potável com alta concentração de cloreto de sódio em vez de água pura, e a quantidade de cloreto de sódio na água é frequentemente suficiente para suprir as necessidades do corpo e prevenir a morte devido à depleção de sal. Segundo, um animal que recebe injeções de quantidades excessivas de insulina desenvolve uma depleção do nível de açúcar no sangue, e, automaticamente, o animal escolhe o alimento mais doce dentre muitas opções. Terceiro, os animais paratireoidectomizados, com depleção de cálcio, escolhem automaticamente água potável com uma alta concentração de cloreto de cálcio. 
	Os mesmos fenômenos também são observados no cotidiano. Por exemplo, áreas de depósito de sal das regiões desérticas são conhecidas por atraírem animais de toda parte. Além disso, os seres humanos rejeitam alimentos que tenham uma sensação afetiva desagradável, o que em muitos casos protege nosso corpo de substâncias indesejáveis. 
	O fenômeno da preferência de sabor quase certamente resulta de algum mecanismo localizado no sistema nervoso central, e não de um mecanismo ligado aos receptores gustativos, embora os receptores, com frequência, tornem-se sensibilizados em favor de um nutriente necessário. Uma razão importante para acreditar que a preferência de sabor é um fenômeno principalmente do sistema nervoso central é que a experiência anterior com sabores desagradáveis ou agradáveis desempenha um papel importante na sua determinação. Por exemplo, se uma pessoa fica doente logo depois de comer um determinado tipo de alimento, a pessoa geralmente desenvolve uma preferência negativa de sabor, ou aversão gustativa, por aquele alimento específico; o mesmo efeito pode ser demonstrado em animais inferiores. 
SENTIDO DA OLFAÇÃO
O olfato é o menos compreendido dos nossos sentidos, em parte porque o sentido de olfação é um fenômeno subjetivo, que não pode ser estudado facilmente em animais inferiores. Outro problema complicador é que o olfato é pouco desenvolvido nos seres humanos, em comparação com muitos outros mamíferos. 
MEMBRANA OLFATÓRIA
A membrana olfatória, cuja histologia é mostrada na Figura 54.3, encontra-se na parte superior da cavidade nasal. Medialmente, a membrana olfatória se dobra para baixo ao longo da superfície do septo superior; lateralmente, ela se dobra sobre a concha nasal superior e até mesmo sobre uma pequena porção da superfície superior da concha nasal média. Em seres humanos, a membrana olfatória tem uma área de superfície total de aproximadamente 5 centímetros quadrados. 
As células olfatórias são as células receptoras da sensação de odor. As células olfatórias (ver a Figura 54.3) são, na verdade, neurônios bipolares derivados originalmente do sistema nervoso central. Existem aproximadamente 100 milhões dessas células no epitélio olfatório intercaladas entre as células de sustentação, como mostrado na Figura 54.3. A extremidade apical da célula olfatória forma uma protuberância, da qual se projetam 4 a 25 pelos olfatórios (também chamados de cílios olfatórios), com 0,3 micrômetro de diâmetro e até 200 micrômetros de comprimento, para o muco que reveste a superfície interna da cavidade nasal. Esses cílios olfatórios que se projetam formam um denso emaranhado no muco, e são esses cílios que reagem aos odores presentes no ar e estimulam as células olfatórias, como será discutido mais adiante. Entre as células olfatórias da membrana olfatória, encontram-se muitas pequenas glândulas de Bowman, que secretam muco na superfície da membrana olfatória. 
ESTIMULAÇÃO DAS CÉLULAS OLFATÓRIAS
Mecanismo de excitação das células olfatórias. A porção de cada célula olfatória que responde aos estímulos químicos olfatórios são os cílios olfatórios. A substância odorífera, ao entrar em contato com a superfície da membrana olfatória, inicialmente difunde-se no muco que recobre os cílios e, em seguida, liga-se às proteínas receptoras na membrana de cada cílio (ver Figura 54.4). Cada proteína receptora é, na verdade, uma longa molécula cujo trajeto atravessa a membrana cerca de sete vezes, dobrando-se para dentro e para fora da célula. O odorante se liga à porção extracelular da proteína receptora. A porção intracelular da proteína é acoplada a uma proteína G, que é uma combinação de três subunidades. Na excitação da proteína receptora, uma subunidade alfa se separa da proteína G e ativa a adenilciclase, que está ligada à face intracelular da membrana ciliar próxima ao corpo da célula receptora. A ciclase ativada, por sua vez, converte muitas moléculas de trifosfato de adenosina intracelular (ATP) em monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). Por fim, esse AMPc ativa outra proteína de membrana próxima, um canal iônico dependente de sódio, que abre sua comporta e permite que um grande número de íons sódio atravesse a membrana em direção ao citoplasma da célula receptora. Os íons sódio aumentam o potencial elétrico intracelular na direção positiva, excitando, assim, o neurônio olfatório e transmitindo potenciais de ação para o sistema nervoso central através do nervo olfatório. 
Figura 54.3 Organização da membrana olfatória e do bulbo olfatório e de conexões do trato olfatório. 
A importância desse mecanismo de ativação dos nervos olfatórios reside no fato de que ele amplifica muito o efeito excitatório até mesmo do odor mais fraco. Resumindo: (1) a ativação da proteína receptora pela substância odorante ativa o complexo da proteína G, que, por sua vez, (2) ativa múltiplas moléculas de adenilciclase presentes no lado intracelular da membrana da célula olfatória, que (3) provoca a formação de muito mais moléculas de AMPc e, finalmente, (4) o AMPc abre ainda um número muito maior de canais iônicos dependentes de sódio. Portanto, mesmo uma mínima concentração de um odorante específico inicia um efeito em cascata que abre um número extremamente grande de canais de sódio. Esse processo é responsável pela sensibilidade extraordinária dos neurônios olfatórios até mesmoa quantidades extremamente pequenas de odorantes. 
Figura 54.4 Resumo da transdução do sinal olfatório. A ligação do odorante a um receptoracoplado à proteína G causa a ativação da adenilciclase, que converte o trifosfato de adenosina (ATP) em monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). O AMPc ativa um canal de sódio que aumenta o influxo de sódio e despolariza a célula, excitando o neurônio olfatório e transmitindo potenciais de ação ao sistema nervoso central. 
Além do mecanismo químico básico pelo qual as células olfatórias são estimuladas, diversos fatores físicos afetam o grau de estimulação. Primeiro, apenas substâncias voláteis que podem ser aspiradas para o interior da cavidade nasal podem ser percebidas pelo olfato. Segundo, a substância estimulante deve ser pelo menos ligeiramente solúvel em água para que possa passar pelo muco e alcançar os cílios olfatórios. Terceiro, é útil que a substância seja pelo menos ligeiramente lipossolúvel, presumivelmente porque os constituintes lipídicos do cílio são uma barreira fraca para odorantes não lipossolúveis. 
Potenciais de membrana e potenciais de ação nas células olfatórias. O potencial de membrana intracelular das células olfatórias não estimuladas, medido por microeletrodos, é em média de cerca de −55 milivolts. Nesse potencial, a maioria das células gera potenciais de ação contínuos com uma taxa muito lenta, variando de um potencial de ação a cada 20 segundos até dois ou três por segundo. 
	A maioria dos odorantes induz a despolarização da membrana da célula olfatória, diminuindo o potencial negativo na célula do nível normal de −55 milivolts para −30 milivolts ou menos. Paralelamente, o número de potenciais de ação aumenta para 20 a 30 por segundo, que é uma taxa alta para as diminutas fibras do nervo olfatório. 
	Em uma ampla faixa, a taxa de impulsos do nervo olfatório muda aproximadamente em proporção ao logaritmo da força do estímulo, o que demonstra que os receptores olfatórios obedecem a princípios de transdução semelhantes aos de outros receptores sensoriais. 
Adaptação rápida das sensações olfatórias. Aproximadamente cerca de 50% dos receptores olfatórios se adaptam no primeiro segundo ou mais após a estimulação. Depois disso, eles se adaptam pouco e lentamente. No entanto, todos nós sabemos por experiência própria que as sensações olfatórias se adaptam quase à extinção em aproximadamente um minuto após a entrada em uma atmosfera com um forte odor. Como essa adaptação psicológica é muito maior do que o grau de adaptação dos receptores, é quase certo que a maior parte da adaptação adicional ocorra no sistema nervoso central, o que parece ser verdadeiro também para a adaptação das sensações gustativas. 
	Postula-se o seguinte mecanismo neuronal para a adaptação: um grande número de fibras nervosas centrífugas passa retrogradamente das regiões olfatórias do cérebro ao longo do trato olfatório e termina em células inibitórias especiais no bulbo olfatório, as células granulares. Após o início de um estímulo olfatório, o sistema nervoso central desenvolve rapidamente uma forte retroalimentação inibitória para suprimir a retransmissão dos sinais olfatórios através do bulbo olfatório. 
Busca por sensações primárias do olfato
No passado, a maioria dos fisiologistas estava convencida de que algumas sensações primárias bastante discretas seriam responsáveis pelas muitas sensações olfatórias, da mesma forma que a visão e o paladar também dependem de poucas sensações primárias selecionadas. Com base em estudos psicológicos, fez-se uma tentativa de classificar essas sensações da seguinte maneira:
1. Canforado. 
2. Almiscarado. 
3. Floral. 
4. De hortelã. 
5. Etéreo. 
6. Penetrante (picante). 
7. Pútrido. 
	É certo que essa lista não representa as verdadeiras sensações primárias do olfato. Múltiplas pistas, incluindo estudos específicos dos genes que codificam as proteínas receptoras, sugerem a existência de pelo menos 100 sensações primárias do olfato – em um acentuado contraste com as apenas três sensações primárias de cor detectadas pelos olhos e as apenas cinco sensações primárias de paladar detectadas pela língua. Alguns estudos sugerem que possa haver até 1.000 tipos diferentes de receptores de odor. Um suporte adicional para as muitas sensações primárias do olfato é que há pessoas que apresentam uma cegueira olfatória para substâncias isoladas; essa cegueira olfatória discreta foi identificada para mais de 50 substâncias diferentes. Presume-se que a cegueira olfatória para cada substância represente a ausência da proteína receptora apropriada nas células olfatórias para aquela substância em particular. 
Natureza afetiva do olfato. O olfato, mais ainda do que o paladar, tem a qualidade afetiva de ser agradável ou desagradável e, portanto, o olfato é provavelmente ainda mais importante do que o paladar para a seleção dos alimentos. Uma pessoa que ingeriu previamente um alimento que a desagradou frequentemente se sente nauseada com o cheiro do mesmo alimento em uma segunda ocasião. Por outro lado, o perfume da qualidade certa pode ser um poderoso estimulante das emoções humanas. Além disso, em alguns animais, os odores são o estimulante primário do impulso sexual. 
Limiar para o olfato. Uma das principais características do olfato é a quantidade diminuta de agente estimulante no ar que pode provocar uma sensação olfatória. Por exemplo, a substância metilmercaptano pode ser identificada na presença de apenas 25 trilionésimos de grama em cada mililitro de ar. Por causa desse limiar muito baixo, essa substância é misturada ao gás natural para lhe dar um odor que pode ser detectado mesmo quando acontecem vazamentos de pequenas quantidades de gás em um gasoduto. 
Gradações de intensidade do olfato. Embora as concentrações limiares de substâncias que evocam o olfato sejam extremamente baixas, para muitos odorantes (se não a maioria), concentrações apenas 10 a 50 vezes acima do limiar evocam a intensidade máxima da olfação. Essa faixa de discriminação de intensidade contrasta com a maioria dos outros sistemas sensoriais do corpo, nos quais as faixas de discriminação de intensidade são enormes – por exemplo, 500 mil para um, no caso da visão, e 1 trilhão para um, no caso da audição. Essa diferença pode ser explicada pelo fato de que o olfato é mais comprometido em detectar a presença ou ausência de odores do que em detectar quantitativamente suas intensidades. 
TRANSMISSÃO DE SINAIS OLFATÓRIOS PARA O SISTEMA NERVOSO CENTRAL
As porções olfatórias do cérebro estão entre as primeiras estruturas cerebrais desenvolvidas nos animais primitivos, e grande parte das estruturas restantes do cérebro se desenvolveu em torno dessas origens olfatórias. Na verdade, parte do cérebro que originalmente se relacionava ao olfato evoluiu posteriormente, dando origem a estruturas cerebrais basais que controlam as emoções e outros aspectos do comportamento humano; chamamos esse sistema de sistema límbico, como será discutido no Capítulo 59. 
Transmissão de sinais olfatórios para o bulbo olfatório. O bulbo olfatório é mostrado na Figura 54.5. As fibras nervosas que se projetam dos receptores olfatórios e atravessam a lâmina cribriforme do crânio são chamadas, em conjunto, de nervo olfatório (I par craniano). Os nervos olfatórios se dirigem ao bulbo olfatório, de onde emerge o trato olfatório. Na realidade, tanto o trato quanto o bulbo olfatório são uma extensão anterior do tecido cerebral da base do encéfalo; o alargamento bulboso em sua extremidade, o bulbo olfatório, localiza-se sobre a lâmina cribriforme, que separa a cavidade cerebral das partes superiores da cavidade nasal. A lâmina cribriforme tem múltiplas pequenas perfurações, através das quais um número igual de pequenos nervos ascende da membrana olfatória, na cavidade nasal, para entrar no bulbo olfatório, na cavidade craniana. A Figura 54.3 ilustra a estreita relação entre as células olfatórias, na membrana olfatória, e o bulbo olfatório, mostrando axônios curtos das células olfatórias terminando em múltiplasestruturas globulares no bulbo olfatório, chamadas de glomérulos. Cada bulbo tem vários milhares desses glomérulos, cada um dos quais é o término de cerca de 25 mil axônios provenientes das células olfatórias. Cada glomérulo também é o término dos dendritos de cerca de 25 grandes células mitrais e de cerca de 60 células em tufo menores, cujos corpos celulares se encontram no bulbo olfatório superior aos glomérulos. Esses dendritos recebem sinapses dos neurônios das células olfatórias; as células mitrais e em tufo enviam axônios por meio do nervo olfatório (que, na verdade, é um conjunto de nervos) para transmitir sinais olfatórios para níveis superiores no sistema nervoso central. 
Figura 54.5 Conexões neurais do sistema olfatório. 
Algumas pesquisas sugerem que glomérulos diferentes respondam a odores diferentes. É possível que glomérulos específicos sejam a verdadeira pista para a análise de diferentes sinais olfatórios transmitidos ao sistema nervoso central. 
Vias olfatórias primitivas e mais recentes para o sistema nervoso central
O trato olfatório entra no cérebro na junção anterior entre o mesencéfalo e o cérebro, onde se divide em duas vias, como mostrado na Figura 54.5, uma passando medialmente para a área olfatória medial do tronco encefálico e a outra passando lateralmente para a área olfatória lateral. A área olfatória medial representa um sistema olfatório muito primitivo, ao passo que a área olfatória lateral é a entrada para: (1) um sistema olfatório menos antigo; e (2) um sistema recente. 
Sistema olfatório primitivo | Área olfatória medial. A área olfatória medial consiste em um grupo de núcleos localizados nas porções mediobasais do cérebro, imediatamente anteriores ao hipotálamo. Os mais conspícuos são os núcleos septais, que são núcleos da linha média que alimentam o hipotálamo e outras porções primitivas do sistema límbico do cérebro. Essa é a área do cérebro que mais se relaciona com o comportamento básico (como descrito no Capítulo 59). 
	É mais fácil entender a importância dessa área olfatória medial ao se observar o que acontece em animais quando as áreas olfatórias laterais de ambos os lados do cérebro são removidas e apenas o sistema medial permanece. A remoção dessas áreas dificilmente afeta as respostas mais básicas do olfato, como lamber os lábios, salivação e outras respostas relacionadas à alimentação provocadas pelo cheiro da comida ou por impulsos emocionais básicos associados ao olfato. Por outro lado, a remoção das áreas laterais elimina os reflexos olfatórios condicionados mais complexos. 
Sistema olfatório menos antigo | A área olfatória lateral. A área olfatória lateral é composta principalmente pelo córtex pré-piriforme, pelo córtex piriforme e pela porção cortical dos núcleos amigdaloides. A partir dessas áreas, as vias de sinalização passam para quase todas as porções do sistema límbico, especialmente para as porções menos primitivas, como o hipocampo, que parece ser o mais importante para o aprendizado relacionado a gostar ou não de certos alimentos, dependendo das experiências prévias com eles. Por exemplo, acredita-se que essa área olfatória lateral e suas muitas conexões com o sistema límbico façam com que uma pessoa desenvolva uma aversão absoluta a alimentos que lhe tenham causado náuseas e vômito. 
	Uma característica importante da área olfatória lateral é que muitas vias de sinalização dela também se projetam diretamente para uma parte mais primitiva do córtex cerebral chamada de paleocórtex, que se localiza na porção anteromedial do lobo temporal. Essa área é a única de todo o córtex cerebral em que os sinais sensoriais passam diretamente para ele, sem passar primeiro pelo tálamo. 
Sistema olfatório recente. Foi encontrada uma via olfatória filogeneticamente mais recente que passa pelo tálamo, passando para o núcleo talâmico dorsomedial e, então, para o quadrante posterolateral do córtex orbitofrontal. Com base em estudos em macacos, esse sistema mais recente provavelmente auxilia na análise consciente do odor. 
Resumo. Assim, parece haver um sistema olfatório primitivo, que atua nos reflexos olfatórios básicos; um sistema menos antigo, que proporciona um controle automático, mas parcialmente aprendido, da ingestão de alimentos e da aversão a alimentos tóxicos e não saudáveis; e um sistema recente, que é comparável à maioria dos outros sistemas sensoriais corticais e é usado para a percepção e para a análise conscientes do olfato. 
Controle centrífugo da atividade do bulbo olfatório pelo sistema nervoso central. Muitas fibras nervosas que se originam nas porções olfatórias do cérebro partem dele em direção ao exterior, passando pelo trato olfatório e para o bulbo olfatório (ou seja, centrifugamente do cérebro para a periferia). Essas fibras nervosas terminam em um grande número de pequenas células granulares, localizadas no bulbo olfatório, entre as células mitrais e as células em tufo. As células granulares enviam sinais inibitórios para as células mitrais e para as células em tufo. Essa retroalimentação inibitória pode ser um meio para refinar a capacidade específica de uma pessoa de distinguir um odor de outro.