Bases funcionais do olfato e do paladar

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Bases funcionais do olfato e do paladar
MEDFOA – TURMA LXXVI
17/08/22
Doce, amargo, salgado, azedo e umami (delicioso) são os sabores, e temos vias específicas e células especializadas que nos garante essas percepções 
Sentidos químicos são os que percebem substâncias químicas, como o olfato e o paladar
Visão e audição são os sentidos físicos, por exemplo, pois a primeira precisa da presença de luz para induzir os proprioceptores e a segunda precisa das vibrações do ar que vem das ondas sonoras. Além disso, os sentidos físicos incluem a dor, tato, propriocepção, sendo a dor uma exceção por ter características físicas tanto químicas. O mesmo é para temperatura porque apesar de ser sentido físico também depende de alterações químicas 
OLFATO
Especula-se que é um dos sentidos mais antigos, e quem dá origem a sua manifestação são os neurônios de primeira ordem que ficam no início da via, e que vão perceber os sinais químicos, que são os odorantes (sinais químicos que dão o odor)
Nos adaptamos aos odores, ao estímulo do odorante e isso pode nos levar ao fenômeno de regulação negativa (down regulation)
No teto da cavidade nasal, contém células especializadas formando um epitélio composto por colunas (lado a lado), que acabam formando camadas. Esse epitélio olfatório tem características especializadas que são as células ciliadas ou receptores olfatórios (neurônios) 
*Nos humanos a cavidade nasal é menor, consequentemente, teremos uma percepção menor que dos animais que apresentam uma cavidade maior, uma vez que estes terão mais células olfatórias na cavidade 
O receptor pode ser célula ou proteína, a célula seria a célula olfatória ou ciliada, já a proteína é o receptor de odorante que são parecidos, em termo genético, com receptores do nosso corpo porque tem combinações gênicas que geram variabilidade de receptores olfatórios percebendo todas as substâncias químicas que estão no ambiente, podendo ter pessoas que não tem todos e não vão perceber, enquanto outras tem, isso explica o fato que algumas pessoas podem ser imunes e outras não a algum vírusReceptor de odorante 
(proteína)
C
É
L
U
L
A
OBS.: Órgão vomeronasal sob o osso vômer que tem função de perceber os feromônios, que são odores responsáveis pela atividade reprodutiva, induzindo o cio, excitação sexual, por exemplo, logo isso mais presente nos animais, nos humanos seria um órgão vestigial, sem muitas funções
A junção dos axônios ciliados do epitélio olfatório forma o primeiro par craniano que é o nervo olfatório. Podendo também formar um outro nervo, que seria o nervo olfatório acessório ou nervo zero
Tudo começa com a inspiração, o ar contém as partículas voláteis (substâncias químicas = odorantes) que passam pela cavidade nasal, e quando entra em contato físico com as estruturas do epitélio olfatório vai ter a química de conexão das moléculas, por isso deve respirar para sentir o odor
*Isso explica o fato de quando estarmos com o nariz congestionado não conseguimos ter a percepção do olfato direito porque a secreção dificulta a passagem, diminuindo a capacidade olfativa 
O ar que entra estimula os cílios da célula ciliada no epitélio olfatório (onde tem cílios com receptor odorante que é proteína), logo após tem a lâmina cribriforme, no crânio, que tem vários forames (furinhos) e é por ele que passam os axônios das células ciliadas, essa célula tem característica de neurônio bipolar, em que um lado tem os dendritos e que na sua extremidade vão formar os cílios e do outro lado forma o axônio, esse axônio passa pela lâmina cribriforme, se conecta a uma estrutura dentro do encéfalo, no córtex frontal e pré frontal, que é o bulbo olfatório (estrutura central) 
*Até a lâmina cribriforme é periférico, mas quando começa a fazer conexões já é central (essas conexões são com estruturas do bulbo olfatório. 
*Em um acidente pode bater a cabeça e rasgar essa área do epitélio olfatório, logo gera a anosmia que é a perda do olfato por destruir as células
Seguindo pela lâmina cribriforme temos as células de suporte que funcionam como se fossem glias (dão suporte nutricional, físico e sustentam a estrutura), células periféricas de origem epitelial. Depois temos as células basais (célula tronco), que é um neurônio que vai se diferenciar e tomar o lugar do receptor olfatório que morrer restabelecendo as conexões centrais, essa célula basal cresce, se diferencia e prolifera. Então, no exemplo do acidente poderia voltar a percepção, mas pode não voltar plenamente. Depois temos células olfatórias guiadas, se conectam com as células periglomerulares, depois célula m/t, células granulares, criando uma sequência de conexões de neurônios e no final guiam para tálamo, córtex pré-frontal
*Partículas poluentes também podem matar nossas células, tendendo a diminuição delas, então depois para recuperar o certo seria uma indução do olfato, como se fosse um treinamento
*O sistema químico (gustativo e olfatório) é conectado ao sistema límbico (tálamo, amigdalas, hipocampo) o que gera memória afetiva
*Glândula de Bowman produz muco nasal que tem características químicas específicas, logo quando estamos congestionados temos uma mudança física e química desse muco 
OBS.: receptor olfatório excitou as células, as células periglomerular estão organizadas horizontalmente, enquanto as células olfatórias e as células em T em vertical, por último tem as células granulares que também estão na horizontal ela faz conexão entre as células M
Conexão 
inibitória 
Conexão
excitatória 
*Nervo craniano: olfatório é sensorial aferente, tem origem no epitélio olfatório e com função de olfação. Os nervos facial e glossofaríngeo também sensoriais aferentes vão estar relacionados a gustação 
As células ciliadas com os cílios que vão ter membrana fosfolipídica, há uma transdução de sinal (que é o odor) e vai se transformar em potencial receptor (não é de ação, porque o de ação é tudo ou nada), que acontece com o primeiro estimulo que vem podendo ser pequeno ou grande, e se for suficientemente denso (grande) ele vai ser supra linear e aí sim pode gerar um potencial de ação, se for pequeno não vai gerar PA na sequência, isso é o que a gente conhece como estímulo tudo ou nada 
O estímulo gera uma despolarização pequena que atinge os limiares do canal de sódio dependente de voltagem que estão disponíveis no corpo celular da célula olfatória e dos axônios 
A transdução consiste em uma tradução do sinal químico em potenciais elétricos para depois gerar o PA, caso atinja o limiar 
A célula olfatória faz conexão do que está no meio externo com o sistema nervoso central. A célula do córtex frontal, por exemplo, só vai saber o que está acontecendo do lado de fora por causa da célula olfatória que faz essa comunicação 
Receptores acoplados à proteína G:
1. Receptores ORs receptores de odorantes
2. Receptores VRs receptores vomeronasais
PROVA: Escreva a transdução do sinal da célula olfatória
Tudo começa com a inspiração, o ar contém as partículas voláteis (substâncias químicas = odorantes) que passam pela cavidade nasal, e quando entra em contato físico com as estruturas do epitélio olfatório vai ter a química de conexão das moléculas. O ar que entra estimula os cílios da célula ciliada no epitélio olfatório (onde tem cílios com receptor odorante que é proteína), esse estímulo químico (odorante) se conecta a uma proteína efetora, que está normalmente na membrana, ativa o receptor da proteína G, ele (odorante) se liga a proteína G que estimula a proteína adenato ciclase a converter o ATP em AMPc (segundo mensageiro), que se difunde pelo citoplasma da célula do receptor olfatório, esse AMPc se liga quimicamente aos canais de cálcio-sódio, que são sensíveis ao nucleotídeo do AMPc, AMPc abre o canal, entra sódio e cálcio e despolariza gerando o potencial receptor 
*Primeiro mensageiro é a molécula que vem de fora, e o segundo mensageiro é a substância química que está dentro AMPc se liga a PKA (proteína quinase) e vai fosforilar outras proteínas e gerar alteração, mudança de voltagem da célulaO receptor ativado desconecta a PTN g, ativa a fosfolipase C, quebra o fosfolipídio de membrana e a cabeça fosfatídica, que consegue se deslocar por ser solúvel em água, abre canais de cálcio do retículo (cálcio é um segundo mensageiro)
*Segundo mensageiro proteico tem o lipossolúvel (triacilglicerol) e o hidrossolúvel (IP3) 
 *AMPc seria o primeiro do segundo mensageiro (que serve para ligar ao canal de sódio-cálcio, abri-lo e gerar o potencial receptor), e o cálcio seria o segundo do segundo mensageiro, o cálcio seria como se fosse uma nova onda, gerando mais excitação e fazendo o potencial receptor aumentar, gerar força, e então o cálcio liberado se liga aos canais de cloreto que estão na célula olfatória, os canais de cloreto começam a se abrir e o cloreto tende a sair 
OBS.: Até aqui seria a explicação
*O muco é pobre em cloreto, então saindo o cloreto (efluxo), de carga negativa, gera mais despolarização e aí pode gerar o PA porque vai abrir os canais de sódio dependente de voltagem, nisso a informação está ascendendo por isso é chamada de aferente 
Na membrana da célula olfatória tem o receptor de odorante e nele ligado a proteína g, que podem sofrer 3 estágios (dessensibilização, sequestro e degradação ou down regulation) que chamamos de dessensibilização 
*Dessensibilização perde ou evita a sensibilidade 
Os receptores de odorantes (acoplados a proteína g) tem um processo de adaptação. Tem uma outra estrutura associada ao receptor, a enzima GRK, proteína quinase que quando ativada fosforila o receptor, e ele atrai uma proteína especial que é a ARR, proteína arrestina, e essa proteína paralisa, atrasa os neurônios, então quando a proteína ARR se liga ao receptor fosforilado (acoplado a proteína g) ele impede o acoplamento com a proteína g correspondente. Então, mesmo com o sinal sendo recebido, impede que se conecte quimicamente, tendo um desacoplamento, uma dessensibilização, isso acontece com o estímulo acontecendo em grande quantidade, parte dos receptores são fosforilados e são desligados, dessensibilizados, são travados pela ação da arrestina, logo a potência de sensibilização diminui. Mas o sistema pode voltar retirando o fosfato pela ação das fosfatase, a arrestina solta e o receptor fica apto a acoplar a proteína novamente 
O sistema só fosforila (pela ação da quinase) com exposição contínua e o sistema fica se autorregulando, o que é chamado de down regulation, que é quando tem grandes estímulos e então os receptores começam a ser marcados pela arrestina, aumentando a quantidade dos marcados, e eles começam a sofrer esse down regulation que é um sequestro, quando são retirados da membrana, e retirando o receptor da membrana e ele não consegue se ligar e fica dentro de vesículas, conhecido como endocitose 
 
E se essa ação é contínua, grandes estímulos, então a célula pega os receptores que ela fagocitou, coloca dentro de lisossomos que tem proteases e vai digerir os receptores, que vão desaparecer. E para voltar a produzir novos receptores para a olfação vai precisar de novas sínteses de proteína 
*Isso explica o porquê de a morfina parar de funcionar, sofre down regulation 
O inverso também é verdadeiro, se tem pouco receptor a célula pega os receptores em estoque aumentando a sensibilização 
PROVA: Descreva a via olfatória 
Epitélio olfatório, bulbo olfatório, córtex frontal, hipotálamo, 
PALADAR 
Boca, papila gustativa, células gustativas 
Papila fungiforme, célula gustativa (ápice, base), neurônio gustativo de primeira ordem (exposto ao ambiente) 
PROVA: Descrição da via gustativa
Nervos relacionados: vago, glossofaríngeo, facial, são aferentes e quando estimulados geram PA e entram no tronco encefálico pelo núcleo do trato solitário, aí faz a decussação e ascende para o tálamo e do tálamo vai para o córtex gustativo, processando a informação gustativa 
Sabores: salgado, doce, azedo ou ácido, amargo e umami (delicioso)
Gustação é um sentido químico 
Saboroma: sabor e aroma, coisa que tem cheiro e sabor, são vias diferentes 
*Para o sabor umami o correspondente químico é o glutamato (aminoácido)
*Amargo são sais, íons de potássio, íons de magnésio e bases
*Azedo ou ácido são os íons de H e ácidos
*Doce são os açucares e proteínas
*Salgado são sais 
OBS.: Em toda a língua tem todos os tipos de receptores para sabores, não são concentrados em um lugar só 
Transdução de sinais:
Salgado a célula gustativa faz sinapse com neurônio de primeira ordem (que tem receptor para glutamato), a célula gustativa tem vesículas cheias de glutamato que vão ser liberados por despolarização e vai estimular os receptores de glutamato, despolarizar neurônio, gerar potencial pós-sináptico excitatório podendo gerar PA. O alimento salgado tem o sódio que vai entrar em canais de sódio na parte apical da célula gustativa, vai despolarizar a célula, abre o canal de cálcio dependente de voltagem, exocitose das vesículas de glutamato (na base), estimula os receptores de glutamato, gera potencial pós-sináptico excitatório, gera PA parte
apical
Azedo ou ácido acidez do alimento libera hidrogênio, H entra junto com cloreto no canal de hidrogênio-sódio, despolariza, abre canal de cálcio dependente de voltagem na parte mais lateral, libera as vesículas de glutamato, excita e gera o sabor azedo parte
apical
Doce sacarídeo se liga ao receptor de proteína g e se combina quimicamente com o açúcar, aí estimula a proteína g (a gustatina) a ativar o guanilato ciclase, AMPc e PKA, o PKA fecha canais de potássio, despolariza a célula gustativa, entra o cálcio, exocitose de glutamato e gera o sabor doce base
Amargo sabor amargo tem dois sistemas parecidos: o primeiro, o receptor de substâncias amargas acoplado a proteína g (gustatina), ativa a fosfolipase C, libera IP3, libera cálcio intracelular, libera vesícula de glutamato, exocitose e gera sabor amargo. O segundo, a substância amarga estimula o canal de potássio, aí quando para de sair potássio, despolariza a célula gustativa, abre canal de cálcio dependente de voltagem, entra cálcio, gera exocitose de glutamato e estimula o neurônio a dar o sabor amargo 
Umami glutamato estimula quimicamente o canal de sódio-cálcio, entra sódio e cálcio, despolariza, abre o canal dependente de voltagem de cálcio, estimula o receptor de glutamato e libera glutamato, gera o sabor
*Glutamatos quimicamente são os mesmos, mas a diferença é que um é endógeno e outro exógeno. Mas o que impede você de ficar superexcitado ao ingerir glutamato é a barreira que os separam