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1) CONCEITUAR E DESCREVER A BIOELETROGÊNESE: O impulso nervoso pode ser imaginado como um minúsculo sinal de eletricidade que percorre um neurônio em um nivel mais elementar, consiste em partículas químicas que se movimentam pela membrana da célula de um lado para o outro. A membrana plasmática é constituída por uma dupla camada de fosfolipídios , interrompida de espaço em espaço por moléculas de proteínas. Na face externa, aparecem ramificações de glicídios (polissacarídeos) presos à proteína ou ao lipídio. A membrana facilita ou dificulta a passagem de certas substâncias (permeabilidade seletiva). Essa passagem se faz de duas maneiras: transporte passivo (sem gasto de energia) e transporte ativo (com gasto de energia). O transporte passivo se refere ao movimento cinético molecular de substâncias com ou sem auxílio de uma proteína carreadora específica. Sem gasto de energia, portanto a favor do gradiente de concentração. São exemplos de transporte passivo: difusão simples e difusão facilitada . Na difusão simples a substância passa através dos poros da membrana, a favor do gradiente de concentração sem gasto de energia. Um exemplo, disto, é a bomba de Na+_ K+. Na difusão facilitada a substância necessita de uma proteína carreadora específica para transportá-la. O transporte ativo é realizado com ajuda de uma proteína carreadora (como a difusão facilitada) só que contra o gradiente de concentração, havendo, portanto, gasto de energia (ATP). Um exemplo, disto, é a Bomba de Na+_ K+ ATPase. A Bomba de Na+_ K+ ATPase explica a diferença de concentração desses íons dentro e fora da célula. A concentração de sódio (Na+) fora da célula é maior do que em seu interior, ocorrendo o oposto com o potássio (K+). O esperado é que, por difusão, esses íons se movam até que as concentrações se igualem, dentro e fora da célula. Mas isso não acontece porque as células estão constantemente gastando energia para bombear o Na+ e o K+ em sentido contrário à difusão. Uma das funções dessa bomba é criar uma diferença de cargas elétricas entre os dois lados da membrana, que então fica positiva na face externa e negativa na face interna. Essa diferença de cargas é importante para os fenômenos elétricos que ocorrem nas células nervosas e musculares O Potencial de Repouso (PR) devido à predominância de proteínas no interior da célula, o meio intracelular se mantém carregado negativamente em relação ao meio extracelular que se mantém carregado positivamente. Esta diferença de potencial é chamada de PR. Podemos dizer que, a membrana está polarizada e ao ser estimulada, uma pequena região da membrana torna-se permeável ao Na+ (abertura dos canais de sódio). Como a concentração desse íon é maior fora do que dentro da célula, o Na+ atravessa a membrana no sentido do interior da célula. A entrada de Na+ é acompanhada pela pequena saída de K+. Esta inversão vai sendo transmitida ao longo do axônio, e todo esse processo é denominado onda de despolarização. Os impulsos nervosos ou potenciais de ação (PA) são causados pela despolarização da membrana além de um limiar (nível crítico de despolarização que deve ser alcançado para disparar o PA). Os potenciais de ação assemelham-se em tamanho e duração e não diminuem na medida em que são conduzidos ao longo do axônio, ou seja, são de tamanho e duração fixos. A aplicação de uma despolarização crescente a um neurônio não tem qualquer efeito até que se cruze o limiar e, então, surja o potencial de ação. Por esta razão, diz-se que os potenciais de ação obedecem à "lei do tudo ou nada". Imediatamente após a onda de despolarização ter-se propagado ao longo da fibra nervosa, o interior da fibra torna-se carregado positivamente, porque um grande número de íons Na+ se difundiu para o interior. Essa positividade determina a parada do fluxo de íons Na+ para o interior da fibra, fazendo com que a membrana se torne novamente impermeável a esses íons. Por outro lado, a membrana torna-se ainda mais permeável ao K+. Devido à alta concentração desse íon no interior, muitos íons se difundem, então, para o lado de fora. Isso cria novamente eletronegatividade no interior da membrana e positividade no exterior – processo chamado repolarização, pelo qual se restabelece a polaridade norma l da membrana. A repolarização normalmente se inicia no mesmo ponto onde se originou a despolarização, propagando-se ao longo da fibra. Após a repolarização, a Na+_ K+ ATPase bombeia novamente os íons Na+ para o exterior da membrana, criando um déficit extra de cargas positivas no interior da membrana, que se torna temporariamente mais negativo do que o normal. A eletronegatividade excessiva no interior atrai íons K+ de volta para o interior (por difusão e por transporte ativo). Assim, o processo traz as diferenças iônicas de volta aos seus níveis originais. Para transferir informação de um ponto para outro no sistema nervoso, é necessário que o PA, uma vez gerado, seja conduzido ao longo do axônio. Um PA iniciado em uma extremidade de um axônio apenas se propaga em uma direção, não retornando pelo caminho já percorrido. Uma vez que a membrana axonal é excitável ao longo de toda sua extensão, o PA se propagará sem diminuir. A velocidade com a qual o potencial de ação se propaga ao longo do axônio depende de quão longe a despolarização é projetada à frente do PA, o que, por sua vez, depende de certas características físicas do axônio: a velocidade de condução do potencial de ação aumenta com o diâmetro axonal. Axônios com menor diâmetro necessitam de uma maior despolarização para alcançar o limiar do potencial de ação. Nesses axônios, a presença de bainha de mielina acelera a velocidade da condução do impulso nervoso. Nas regiões dos nódulos de Ranvier, a onda de despolarização "salta" diretamente de um nódulo para outro, não acontecendo em toda a extensão da região mielinizada (a mielina é isolante). Ocorre um movimento saltatório, e via de conseqüência, um aumento da velocidade do impulso nervoso. Mudança de forma: Um impulso nervoso sempre está baseado nas partículas químicas. A medida que passa por um dendrito ou axônio, movimenta os íons eletricamente carregados, mas, na sinapse, ele depende mais da forma estrutural do neurotransmissor químico. Sinapse: Os sinais levados de um neurônio a outro em junções especializadas chamamos de sinapse. A transmissão mais frequente é o terminal axonal de um neurônio com os dendritos de outro neurônio. As estruturas envolvidas na sinapse são: ►Terminal pré–sináptico: Apresenta-se na forma de botão, contém numerosas vesículas com substâncias neurotransmissoras. Ex: Acetilcolina e Noradrenalina. ►Fenda sináptica: Situada entre o terminal pré-sináptico e a membrana pós–sináptica. ►Membrana pós-sináptica: Nestas existem receptores específicos de neurotransmisores. Um terminal pré-sináptico está separadopor uma fenda sináptica e contém mitocôndrias e vesículas preenchidas com neurotransmissor, um medidor químico que altera a permeabilidade da membrana. A chegada do impulso nervoso ao terminal pré-sináptico faz com que o Cálcio entre na célula fazendo com que as vesículas sinápticas se unam ao terminal pré-sinático (exocitose), levando a descarga do neurotransmissor para dentro da fenda sináptica. As vesículas dos botões pré-sinápticos que contém milhões de neurotransmissores podem exercer ações inibidoras ou excitadoras na membrana pós-sináptica. Além disso, não é raro que a ação de um determinado neurotransmissor seja excitadora em algumas sinapses e inibidora em outras. Quando um determinado neurotransmissor passa por difusão através da sinapse, ele é ligado a uma proteína receptora presente na membrana pós-sináptica e desta combinação resulta a abertura de canais iônicos. Quando se abrem canais de Na+, este penetra na porção pós-sináptica e determina uma despolarizacão. Esta despolarização caracteriza o potencial Pós-Sináptico Excitatório (PPSE), que é um potencial local. A despolarização aproxima o potencial da membrana do seu limiar que poderá acompanhar o Potencial de Ação (PA). Pode ocorre também que o neurotransmissor aumente a permeabilidade do K+. Este sairá do interior da célula e fará com que este se torne mais negativo determinando uma hiperpolarização da membrana. A hiperpolarização caracteriza um Potencial Pós-Sináptico Inibitório (PPSI) que, como o excitatório, também é potencial local. A hiperpolarização afasta a membrana de seu limiar diminuindo portanto a excitabilidade. Neurotransmissores: Os neurotransmissores são substâncias químicas que permitem que os sinal passe de um neurônio para o outra célula. Há diversos grupos de moléculas neurotransmissoras. Abaixo a lista de alguns e seus efeitos: ► Endorfinas Bloqueio da dor, ação analgésica. ► Serotonina Regula o humor, sono, atividade sexual, apetite, ritmo circadiano, as funções neuroendócrinas, temperatura corporal, sensibilidade à dor, atividade motora e funções cognitivas. Atualmente vem sendo relacionada aos Transtornos de Humor. A maioria dos medicamentos antidepressivos agem produzindo um aumento desse substância na fenda sináptica. ► GABA Conhecido como ácido gama-aminobutirico, é o principal neurotransmissor inibitório do SNC. Está envolvido com os processos de ansiedade. Seu efeito ansiolítico seria fruto de alterações provocadas em diversas estruturas do Sistema Límbico. A inibição ou o bloqueio resulta em estimulação intensa, gerando convulsões. ► Dopamina Neurotransmissor inibitório derivado da tirosina. Produz sensações de satisfação e prazer. Os neurônios dopaminérgicos podem ser divididos em três sub grupos com diferentes funções. O primeiro grupo regula os movimentos: uma deficiência provoca a doença de Parkinson. O segundo grupo, o mesolímbico, funciona na regulação do comportamento emocional. O terceiro grupo, o mesocortical, projeta-se apenas para o córtex pré-frontal. Esta área do córtex está envolvida em várias funções cognitivas, memória, planejamento de comportamento e pensamento abstrato, assim como em aspectos emocionais, especialmente relacionados com o stress. Distúrbios nos dois últimos sistemas estão associados com a esquizofrenia. ► Glutamato Principal neurotransmissor estimulador do SNC. A sua ativação aumenta a sensibilidade aos estímulos dos outros neurotransmissores. ► Acetilcolina Neurotransmissor “estrela” da memória e do pensamento. Está particularmente concentrado no hipocampo. Também ajuda a executar muitas funções fora do cérebro. Ex. Ajuda as células nervosas nos músculos a ativar a ação motora. ► Noradrenalina Torna o cérebro mais alerta. É vital para transferir informações da memória temporária do hipocampo para áreas permanentes no córtex. Quantidade excessiva pode impedir o armazenamento de novas memórias e interferir no raciocínio e nas tomadas de decisões. Ajuda a controlar o sono, porém o excesso gera a insônia. Ajuda a equilibrar os impulsos sexuais (se diminuir o neurotransmissor, diminui o libido). Está envolvida também no SNA. Recaptação dos neurotransmissores: Após interagir com os receptores, os neurotransmissores são removidos da fenda, por: ►Transportadores protéicos específicos; ►Glia (Astrócito) ou Glutamato; ►Degradação por enzimas: Ex.: ACo (Acetilcolina) pela ACoE (Acetilcolinesterase) *Na junção neuromuscular a ininterrupta exposição em alta conc. de ACo conduz a dessensibilização (onde fecham-se os canais iônicos ). Ex. Gases de nervos. Algumas questões que influenciam nesse processo de Bioeletrogenese Como a célula muda a sua permeabilidade aos íons? -Através de canais iônicos que podem alterar o seu estado entre aberto e fechado mediante um estímulo particular, tais como: pressão luz moléculas químicas ligantes (como neurotransmissores) sinais intracelulares, voltagem. -Através da inserção ou remoção de canais iônicos na membrana. O que controla a abertura e fechamento de canais? a) moléculas mensageiras intracelulares ou por ligantes extracelulares (quimicamente sensível); b) por estado elétrico da célula (eletricamente sensível); c) por mudança física (ex: mudança de temperatura ou tensão. O que a despolarização pode gerar? Potenciais graduados ou potenciais de ação. -Potenciais graduados: são despolarizações cujo tamanho ou amplitude é proporcional à força do estímulo. A força da despolarização é determinada pela quantidade de carga que entra na célula no ponto de estímulo. Se mais canais se abrem, o potencial graduado tem maior amplitude inicial e mais longe pode se disseminar. -Potenciais de ação: todos são idênticos e não diminuem o seu poder quando viajam através do neurônio. É um fenômeno tudo-ou-nada. São deflagrados por um estímulo limiar. Despolarizações grandes e uniformes que movimentam-se rapidamente ao longo de grandes distâncias (axônio) sem perda de sua força. O potencial de ação é gerado na zona de estímulo, no segmento inicial. Potenciais de ação representam movimento de Na+ e K+ através da membrana. Ocorre quando canais dependentes de voltagem se abrem, alterando a permeabilidade da membrana. O que são os Períodos Refratários? Limitam a taxa pela qual os sinais podem ser transmitidos no neurônio. Os potenciais de ação não se sobrepõem por causa dos períodos refratários. -Período Refratário Absoluto: assegura que um segundo potencial de ação não aconteça sem que o primeiro tenha terminado. -Período Refratário Relativo: permite que um potencial gradual acima do limiar possa iniciar outro potencial de ação, pois podem abrir canais de Na+ que já retornaram à sua posição de repouso. Quais são os parâmetros que definem a velocidade de condução do Potencial de ação? a) Diâmetro dos neurônios: maior o diâmetro mais rápida é a condução. b) Resistência da membrana do neurônio: quão menor o diâmetro maior a resistência. c) Presença da bainha de Mielina. Referência bibliográfica: MORAES, Alberto Parahyba Quartim de - O Livro do cérebro. Vol 1. São Paulo. SP, EditoraDuetto - 2009. Pag 72. 2) CONCEITUAR GUSTAÇÃO E OLFAÇÃO: Os sentidos gustativo e olfativo são chamados sentidos químicos, porque seus receptores são excitados por estimulantes químicos. Os receptores gustativos são excitados por substâncias químicas existentes nos alimentos, enquanto que os receptores olfativos são excitados por substâncias químicas do ar. Esses sentidos trabalham conjuntamente na percepção dos sabores. O centro do olfato e do gosto no cérebro combina a informação sensorial da língua e do nariz. O receptor sensorial do paladar é a papila gustativa. É constituída por células epiteliais localizadas em torno de um poro central na membrana mucosa basal da língua. Na superfície de cada uma das células gustativas observam-se prolongamentos finos como pêlos, projetando-se em direção da cavidade bucal; são chamados microvilosidades. Essas estruturas fornecem a superfície receptora para o paladar. Observa-se entre as células gustativas de uma papila uma rede com duas ou três fibras nervosas gustativas, as quais são estimuladas pelas próprias células gustativas. Para que se possa sentir o gosto de uma substância, ela deve primeiramente ser dissolvida no líquido bucal e difundida através do poro gustativo em torno das microvilosidades. Portanto substâncias altamente solúveis e difusíveis, como sais ou outros compostos que têm moléculas pequenas, geralmente fornecem graus gustativos mais altos do que substâncias pouco solúveis difusíveis, como proteínas e outras que possuam moléculas maiores. A gustação é primariamente uma função da língua, embora regiões da faringe, palato e epiglote tenham alguma sensibilidade. Os aromas da comida passam pela faringe, onde podem ser detectados pelos receptores olfativos. Sentido da gustação A gustação é principalmente função dos botões gustatórios presentes na boca, mas é comum a experiência de que a olfação também contribui intensamente para a percepção do paladar. Além disso, a textura do alimento, detectada pelos sensores de tato da boca, e a presença de substâncias no alimento que estimulam as terminações dolorosas, tais como a pimenta, alteram sensivelmente a experiência do paladar. A importância do paladar reside no fato de que ele permite à pessoa selecionar substâncias específicas, de acordo com os seus desejos e frequentemente de acordo com as necessidades metabólicas dos tecidos corporais. Sentido da olfação A olfação é o menos conhecido de nossos sentidos, em parte devido ao fato de que o sentido da olfação é um fenômeno subjetivo que não pode ser estudado facilmente em animais inferiores. Outro problema complicador é que o sentido da olfação é pouco desenvolvido nos seres humanos em comparação com os animais inferiores. 3) DESCREVER A ANATOMIA E FISIOLOGIA DA LÍNGUA E NARIZ: Anatomia: Fisiologia: Cavidade Nasal -Condução do ar -Sentido do olfato - Filtrar, -Aquecer e umedecer o ar inspirado -Eliminar as substâncias estranhas extraídas do ar As primeiras estruturas diretamente dependentes dessa anátomo-fisiologia nasal são os seios paranasais ou da face. Os seios paranasais são estruturas localizadas ao redor da cavidade nasal e são interligados com a cavidade nasal através de óstios (aberturas). Essas cavidades são aeradas pelo ar que entra pelo nariz e mantém a fisiologia normal do transporte muco-ciliar realizado por esses seios. Se há alteração da anatomia ou fisiologia nasal, essas estruturas paranasais podem ser afetadas com possível alteração da sua fisiologia. Outras estruturas vizinhas a cavidade nasal que também podem ser afetadas por alterações anatômico-funcionais são os ouvidos, a faringe (garganta), a laringe e os pulmões. Os ouvidos são interligados com o nariz em sua porção posterior (nasofaringe ou rinofaringe) através do óstio (abertura) da tuba auditiva que se localiza nessa região. A faringe também é interligada ao nariz a se localiza abaixo e continuamente a rinofaringe (porção posterior do nariz). Abaixo da faringe se localiza a laringe, e inferiormente a essa estrutura, temos a traquéia e os pulmões. É importante esse conhecimento para que se possa entender como e porque alterações anatômico-fisiológicas nasais podem levar a ocorrência de sinusites, otites e faringites ou amigdalites, além de laringites e Infecções das Vias aéreas, problemas tão comuns vistos comumente por nós otorrinolaringologistas no dia-a-dia no nosso consultório. Língua: A língua é um órgão altamente muscular, que participa na deglutição, do paladar e da fala. Tem posição parcialmente oral e parcialmente faríngea e está fixada pelos seus músculos ao osso hioide, mandíbula, processos estiloides, palato mole e parede da faringe. Possui uma raiz, um ápice, um dorso curvo e uma face inferior. Tem um formato de cone posicionado em sentido sagital e aplanado em sentido crânio caudal. Estando sua ponta localizada anteriormente, tocando os dentes incisivos. Sua túnica mucosa é normalmente rosa e úmida e está firmemente aderida aos músculos subjacentes. A mucosa dorsal é coberta por inúmeras papilas, algumas das quais apresentam os calículos gustatórios. As fibras musculares intrínsecas estão dispostas em um padrão de entrelaçamento complexo de fascículos longitudinais, transversais, verticais e horizontais, possibilitando maior mobilidade. Os fascículos são separados por uma quantidade variável de tecido adiposo que aumenta em sua porcão posterior. A raiz da língua esta fixada ao osso hioide e a mandíbula e, entre eles, esta em contato, inferiormente, com os músculos genio-hioideo e milo-hioideo. Seu dorso (face póstero-superior) é geralmente convexo em todas as direções em repouso. Podemos considerar que a língua tem duas faces, duas bordas, uma ponta e uma base. Estando dividida por um sulco terminal em forma de V em uma parte oral (pré-sulcal), anterior, voltada para cima, e uma parte faríngea (pós-sulcal), posterior, voltada para a região posterior. A parte pré-sulcal forma cerca de dois terços do comprimento da língua. Estas duas porções diferem uma da outra pela mucosa, inervação, origens embrionárias e funções. Papilas Fungiformes = de 1 a 5 botões gustativos Folheadas = 20 a 40 botões gustativos Circunvaladas = 50 a 100 botões gustativos Inervação das papilas gustativas: 2/3 anteriores da língua – nervo VII (facial) – corda timpânica 1/3 posterior da língua – nervo IX – glossofaríngeo Palato; faringe – Nervo X – vago Faces A face superior está em intimo contato com o palato e em sua porção mais posterior toca a faringe. Possui uma linha média que contem um sulco longitudinal mais ou menos marcado a depender do indivíduo. A face inferior, muito menos extensa que a face superior, repousa em sua totalidade sobre o assoalho da boca a qual está unida por uma dobra media, o frênulo da língua. Na parte inferior do frênulo e de cada lado da linhamédia, observamos dois pequenos tubérculos, no vértice desses pequenos tubérculos encontra-se os óstios dos ductos excretores das glândulas sub-linguais. Além disso nota-se também uma extensa rede venosa sub-mucosa que irá se unir e formar a veia sub-lingual. Parte Oral (pré-sulcal) A parte pré-sulcal da língua esta localizada na cavidade oral. Possui um ápice que toca os dentes incisivos, uma margem em contato com as gengivas e dentes, e uma face superior (dorso) relacionada com os palatos duro e mole. De cada lado, em frente ao arco palatoglosso, existem quatro ou cinco pregas verticais, as papilas folhadas, que representam vestígios de papilas maiores encontradas em muitos outros mamíferos. A túnica mucosa dorsal possui um sulco mediano longitudinal e está recoberta pelas papilas filiformes, fungiformes e circunvaladas. A túnica mucosa na face inferior (ventral) é lisa, arroxeada e refletida sobre o assoalho da boca e gengivas: e unida ao assoalho da boca anteriormente pelo frênulo da língua. A veia lingual profunda, que e visível, situa-se lateralmente ao frênulo em cada lado. A prega franjada, uma crista de mucosa com margens em direção anteromedial ao ápice da língua, encontra- se lateral a veia. Esta parte da língua desenvolve-se a partir de edemas linguais da arcada mandibular e do tubérculo impar, e esta derivação embriológica explica sua inervação sensitiva. Porção Faringe (pós-sucal) A parte pos-sulcal da língua constitui a sua base e situa-se posteriormente aos arcos palatoglossos. Embora forme a parede anterior da parte oral da faringe, é descrita aqui por conveniência. Sua túnica mucosa e refletida lateralmente em direção as tonsilas palatinas e parede faríngea, e posteriormente para a epiglote por uma prega glossepiglótica mediana e duas laterais que circundam duas depressões ou valéculas epiglóticas. A parte faríngea da língua e desprovida de papilas e exibe elevações baixas. Existem nódulos linfoides subjacentes que são incorporados na túnica submucosa e coletivamente denominados tonsilas linguais. Os ductos de pequenas glândulas seromucosas abrem-se nos ápices dessas elevações. A parte pos-sulcal da língua desenvolve-se a partir da eminencia hipobranquial. Em ocasiões raras em que a glândula tireoide não migra para longe da língua durante o desenvolvimento embrionário, ela permanece na parte pós-sulcal da língua como uma glândula tireóide lingual funcional. Referências bibliográficas: NETTER, F. H. Atlas de Anatomia Humana. 4 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008. TORTORA, G. J. Princípios de Anatomia Humana. 10 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. 4) COMPREENDER O MECANISMO SENSITIVO DAS VIAS NEUROLÓGICAS (RELACIONADAS COM A GUSTAÇÃO E OLFAÇÃO) GUSTAÇÃO Sensações primárias da gustação As identidades das substâncias químicas específicas, que excitam os diferentes receptores gustatórios não são completamente conhecidas. Os estudos psicofisiológicos e neurofisiológicos identificaram pelo menos 13 receptores químicos prováveis nas células gustatórias, como descrito a seguir: dois receptores para sódio, dois receptores para potássio, um receptor para cloreto, um receptor para adenosina, um receptor para inosina, dois receptores para doce, dois receptores para amargo, um receptor para glutamato e um receptor para o íon hidrogênio. Para análise mais prática da gustação, as capacidades dos receptores gustatórios mencionados foram agrupadas em cinco categorias gerais chamadas sensações primárias da gustação. São elas: azeda, salgada, doce, amarga e “umami”. A pessoa pode perceber centenas de diferentes gostos. Acredita-se que eles sejam combinações das sensações gustatórias elementares, da mesma forma como as cores que vemos são combinações das três cores primárias. Gosto Azedo: O gosto azedo é causado pelos ácidos, isto é, pela concentração do íon hidrogênio, e a intensidade dessa sensação é aproximadamente proporcional ao logaritmo da concentração do íon hidrogênio (isto é, quanto mais ácido o alimento, mais forte se torna a sensação de azedo). Gosto Salgado: O gosto salgado é provocado por sais ionizados, principalmente pela concentração de íons sódio. A qualidade do gosto varia ligeiramente de um sal para outro porque alguns sais provocam outras sensações gustatórias além do salgado. Os cátions dos sais, em especial o sódio, são os principais responsáveis pelo gosto salgado, mas os ânions também contribuem, mesmo que em menor grau. Gosto Doce: O gosto doce não é induzido por categoria única de substâncias químicas. Alguns tipos de substâncias que provocam este gosto são: açúcares, glicóis, álcoois, aldeídos, cetonas, amidos, ésteres, alguns aminoácidos, algumas proteínas pequenas, ácidos sulfônicos, ácidos halogenados, e sais inorgânicos de chumbo e berílio. Deve-se ressaltar que a maioria das substâncias que induzem o gosto doce é orgânica. É especialmente interessante o fato de que pequenas alterações na estrutura química, tais como a adição de radical simples, podem frequentemente mudar a substância de doce para amarga. Gosto Amargo: O gosto amargo, assim como o gosto doce, não é induzido por tipo único de agente químico. Nesse caso, novamente as substâncias que provocam o gosto amargo são quase exclusivamente substâncias orgânicas. Duas classes particulares de substâncias destacam-se como indutoras das sensações de gosto amargo: (1) substâncias orgânicas de cadeia longa, que contêm nitrogênio; e (2) alcaloides. Os alcaloides incluem muitos dos fármacos utilizados como medicamentos, como quinina, cafeína, estricnina e nicotina. Algumas substâncias que inicialmente têm gosto doce induzem no final um gosto amargo. Essa característica ocorre com a sacarina, o que torna o uso dessa substância questionável para algumas pessoas. O gosto amargo, quando ocorre em alta intensidade, faz com que frequentemente a pessoa ou o animal rejeite o alimento. Essa reação é, sem dúvida, função importante da sensação de gosto amargo porque muitas toxinas letais, encontradas em plantas venenosas são alcaloides, e quase todos esses alcaloides provocam gosto amargo intenso, não raro, seguido pela rejeição do alimento. Gosto Umami: Umami , uma palavra japonesa que significa “delicioso”, designa a sensação de gosto prazerosa que é qualitativamente diferente do azedo, do salgado, do doce ou do amargo. Umami é o gosto predominante dos alimentos que contêm l-glutamato, tais como caldos de carne e queijo amadurecido, e alguns fisiologistas o consideram como categoria separada, a quintacategoria de estímulo primário do paladar. O receptor gustatório para o l-glutamato pode estar relacionado a um dos receptores sinápticos para o glutamato que também são expressos nas sinapses neuronais do cérebro. Entretanto, os mecanismos moleculares precisos responsáveis pelo gosto umami ainda não estão esclarecidos. Limiar para o gosto O limiar para a estimulaçãodo gosto azedo pelo ácido clorídrico é de, aproximadamente, 0,0009 M; para a estimulação do gosto salgado pelo cloreto de sódio é de 0,01 M; para o gosto doce pela sacarose é de 0,01 M; e para o gosto amargo pela quinina é de 0,000008 M. Deve-se ressaltar que a sensibilidade para o gosto amargo é muito maior do que para todos os outros gostos, o que era esperado, pois essa sensação tem função protetora importante contra muitas toxinas perigosas presentes nos alimentos. Mecanismo de estimulação dos botões gustatórios Potencial Receptor A membrana da célula gustatória, como a maioria das outras células sensoriais receptoras, tem carga negativa no seu interior em relação ao exterior. A aplicação de substância nos pelos gustatórios causa perda parcial desse potencial negativo — isto é, as células gustatórias são despolarizadas. Na maioria das vezes, a redução do potencial, dentro de faixa extensa, é aproximadamente proporcional ao logaritmo da concentração da substância estimulatória. Essa alteração no potencial elétrico da célula gustatória é chamada potencialreceptor para a gustação. O mecanismo pelo qual a maioria das substâncias estimulatórias interage com as vilosidades gustatórias, para iniciar o potencial receptor se dá por meio da ligação da substância à molécula receptora proteica, localizada na superfície da célula receptora gustatória, próxima da membrana das vilosidades ou sobre elas. Essa interação resulta na abertura de canais iônicos, que permitem a entrada de íons sódio e hidrogênio, ambos com carga positiva, despolarizando a célula, que normalmente tem carga negativa. Então, a substância estimulatória é deslocada da vilosidade gustatória pela saliva, removendo, assim, o estímulo. O tipo do receptor proteico em cada vilosidade gustatória determina o tipo de gosto que é percebido. Para os íons sódio e hidrogênio, que provocam as sensações gustatórias salgada e azeda, respectivamente, as proteínas receptoras abrem canais iônicos específicos, nas membranas apicais das células gustatórias, ativando, assim, os receptores. Entretanto, para as sensações gustatórias doce e amarga, as porções das moléculas proteicas receptoras, que se projetam através da membrana apical, ativam substâncias transmissoras que são segundos mensageiros nas células gustatórias e esses segundos mensageiros produzem alterações químicas intracelulares, que provocam os sinais do gosto. Geração dos Impulsos Nervosos pelos Botões Gustatórios Na primeira aplicação do estímulo gustatório, a frequência de descarga das fibras nervosas, que se originam nos botões gustatórios, aumenta até atingir o pico em fração de segundos, mas, então, se adapta nos próximos poucos segundos, retornando a nível mais baixo, constante e assim permanecendo durante a vigência do estímulo. Por isso, o nervo gustatório transmite sinal forte e imediato e sinal contínuo, mais fraco, que permanece durante todo o tempo em que o botão gustatório está exposto ao estímulo. Transmissão dos sinais gustatórios para o sistema nervoso central A imagem a baixo mostra as vias neuronais para a transmissão dos sinais gustatórios, da língua e região da faringe, até o sistema nervoso central. Impulsos gustatórios, oriundos dos dois terços anteriores da língua, passam, inicialmente, pelo nervo lingual e, então, pelo ramo corda do ímpano do nervo facial e, por fim, pelo trato solitário, no tronco cerebral. Sensações gustatórias, que se originam das papilas circunvaladas, na parte posterior da língua, e de outras regiões posteriores da boca e garganta, são transmitidas pelo nervo glossofaríngeo para o trato solitário , mas em nível mais posterior. Por fim, poucos sinais gustatórios são transmitidos da base da língua e de outras partes da região faríngea pelo nervo vago para o trato solitário . Todas as fibras gustatórias fazem sinapse nos núcleos do trato solitário no tronco cerebral. Esses núcleos contêm os neurônios de segunda ordem que se projetam para pequena área do núcleo ventral posteromedial do tálamo, situada ligeiramente medial às terminações talâmicas das regiões faciais do sistema da coluna dorsal-lemnisco medial. Do tálamo, neurônios de terceira ordem se projeta para a extremidade inferior do giro pós-central no córtex cerebral parietal, onde eles penetram na fissura silviana e na área insular opercular . Esta área se situa pouco mais lateral, ventral e rostral à área para os sinais táteis da língua, na área somática cerebral I. Fica evidente, por essa descrição das vias gustatórias, que elas cursam paralelamente às vias somatossensoriais da língua. Reflexos Gustatórios São Integrados no Tronco Cerebral Do trato solitário, muitos sinais gustatórios são transmitidos pelo interior do tronco cerebral diretamente para os núcleos salivares superior e inferior e essas áreas transmitem os sinais para as glândulas submandibular, sublingual e parótidas, auxiliando no controle da secreção da saliva, durante a ingestão e digestão dos alimentos. Rápida Adaptação da Gustação Todos estão familiarizados com o fato de que as sensações gustatórias se adaptam rapidamente, em geral de modo quase completo, em cerca de um minuto de estimulação contínua. É claro também, pelos estudos eletrofisiológicos das fibras nervosas gustatórias, que a adaptação dos botões gustatórios é responsável por não mais do que metade dessa rápida adaptação do gosto. Portanto, o grau final de adaptação, que ocorre na sensação gustatória, quase com certeza é de responsabilidade do sistema nervoso central, embora os mecanismos dessa adaptação não sejam conhecidos. De qualquer maneira, é um mecanismo diferente do da maioria dos outros sistemas sensoriais, que se adaptam essencialmente em nível dos receptores. OLFAÇÃO Sentido da Olfação A olfação é o menos conhecido de nossos sentidos, em parte devido ao fato de que o sentido da olfação é um fenômeno subjetivo que não pode ser estudado facilmente em animais inferiores. Outro problema complicador é que o sentido da olfação é pouco desenvolvido nos seres humanos em comparação com os animais inferiores. Membrana Olfatória A membrana olfatória, se situa na parte superior de cada narina. Medialmente, a membrana olfatória se invagina ao longo da superfície do septo superior; lateralmente, ela se dobra sobre a concha nasal superior e mesmo sobre pequena porção da superfície superior da concha nasal média. Em cada narina, a membrana olfatória tem área de superfície de aproximadamente 2,4 centímetros quadrados. As Células Olfatórias são as Células Receptoras para a Sensação do Olfato As células olfatórias são na realidade neurônios bipolares derivados originalmente, do sistema nervoso central. Existem por volta de, 100 milhões dessas células no epitélio olfatório, intercaladas entre as células de sustentação, como mostrado na. A superfície apical das células olfatórias forma um botão, do qual se projetamde 4 a 25 pelos olfatórios (também chamados cílios olfatórios), medindo 0,3 micrômetro de diâmetro e até 200 micrômetros de comprimento, para o muco que recobre a superfície interna da cavidade nasal. Esses cílios olfatórios formam denso emaranhado no muco, e são esses cílios que respondem aos odores presentes no ar que estimulam as células olfatórias, como será mais discutido a seguir. Entre as células olfatórias na membrana olfatória, encontram-se muitas pequenas glândulas de Bowman secretoras de muco, na superfície da membrana olfatória. Estimulação das células olfatórias Mecanismo de Excitação das Células Olfatórias A porção das células olfatórias que responde ao estímulo químico olfatório é o cílio olfatório. As substâncias odorantes, ao entrarem em contato com a superfície da membrana olfatória, inicialmente se difundem no muco que recobre o cílio. Em seguida, se ligam às proteínas receptoras, na membrana de cada cílio. Cada proteína receptora é na realidade uma longa molécula que atravessa a membrana por cerca de sete vezes, dobrando-se em direção ao seu interior e ao seu exterior. A molécula odorante liga-se à porção extracelular da proteína receptora. A porção intracelular da proteína receptora, no entanto, está acoplada a uma proteína G, que é formada por combinação de três subunidades. Quando o receptor é estimulado, a subunidade alfa se separa da proteína G e ativa a adenilil ciclase, a que está ligada na face intracelular da membrana ciliar, próxima ao receptor. A adenilil ciclase ativada, por sua vez, converte muitas moléculas de trifosfato de adenosina em monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). Por fim, o AMPc ativa outra proteína de membrana próxima, o canal iônico de sódio, o qual se “abre”, permitindo que grande quantidade de íon sódio atravesse a membrana em direção ao citoplasma da célula receptora. Os íons sódio aumentam o potencial elétrico intracelular, tornando-o mais positivo, e excitando, assim, o neurônio olfatório e transmitindo os potenciais de ação pelo nervo olfatório para osistema nervoso central. A importância desse mecanismo de ativação dos nervos olfatórios reside no fato de que ele amplifica muito o efeito excitatório, mesmo de substância odorante fraca. Em síntese: (1) a ativação da proteína receptora pela substância odorante ativa o complexo da proteína G que, por sua vez; (2) ativa muitas moléculas de adenilil ciclase, que se encontram do lado intracelular da membrana da célula olfatória, levando a que; (3) muitas moléculas de AMPc sejam formadas; (4) por fim, o AMPc induz a abertura de número muitas vezes maior de canais de sódio. Portanto, mesmo pequena concentração de substância odorante específica inicia o efeito cascata que abre quantidade extremamente grande de canais de sódio. Esse processo explica a sensibilidade extraordinária dos neurônios olfatórios às quantidades extremamente pequenas de substâncias odorantes. Além do mecanismo químico básico, pelo qual as células olfatórias são estimuladas, muitos fatores físicos afetam o grau de estimulação. Primeiro, apenas as substâncias voláteis que podem ser aspiradas para dentro das narinas podem ser percebidas pelo olfato. Segundo a substância estimulante deve ser pelo menos pouco hidrossolúvel, de modo que possa atravessar o muco e atingir os cílios olfatórios. Terceiro, é útil que a substância seja pelo menos ligeiramente lipossolúvel, provavelmente porque constituintes lipídicos do cílio constituem fraca barreira para odorantes não lipossolúveis. Mecanismo (síntese) Transdução do sinal olfatório. A ligação do odorante a receptor acoplado à proteína G causa ativação da adenilato ciclase, que converte ATP em AMPc. O AMPc ativa um canal de sódio com comportas que aumenta o influxo de sódio e despolariza a célula, excitando o neurônio olfatório e transmitindo potencial de ação ao sistema nervoso central. Potenciais de Membrana e Potenciais de Ação nas Células Olfatórias O potencial de membrana intracelular das células olfatórias não estimuladas, medido por microeletródios, é, em media, de −55 milivolts. Nesse potencial, a maioria das células gera potenciais de ação contínuos com frequência muito baixa, variando de um a cada 20 segundos, até dois ou três por segundo. A maioria das substâncias odorantes induz a despolarização da membrana da célula olfatória, reduzindo o potencial negativo da célula do nível normal de −55 milivolts para −30 milivolts ou menos — isto é, a voltagem passa a ser mais positiva. Paralelamente, o número de potenciais de ação aumenta para 20 a 30 por segundo, que é frequência alta para as fibras do nervo olfatório. Em ampla faixa, a frequência dos impulsos do nervo olfatório é aproximadamente proporcional ao logaritmo da força do estímulo, o que demonstra que os receptores olfatórios obedecem aos princípios da transdução de modo semelhante aos outros receptores sensoriais. Rápida Adaptação dos Sentidos Olfatórios Aproximadamente, 50% dos receptores olfatórios se adaptam em cerca do primeiro segundo de estimulação. Em seguida, eles se adaptam muito pouco e lentamente. Além disso, todos nós sabemos, por experiência própria, que as sensações de olfação se adaptam quase até a extinção em torno de 1 minuto após entrar em ambiente fortemente odorífico. Por causa disso, a adaptação psicológica é muito maior do que o grau de adaptação dos receptores e é quase certo que a maior parte da adaptação adicional ocorre no sistema nervoso central, o que parece ser verdadeiro também para a adaptação das sensações gustatórias. O mecanismo neuronal, postulado para o fenômeno da adaptação, é o seguinte: grande número de fibras nervosas centrífugas trafega das regiões olfatórias do encéfalo, em direção posterior, ao longo do trato olfatório e terminam próximas às células inibitórias especiais, no bulbo olfatório, as células granulares. Tem sido postulado que, após o início do estímulo olfatório, o sistema nervoso central desenvolve rapidamente forte feedback inibitório, de modo a suprimir a transmissão dos sinais olfatórios através do bulbo olfatório. Natureza Afetiva da Olfação A olfação, mais ainda do que a gustação, tem a qualidade afetiva de ser agradável ou desagradável, e por isso, a olfação é provavelmente mais importante do que a gustação para a seleção dos alimentos. De fato, a pessoa que previamente ingeriu alimento que o desagradou, em geral, sente náuseas com o odor desse alimento na segunda ocasião. Inversamente, bom perfume pode ser potente estimulante das emoções humanas. Além disso, em alguns animais inferiores, os odores são os principais estimulantes dos impulsos sexuais. Limiar para a Olfação Uma das principais características da olfação é a quantidade-minuto do agente estimulante no ar que pode provocar sensação olfatória. Por exemplo, a substância metilmercaptano pode ser percebida quando apenas 25 trilionésimos de um grama estão presentes em cada mililitrode ar. Em razão desse limiar extremamente baixo, essa substância é misturada com gás natural para dar ao gás um odor que pode ser detectado, mesmo quando pequenas quantidades degás vazam de um gasoduto. Graduações de Intensidades da Olfação Embora as concentrações limiares das substâncias que evocam a olfação sejam extremamente baixas para muitas substâncias odorantes (se não a maioria), concentrações somente 10 a 50 vezes maiores que o limiar evocam a intensidade máxima da olfação. Esse intervalo de discriminação da intensidade contrasta com a maioria dos outros sistemas sensoriais, em que os limites de discriminação de intensidade são enormes — por exemplo, 500.000 para um no caso do olho e 1 trilhão para um no caso do ouvido. Essa diferença poderia ser explicada pelo fato de que a olfação está mais relacionada com a detecção da presença ou ausência de substâncias odorantes do que com a detecção quantitativa de suas intensidades. Transmissão dos sinais olfatórios para o sistema nervoso central As porções olfatórias do encéfalo estão entre as primeiras estruturas cerebrais desenvolvidas nos animais primitivos, e muitas das estruturas restantes do encéfalo se desenvolveram ao redor dessas estruturas olfatórias iniciais. De fato, parte do encéfalo que originalmente estava envolvida com a olfação evoluiu mais tarde, dando origem a estruturas encefálicas basais que controlam as emoções e outros aspectos do comportamento humano; este é o sistema chamado sistema límbico. Transmissão dos Sinais Olfatórios para o Bulbo Olfatório As fibras nervosas olfatórias, que se projetam posteriormente do bulbo são chamadas nervo cranial I ou trato olfatório . Entretanto, na realidade, tanto o trato quanto o bulbo olfatórios são protuberâncias anteriores do tecido cerebral da base do encéfalo; a dilatação bulbosa, na sua terminação, o bulbo olfatório, fica sobre a placa cribriforme que separa a cavidade encefálica da parte superior da cavidade nasal. A placa cribriforme tem várias perfurações pequenas por meio das quais uma quantidade de pequenos nervos passa com trajeto ascendente, da membrana olfatória, na cavidade nasal, para entrar no bulbo olfatório, na cavidade craniana. A estreita relação entre as células olfatórias, na membrana olfatória e o bulbo olfatório, mostrando os curtos axônios das células olfatórias, que terminam em múltiplas estruturas globulares dentro do bulbo olfatório, chamadas glomérulos. Cada bulbo tem muitos milhares desses glomérulos, cada um dos quais recebe aproximadamente 25.000 terminações axônicas, provenientes das células olfatórias. Cada glomérulo também é sítio para terminações dendríticas de cerca de 25 células mitrais grandes e de cerca de 60 células em tufo pequenas, cujos corpos celulares residem no bulbo olfatório superiores ao glomérulo. Esses dendritos fazem sinapses com os neurônios das células olfatórias, e as células mitrais e em tufo enviam axônios pelo trato olfatório, transmitindo os sinais olfatórios para níveis superiores no sistema nervoso central. As Vias Olfatórias Primitivas e Mais Novas para o Sistema Nervoso Central O trato olfatório chega ao encéfalo na junção anterior entre o mesencéfalo e o prosencéfalo; aí, o trato se divide em duas vias, , uma passando, em situação medial,para a área olfatória medial do tronco cerebral, e a outra passando lateralmente para a área olfatória lateral. A área olfatória medial representa o sistema olfatório primitivo, enquanto a área olfatória lateral é a aferência para (1) o sistema olfatório menos antigo; e (2) o sistema recente. O Sistema Olfatório Primitivo — A Área Olfatória Medial A área olfatória medial consiste em grupo de núcleos, localizados na porção mediobasal do encéfalo, imediatamente anterior ao hipotálamo. Os mais conspícuos são os núcleos septais , localizados na linha média e que se projetam para o hipotálamo e outras partes primitivas do sistema límbico. Essa é a área encefálica mais relacionada ao comportamento básico. A importância da área olfatória medial é mais bem entendida quando se considera o que acontece com animais que tiveram suas áreas olfatórias laterais removidas, permanecendo somente o sistema medial. A remoção dessas áreas apenas dificilmente afeta as respostas mais primitivas da olfação, como lamber os lábios, salivação e outras respostas relacionadas à alimentação, provocadas pelo cheiro de comida ou por impulsos emocionais básicos associados à olfação. Ao contrário, a remoção das áreas laterais abole os reflexos olfatórios condicionados mais complexos. O Sistema Olfatório Menos Antigo — A Área Olfatória Lateral A área olfatória lateral é composta principalmente pelo córtex pré-piriforme, córtex piriforme e pela porção cortical do núcleo amigdaloide. Dessas áreas, as vias neurais atingem quase todas as partes do sistema límbico, especialmente nas porções menos primitivas, como hipocampo, que parece ser o mais importante para o aprendizado relacionado ao gostar ou não de certos alimentos, de acordo com a experiência prévia com esses alimentos. Por exemplo, acredita-se que essa área olfatória lateral e suas muitas conexões com o sistema límbico comportamental fazem com que a pessoa desenvolva aversão absoluta para alimentos que tenham lhe causado náuseas e vômitos. Um aspecto importante da área olfatória lateral é que muitas vias neurais dela provenientes também se projetam diretamente, para a parte mais antiga do córtex cerebral, chamada paleocórtex, na porção anteromedial do lobo temporal. Essa é a única área de todo o córtex cerebral em que os sinais sensoriais passam diretamente para o córtex, sem passar primeiro pelo tálamo. A Via Mais Recente Foi identificada uma via olfatória mais recente que passa pelo tálamo, para o núcleo talâmico dorsomedial e, então, para o quadrante posterolateral do córtex orbitofrontal. Estudos em macacos indicam que esse sistema mais novo provavelmente auxilia na análise consciente do odor. Síntese Assim, parece ser o sistema olfatório primitivo o que participa nos reflexos olfatórios básicos, o sistema menos antigo o que fornece o controle automático, mas parcialmente aprendido, da ingestão de alimentos e aversão a alimentos tóxicos e pouco saudáveis, e o sistema recente, que é comparável à maioria dos outros sistemas sensoriais corticais, usado para a percepção e análise conscientes da olfação. Controle Centrífugo da Atividade no Bulbo Olfatório pelo Sistema Nervoso Central Muitas fibras nervosas que se originam nas porções olfatórias do encéfalo passam do encéfalo pelo trato olfatório em direção ao bulbo olfatório (isto é, “centrifugamente” do encéfalo para a periferia). Essas fibras nervosas terminam sobre grande quantidade de pequenas células granulares, localizadas entre as células mitrais e células em tufo no bulbo olfatório. As células granulares enviam sinais inibitórios para as células mitrais e em tufo. Acredita-se que esse feedback inibitório possa ser um meio de refinar a capacidade específica dos indivíduos distinguirem um odor de outro. Referênciasbibliográficas: BEAR, M. F.; CONNORS, B. W.; PARADISO, M. A . Neurociências: Desvendando o sistema nervoso. 4ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. HALL, John Edward; GUYTON, Arthur C. Guyton & Hall tratado de fisiologia médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 201 5 - Descrever o mecanismo de relação entre o olfato e gustação. Os sistemas sensoriais Os sistemas sensoriais compõem parte das vias aferentes do sistema nervoso periférico e podem ser classificados em três funções principais: sentir o ambiente externo, sentir o ambiente interno e perceber a movimentação e o posicionamento do corpo. A percepção é feita por células sensoriais especializadas, através de mecanismos que envolvem a abertura e o fechamento de canais iônicos e a ativação de receptores capazes de captar os diferentes estímulos externos ou internos. Os receptores destas células podem ser classificados funcionalmente em exterorreceptores, interorreceptores e proprioceptores. Os receptores podem também ser classificados segundo o tipo de energia que eles são capazes de integrar. Nesse caso, podemos diferenciá-los em fotorreceptores, mecanorreceptores, quimiorreceptores, termorreceptores, nociceptores, eletroceptores e magnetorreceptores. O funcionamento de alguns desses receptores será mais bem explicado no próximo capítulo, que abordará as vias neuronais relacionadas aos sentidos. Sistema sensorial - Gustação O sentido da gustação desenvolveu-se como uma importante ferramenta na percepção da qualidade de um determinado alimento. O número de substâncias reconhecidas pelos receptores gustativos presentes na língua é enorme, mas acredita-se que sejamos capazes de reconhecer apenas cinco tipos de sabores básicos: salgado, azedo (ácido), doce, amargo e umami (gosto do aminoácido glutamato). Apesar deste número reduzido de sabores, os diferentes padrões de ativação dos receptores gustativos induzidos pelos diferentes sabores permitem ao cérebro diferenciar, por exemplo, o gosto de uma laranja do de um morango. As informações percebidas pelos receptores gustativos dos botões centrais na língua seguem pelos axônios gustativos primários, presentes nos nervos cranianos facial, glossofaríngeo e vago, daí para o núcleo do trato solitário do bulbo do tronco encefálico. De lá, a informação segue para o tálamo e depois para o córtex cerebral. Sistema sensorial - Olfação O processo da olfação O sentido do olfato é o responsável pela transdução das moléculas químicas, presentes no meio externo, em informação percebida como odor. A percepção de odores é importante tanto como um mecanismo de alerta sobre substâncias ou lugares nocivos quanto na identificação de alimentos. A percepção das diferentes substâncias químicas é feita por receptores presentes nas células receptoras olfativas do epitélio olfativo, localizado no alto da cavidade nasal. Os axônios dessas células projetam-se para os bulbos olfatórios em porções especializadas, denominadas glomérulos olfatórios. As aferências olfativas chegam a diversas estruturas encefálicas, tais como o córtex olfativo e estruturas vizinhas no lobo temporal. Ao contrário dos demais sistemas sensoriais, a informação sensorial atinge o córtex de modo direto sem passar antes pelo tálamo. Contudo, a percepção consciente do odor parece ser mediada por uma via iniciada no tubérculo olfatório que, ao passar pelo núcleo frontal do tálamo, se projeta para o córtex orbitofrontal. Existem mais de trezentos genes que codificam proteínas receptoras olfativas em humanos, capazes de responder a diferentes estímulos odoríferos, mas com preferências diferentes. Cada célula receptora expressa apenas uma proteína receptora, e células semelhantes projetam-se para um mesmo glomérulo olfativo, de modo que existe uma separação espacial, no bulbo olfatório, dos tipos de estímulos odoríferos. Assim como na gustação, a percepção de diferentes sabores se dá pela interpretação, no córtex, da ativação diferencial específica das várias populações de células receptoras. O paladar depende do olfato. O centro do olfato e do gosto no cérebro combina a informação sensorial da língua e do nariz. Por exemplo, quando mastigamos uma goiaba, também sentimos o cheiro que ela exala. Isso ocorre porque as partículas da substância que compõe a fruta são captadas pelo olfato. Assim, nós conseguimos identificar o sabor da goiaba. É pelo olfato que identificamos os sabores específicos, por exemplo, da pêra e da goiaba, mesmo ambas sendo doces. Além disso, os seres humanos conseguem diferenciar cerca de 20 mil tipos de odores diferentes, mas apenas 100 tipos de gostos. Cerca de 80% do que nossos sentidos percebem como o gosto de um alimento é na realidade o seu cheiro. Physico-chemical mechanisms Physico-chemical mechanisms might explain the impact of taste on aroma perception. In a general manner, the volatility of aroma compounds increased with the presence of salt in the media which can be explained by a ‘salting out’ phenomenon, which has been extensively reviewed by Salles (2006). Apart from salt, other organic molecules are able to modify the volatility of aroma compounds, such as sweeteners (Nahon et al. 1998), wine polyphenols (Dufour and Bayonove 1999), ethanol (Conner et al. 1998). In the case of sweetness – aroma interactions, there are some evidences that the concentration of sucrose in model systems may affect aroma compounds release. However, some contradictory results were observed. Friel et al . (2000) determined the concentration at the equilibrium, of 40 aroma compounds in the headspace above an aqueous sucrose solution (0 to 65% w/v). As sucrose concentration increased, the measured concentration either increased or was not affected or decreased, depending on aroma compounds. Differences among aroma compounds may be explained by their volatility (Delarue and Giampaoli 2006) as reflected by their GC/FID retention times (Nahon et al . 1998). The increase in aroma release when the amount of sucrose increased was attributed to a ‘salting out’ effect (Voilley et al . 1977; Hansson et al. 2001; Lubbers et al. 2003). This effect was attributed to a decrease of free water because of disaccharide hydratation which induced a decrease in aroma compound solubility and thus an increase in release. Decrease of aroma compounds release may be attributed to the increase of viscosity induced by sucrose addition (Savary et al. 2006). Nevertheless in solutions thickened with sucrose or CMC adjusted to a comparable viscosity, differences observed for in-mouth aroma release could also be explained by steric hindrance and/or molecular interactions between sucrose and non polar aroma compounds (Roberts et al . 1996). Such physico-chemical mechanisms may affect aroma compounds release and thus aroma perception. Nevertheless, attention has to be paid as sucrose concentration(60%) used in the previous studies are much more important than those used to study taste – aroma cross-modal interactions. Some authors aimed at quantifying aroma release close to the receptors and at linking aroma compounds release parameters with aroma perception. In CMC model system, Hollowood et al. (2002) observed an increase in benzaldehyde intensity when sucrose content increased (25 to 80 g.Kg-1). Nevertheless, APCI-MS measurements showed that aroma release remained the same for all sucrose contents. Other authors observed an increase in perceived fruitiness for sucrose/acid solutions and custard desserts with an increase in sucrose content, that could not be related to changes in aroma release (Lethuaut et al. 2005; Pfeiffer et al. 2006). These results suggest that taste – aroma interactions could not be only attributed to physico-chemical mechanisms. This hypothesis is in agreement with the results obtained by Davidson et al. (1999). By combining sensory evaluation (Time Intensity) and in vivo measurements they showed that perceived mint intensity was more related to sucrose release during consumption than to menthone release. Cognitive mechanisms In most of the studies reported, interactions have been studied using ratings on scales. Nevertheless, some authors observed that taste – aroma interactions may be dependant on the rating instructions provided to the participants. For example, Frank et al . (1993) found that the impact of aroma on taste perception is dependant of the responses alternatives. When participants rated the sweetness of a sucrose/strawberry aroma solution, an odour-induced taste enhancement was observed (the mixture was rated sweeter than the unflavoured sucrose solution). Nevertheless, when they were provided several scales (sweetness, sourness and fruitiness scales), this enhancement was not observed any more. As this effect depends on response alternatives provided by the experimenter, some authors attributed this odour-induced taste enhancement to response biases which they called the ‘dumping’ effect (Clark and Lawless 1994). This dumping effect corresponds to a general tendency of participants, who are not provided with the appropriate scale, to ‘dump’ their sensation(s) on the only available scale(s) (Clark and Lawless 1994). van der Klaauw and Frank (1996) investigated if the effect observed by Frank et al. (1993) was more related to the number of scales or to the attribute(s) proposed. Participants were provided a sucrose solution and a sucrose/strawberry solution. Strawberry solutions were evaluated using 6 conditions in which the number of scales and the attributes varied. Over the different conditions, odour-induced taste enhancements were observed when participants rated only the taste (sweetness) but disappeared when the sweetness and the fruity attributes were evaluated together. For other authors, aroma impact on taste perception can be attributed to a central integration (Prescott et al. 2004b). Indeed, some studies could not be explained only in term of responses biases. The most relevant example is the study from Dalton et al. (2000) where taste – aroma interaction was investigated without using rating scales but by measuring detection threshold. The authors used sub-threshold levels of a tastant (saccharin) and an odour (benzaldehyde), and hypothesized that the taste – aroma interactions should make the sub-threshold combination perceptible by the participants. They observed that the detection threshold for benzaldehyde, delivered orthonasally via sniffing, was lower when panellists held a sub-threshold solution of saccharin in their mouths compared to a water solution. This effect was not observed when the sweet solution was replaced by an umami (Monosodium glutamate) solution. This taste – aroma interaction has been later confirmed by Pfeiffer et al. (2005) for 12 participants among 16. Moreover, the authors also demonstrated that taste and aroma interact only when both stimuli are presented simultaneously. Furthermore, even when other studies were conducted using ratings scale, the results suggested that taste - aroma interactions could not be only explained by response biases. For example, Frank and Byram (1988) proposed the same number of scales to the participants and observed an odour-induced sweetness enhancement of whip cream for a strawberry aroma but not for a peanuts butter aroma. To understand the respective part of the dumping effect in the interactions, Valentin et al. (2006) asked participants to evaluate the sourness intensity of sour solutions flavoured either with vanilla or with lemon aroma. They observed an odour-induced enhancement of sour perception for both aroma, when participants rated sourness only. When participants were asked to rate taste and aroma intensities simultaneously, the enhancement effect was reduced for lemon aroma and disappeared for vanilla aroma. This study suggests that providing appropriate rating scales to participants suppress the effect due to response biases but does not suppress totally the interactions between taste and aroma. These experiments also highlighted that taste – aroma interactions depend on the association between both stimuli. In literature, several tools have been proposed for measuring the association between taste and aroma association: the congruency, the similarity, the ‘smell taste of the odorants’. In Schifferstein and Verlegh (1996), participants were asked to rate the congruency of three sucrose/odorant mixtures: sweet taste in combination with strawberry, lemon or ham aroma. Odour-induced taste enhancement was only found for the congruent mixtures (strawberry/sweetness and lemon/sweetness). Nevertheless, the authors did not found any linear relationship between the degree of congruency and the intensity of the enhancement effect. Frank et al. (1991) asked the participants to evaluate the similarity of mixtures of tastes (sweetness, saltiness, sourness and bitterness) and aroma (almond, chocolate, lemon, peanuts, strawberry and wintergreen). Similarity between taste and aroma was found to be a good predictor of the impact of aroma on taste perception, except for quinine. Finally, Stevenson et al. (1999) showed that the ‘smell taste of the odorant (evaluated by sniffing)’ allowed to evaluate the impact of strawberry, caramel and maracujá aroma on sweetness perception. Nguyen (2000) compared congruency, similarity and the ‘taste of odour’ for different mixtures: vanilla/sourness, vanilla/sweetness, lemon/sourness and lemon/sweetness. Contrast tests showed that only the similarity and the ‘taste of smell’ allowed to predict the impact of aroma on taste perception. The interactions between taste and aroma depend on taste – aroma association and this association may come from their common presence (co-occurrence) in food eaten by consumers (Frank and Byram 1988). Stevensonet al. (1995) showed that prolonged exposure to a taste/aroma mixture can modify the ‘smell taste of the odorant’. In their studies, Stevenson et al. (1995) exposed participants to solutions composed of a relatively new aroma (lychee and water chestnut) in mixture with sweet (sucrose) and sour (citric acid) taste. They clearly showed that the lychee and water chestnut smell were rated as significantly ‘sweeter’ or ‘sourer’, depending on the taste they were combined with during the exposition. They also showed that when an odour was associated with one taste (sweetness), it was rated as less intense for the other tastes (sourness). The learning effect has also been highlighted when taste was evaluated on a scale. For instance Prescott (1999) proved that aroma notes which initially did not affect sweetness perception, induced a taste-enhancement after a learning phase in which participants were exposed to these aroma in solution with sucrose. The interactions between taste and aroma depend on a central integration of both stimuli which depend on individual food experience. Thus, consumers who tasted sweetened yoghurts flavoured with strawberry during their life would associate strawberry aroma to sweet taste. The corollary of this learning is that persons who live in different environments will have different food experience, which may modify the interactions between taste and aroma. King et al. (2007) observed differences in retronasal odor intensities for several descriptors while profiling beverages in which Brix and acidity were varied and attributed these effects to cognitive associations due to the panel’s extensive prior experience in profiling commercial samples. For example increasing Brix from 8 to 12 or decreasing acidity from 0.3 to 0.2 significantly increased scores for fruity and significantly decreased scores for gree. On the other hand they found no evidence for gustatory sweetness enhancement when the flavour had an orthonasal “sweet” odour, such as the banana flavour or the green apple flavour. Moreover, Sauvageot et al. (2000) observed that taste – aroma interactions was culture dependant. The interaction between sweet taste and strawberry aroma was found to be stronger for American people compared to French people. To test this hypothesis, they asked French and American participants to cite all the words that come to their mind when they read the word “strawberry” (free association task). Results showed that only 9% of French persons spontaneously associated “strawberry” and “sweet” compared to 24% of American persons. Neurophysiological studies have shown a convergence of gustatory and olfactory inputs in the same cortical area that may be the support of cognitive interactions between these modalities. In primates, Rolls and collaborators studies showed that among 112 neurons in the orbitofrontal cortex, 68% were unimodal neurons (34% only respond to gustatory stimuli and 13% only to olfactory stimuli) and 32% were multi-modal (13% respond to olfactory and gustatory stimuli (Rolls 2005)). These different kinds of neurons are generally close to each other and may be formed from unimodal neurons. Moreover, the response of olfactory neurons in the orbitofrontal cortex may be modified by the taste with which odour has been associated (Rolls 2002). 6 - Conhecer as principais causas da perda de gustação - alterações Disfunções do paladar e do olfato frequentemente ocorrem juntas, pois as anormalidades do paladar se devem geralmente a disfunção olfativa. Etiologia Diversas entidades nosológicas cursam com alterações olfatórias e gustativas, podendo ser congênitas ou adquiridas, sendo as mais citadas na literatura: doença nasal e sinusal obstrutiva, infecções de vias aéreas superiores, traumatismo cranioencefálico, envelhecimento, causa congênita, exposição a tóxicos, algumas medicações, neoplasias nasais ou intracranianas, alterações psiquiátricas, doenças neurológicas, iatrogenia e idiopática. As anormalidades do paladar e do olfato comprovaram ser um tema bem mais complexo do que se reconhecia anteriormente e também estão presentes em situações como deficiência de vitaminas (B6, B12, A) e de zinco ou de cobre, tabagismo, gravidez, anestesia geral, traumas dentários, arrinencefalia e desvios do septo nasal. A obstrução é a causa mais comum de distúrbio olfatório. Se a obstrução é total, o indivíduo apresenta anosmia (moléculas odoríferas não atingem o epitélio olfatório), liberando a obstrução a habilidade olfatória retorna. A porção ântero-medial da parte inferior do corneto médio funciona como reguladora do fluxo aéreo para a região olfatória. Obstrução nesta área crítica por edema da mucosa, pólipos, tumores, deformidades ósseas, cirurgias entre corneto médio e septo nasal ou trauma podem diminuir ou eliminar a habilidade olfatória. Isto pode acontecer mesmo quando a cavidade inferior parece normal. Podem ocorrer em qualquer faixa etária, com predominância em mulheres. Os pacientes geralmente referem perda progressiva e gradual da olfação, flutuante, podendo ocorrer perdas agudas com infecções agudas e exposição a alérgenos. As infecções de vias aéreas superiores também constituem uma das principais causas de perda olfatória. A maioria em indivíduos entre 40 e 60 anos de idade, dos quais 70-80% são mulheres, geralmente por obstrução do fluxo aéreo e se resolve em um período de um a três dias. Em alguns poucos casos a olfação não retorna ao normal. À biópsia, pode haver metaplasia, com diminuição ou ausência de receptores olfatórios e com substituição por epitélio respiratório em alguns casos. A perda olfatória é proporcional à perda neuronal e o prognóstico é pobre. Um terço recupera-se espontaneamente com ou sem tratamento, ocorrendo mais frequentemente hiposmia que anosmia. Raramente ocorre fantosmia (percepção de um odor que não é real). Traumatismos cranioencefálicos podem ocasionar danos aos nervos olfativos na lâmina cribiforme devido as forças de golpe ou contragolpe. Em adultos a perda da olfação é de 5-10%, já em crianças é de 1,3-3,2%. É mais prevalente no sexo masculino, com cerca de 60% dos casos. Em geral o grau de perda está associado à severidade do trauma, o que não significa dizer que um trauma mínimo não possa estar associado à anosmia. O início da perda geralmente é imediato, mas alguns pacientes só percebem após alguns meses. Parosmias são comuns. Amnésia nas primeiras 24 horas está associada à anosmia permanente em mais de 90% dos casos. Quando há preservação parcial da olfação tem-se observado diminuição da discriminação dos odores. A causa exata ainda não foi estabelecida. A teoria mais popular presume uma lesão dos nervos quando estes deixam o topo da lâmina cribiforme. A lesão pode ser no córtex frontal, pois alguns pacientes além de anosmia pós TCE também apresentam alterações psicossociais. A tomografia
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