Fisiologia das vias olfatórias e gustativas

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Tutoria 6- Neuro 
1)Descrever a anatomia e histologia dos órgãos olfatórios e gustativos 
2)Compreender a fisiologia das vias olfatórias e gustativas e a sua correlação 
ANATOMIA E HISTOLOGIA DOS ÓRGÃOS OLFATÓRIOS 
Nariz: O nariz inclui uma porção externa que se projeta na face e uma cavidade nasal interna para a passagem de ar. 
A porção externa do nariz é coberta com pele e é sustentada por um par de ossos nasais que formam o dorso e 
cartilagens flexíveis que formam as partes distais. A cartilagem do septo nasal forma a porção anterior do septo nasal, 
e o par de processos laterais e as cartilagens alares formam o arcabouço em torno das narinas. O vômer e a lâmina 
perpendicular do osso etmóide, junto com a cartilagem do septo, constituem o arcabouço de sustentação do septo 
nasal que divide a cavidade nasal em duas metades uma em cada lado. O vestíbulo do nariz é a porção anterior 
expandida da cavidade nasal. Cada metade da cavidade nasal abre-se anteriormente através das narinas, e comunica-
se posteriormente com a parte nasal da faringe através do coano. O teto da cavidade nasal é formado anteriormente 
pelo osso frontal e por um par de ossos nasais, medialmente pela lâmina cribriforme do osso etmóide, e 
posteriormente pelo osso esfenóide . Os ossos palatino e maxila formam o soalho da cavidade. Nas paredes laterais 
da cavidade nasal encontram-se três saliências ósseas, as conchas nasais superior, média e inferior, ou turbinados. As 
partes das vias aéreas entre as conchas chamam se meatos nasais. As aberturas anteriores da cavidade nasal estão 
revestidas com epitélio estratificado pavimentoso, enquanto que as conchas estão revestidas com epitélio pseudo-
estratificado colunar ciliado (figs. 17.4 e 17.5). Células caliciformes muco-secretoras estão presentes em grande 
abundância ao longo de ambas as regiões. As três funções da cavidade nasal e seus conteúdos são as seguintes: • O 
epitélio nasal que reveste a concha nasal serve para aquecer, umedecer e limpar o ar inspirado. O epitélio nasal é 
altamente vascularizado e cobre uma extensa área de superfície. Isso é importante para aquecer o ar mas infelizmente 
também torna os humanos suscetíveis a sangramentos no nariz porque a mucosa nasal pode ressecar e rachar. Os 
pêlos nasais chamados vibrissas, que se estendem freqüentemente a partir das narinas, filtram macropartículas que 
em caso contrário poderiam ser inaladas. Poeira, pólen, fumo e outras partículas finas são apanhadas ao longo da 
túnica mucosa úmida que reveste a cavidade nasal. • O epitélio olfatório na porção medial superior da cavidade nasal 
relaciona-se com o órgão sensorial do cheiro. • A cavidade nasal interfere na voz funcionando como uma câmara de 
ressonância. 
 
 
A acomodação ocorre de modo relativamente rápido com este órgão do sentido. O olfato funciona intimamente 
com o gosto, já que os receptores de ambos são quimiorreceptores que necessitam de substâncias dissolvidas 
para desencadear os estímulos. As células receptoras do olfato estão localizadas na mucosa nasal no interior 
do teto da cavidade nasal em ambos os lados do septo nasal. Células olfatórias são umedecidas pelas células 
caliciformes glandulares circunvizinhas. Os corpos celulares das células bipolares olfatórias se colocam entre 
as células colunares de sustentação. A extremidade livre de cada célula olfatória contém várias terminações 
dendríticas chamadas pêlos olfatórios que constituem a porção sensitiva da célula receptora. Esta terminação 
dendrítica amielínica se sensibiliza com moléculas transportadas pelo ar que entram na cavidade nasal. 
 
A via sensorial para o olfato consiste em vários segmentos neurais. Os axônios amielínicos das células olfatórias unem-
se para formar os nervos olfatórios, que atravessam os forames da lâmina cribiforme e terminam em massas pares de 
substâncias cinzenta e branca chamadas bulbos olfatórios. Os bulbos olfatórios situam-se em ambos os lados da crista 
etmoidal do osso etmóide, embaixo dos lobos frontais do cérebro. No interior do bulbo olfatório, neurônios dos nervos 
olfatórios fazem sinapse com dendritos dos neurônios que formam o trato olfatório. Impulsos sensoriais são 
conduzidos ao longo do trato olfatório do córtex cerebral, onde são interpretados como odor e causam a percepção 
do cheiro. Diferente do gosto, que é dividido em apenas quatro modalidades, milhares de odores diferentes podem 
ser distinguidos pelas pessoas que são treinadas nesta capacidade (como na indústria de perfumes). As bases 
moleculares do olfato ainda não estão compreendidas, mas sabe-se que uma única molécula de odor é suficiente para 
estimular um receptor olfatório. 
ANATOMIA/HISTOLOGIA DOS ÓRGÃOS GUSTATÓRIOS 
LINGUA: É um órgão muscular móvel, recoberto por túnica mucosa que pode assumir vários tamanhos e posições. 
Uma parte está na cavidade oral e a outra na parte oral da faringe. FUNÇÕES: articulação (formar palavras na fala) e 
compressão do alimento para a parte oral da faringe como parte da deglutição - Associada ainda à mastigação, ao 
PALADAR e à limpeza da boca. 
 PARTES E FACES DA LÍNGUA - A língua é dividida em raiz, corpo e ápice. RAIZ: parte superior fixa; se estende entre a 
mandíbula, o hióide e a face posterior da língua. CORPO: aprox.. 2/3 anteriores, entre raiz e ápice. ÁPICE (ponta): 
extremidade anterior. 
 A língua tem duas faces: DORSO DA LÍNGUA: face mais extensa, superior e posterior. - Caracterizado por um sulco em 
forma de V, o sulco terminal da língua. - O sulco terminal divide o dorso da língua transversalmente em uma parte pré-
sulcal na cavidade própria da boca e uma parte pós-sulcal na parte oral da faringe. FACE INFERIOR: descansa sobre 
o assoalho da boca. Um sulco mediano divide a parte anterior da língua em direita e esquerda. A túnica mucosa 
da parte anterior do dorso da língua é relativamente fina e está bem fixada ao músculo subjacente. 
 
 
FISIOLOGIA DA GUSTAÇÃO 
Os Órgãos da Gustação: A experiência nos diz que degustamos com a língua, mas outras áreas da boca, como o palato, 
a faringe e a epiglote, também estão envolvida. Os aromas do alimento que estamos consumindo também passam 
pela faringe rumo à cavidade nasal, onde podem ser detectados pelos receptores olfativos. A ponta da língua é a mais 
sensível para o sabor doce, o fundo para o amargo, e as bordas laterais para o salgado e o azedo. Entretanto, isso não 
significa que sentimos o sabor “doce” apenas na ponta da língua. A maior parte da língua é sensível a todos os sabores 
básicos. 
 
Espalhados sobre a superfície da língua, estão pequenas projeções denominadas papilas. As papilas são classificadas 
quanto a sua forma em filiformes (foliadas, com forma cônica e alongada), valadas (com formato achatado) ou 
fungiformes (com forma de cogumelos). Na frente de um espelho, coloque sua língua para fora e ilumine-a com uma 
lâmpada. Você verá facilmente as papilas – pequenas e arredondadas na ponta e nos lados, e maiores no fundo. Cada 
papila tem de um a várias centenas de botões gustativos, visíveis apenas ao microscópio. Cada botão tem de 50 a 150 
células receptoras gustativas, arranjadas como os gomos de uma laranja. Células gustativas constituem apenas cerca 
de 1% do epitélio lingual. Os botões gustativos possuem ainda células basais que envolvem as células gustativas, e 
mais um conjunto de axônios aferentes gustativos. Uma pessoa normalmente possui entre 2.000 a 5.000 botões 
gustativos, embora, em casos excepcionais, possa apresentar menos de 500 ou até 20.000. 
As Células Receptoras Gustativas: A parte quimicamente sensível de uma célula receptora gustativa é uma pequena 
região de sua membrana chamada terminal apical, próxima à superfície da língua. Os terminais apicais possuem fi nas 
extensões, denominadas microvilosidades, que se projetam ao poro gustativo, uma pequena abertura na superfície 
da língua onde a célula gustativa é exposta aos conteúdos da boca. Por critérios-padrãode histologia, as células 
receptoras gustativas não são consideradas neurônios. Entretanto, elas fazem sinapses com os terminais dos axônios 
gustativos aferentes, na base dos botões gustativos. As células receptoras gustativas também estabelecem sinapses 
químicas e elétricas com algumas células basais; algumas células basais fazem sinapses com axônios sensoriais, e esses 
podem formar um circuito simples de processamento de informação dentro de cada botão gustativo. As células do 
botão gustativo sofrem um constante ciclo de crescimento, morte e regeneração; a vida média de uma célula gustativa 
é de cerca de 2 semanas. Esse processo depende da influência do nervo sensorial, porque, se o nervo for cortado, o 
botão gustativo degenerará. Quando os receptores gustativos são ativados por uma substância química apropriada, 
seu potencial de membrana muda, geralmente por despolarização. Essa mudança na voltagem é denominada 
potencial do receptor. Se o potencial do receptor é despolarizante e sufi cientemente grande, muitos receptores 
gustativos, assim como os neurônios, podem disparar potenciais de ação. De qualquer maneira, a despolarização da 
membrana do receptor promove a abertura de canais de Ca2+ dependentes de voltagem; o Ca2+ entra no citoplasma, 
desencadeando a liberação de moléculas de substâncias transmissoras. Essa é a transmissão sináptica básica, de um 
receptor gustativo para um axônio sensorial. A identidade do transmissor químico é desconhecida, mas sabemos que 
ele excita a região pós-sináptica no axônio sensorial e faz com que ele dispare potenciais de ação, comunicando os 
sinais gustativos ao tronco encefálico. Mais de 90% das células receptoras respondem a dois ou mais sabores básicos, 
enfatizando que mesmo a primeira célula no processo de gustação é relativamente não-seletiva a substâncias 
químicas. Um exemplo é a célula 2 na Figura 8.3a, a qual produz uma forte resposta de despolarização, tanto ao 
estímulo salgado (NaCl) quanto ao ácido (HCl, ácido clorídrico). Entretanto, as células gustativas e seus axônios 
correspondentes diferem grandemente em suas respostas preferenciais. Cada axônio gustativo na Figura 8.3b é 
influenciado por quatro dos sabores básicos, mas cada um apresenta uma clara preferência. A Figura 8.4 mostra os 
resultados de registros similares feitos em quatro axônios gustativos de um rato. Um deles responde fortemente 
somente ao sal, um, apenas ao doce, e dois, a todos os sabores exceto o doce. Por que uma célula responde a um 
único tipo de estímulo químico, e outras respondem a três ou quatro tipos? O fato é que a resposta depende do 
mecanismo particular de transdução presente em cada célula. 
 
 
Mecanismos da Transdução Gustativa 
Alguns sistemas sensoriais possuem um único tipo básico de célula receptora, que utiliza um mecanismo de transdução 
(p. ex., o sistema auditivo). Entretanto, a transdução gustativa envolve diversos processos diferentes, e cada sabor 
básico pode usar um ou mais desses mecanismos. Os estímulos gustativos podem (1) passar diretamente através de 
canais iônicos (salgado e ácido), (2) ligar-se a e bloquear canais iônicos (ácido) ou (3) ligar-se a receptores de 
membrana acoplados a proteínas G, que ativam sistemas de segundos mensageiros que, por sua vez, abrem canais 
iônicos (doce, amargo e umami). 
O Sabor Salgado. O protótipo da substância química salgada é o sal de mesa (NaCl), o qual, sem contar a água, é o 
principal componente do sangue, do oceano e da sopa de galinha. O sabor do sal é principalmente o gosto do cátion 
Na+ , e sua concentração precisa ser relativamente alta para que se possa percebê-lo (pelo menos 10 mM). Células 
gustativas sensíveis para salgado possuem um canal seletivo ao Na+ , que é encontrado em outras células epiteliais e 
que é bloqueado pelo fármaco amilorida. Os canais de sódio sensíveis à amilorida são bastante diferentes dos canais 
de sódio dependentes de voltagem que geram potenciais de ação; o canal gustativo é insensível à voltagem e 
permanece aberto o tempo todo. Quando você sorve uma colher de sopa de galinha, a concentração de Na+ aumenta 
no lado de fora do receptor, e o gradiente de Na+ através da membrana fica maior. O Na+ , então, se difunde a favor 
do gradiente, quer dizer, para dentro da célula, e a corrente de entrada induz despolarização da membrana. Essa 
despolarização – o potencial de receptor –, por sua vez, causa abertura dos canais de sódio e cálcio dependentes de 
voltagem, próximo das vesículas sinápticas, desencadeando a liberação do neurotransmissor sobre o axônio gustativo 
aferente. Os ânions dos sais afetam o sabor dos cátions. Por exemplo, o NaCl tem um sabor mais salgado do que o 
acetato de sódio, aparentemente porque quanto maior for um ânion, mais ele inibirá o sabor salgado do cátion. O 
mecanismo de inibição dos ânions é pouco compreendido. Uma outra complicação é que esses ânions, quando se 
tornam maiores, tendem a impor seu próprio sabor. A sacarina sódica tem um sabor doce porque a concentração de 
sódio é muito baixa para provocar um estímulo salgado, e a sacarina ativa com grande potência os receptores para o 
sabor doce. 
 
O Sabor Azedo (Ácido): Se um alimento tem sabor azedo, é por causa de sua alta acidez (i.e., baixo pH). Ácidos, como 
o HCl, dissolvem-se em água e liberam íons hidrogênio (prótons ou H+ ). Portanto, os prótons são os agentes 
causadores da sensação de acidez e do azedume. Sabe-se que os prótons afetam receptores gustativos sensíveis de 
duas maneiras, pelo menos. Primeiro, o H+ pode entrar pelos canais de sódio sensíveis à amilorida, aquele mesmo 
canal que medeia o sabor salgado. Isso causa uma entrada de corrente de H+ , que despolariza a célula. (Note que a 
célula não seria capaz de distinguir o íon hidrogênio do íon sódio, se esse fosse o único mecanismo de transdução 
disponível.) Segundo, os íons hidrogênio podem ligar-se a e bloquear canais seletivos para K+ . Quando a 
permeabilidade de membrana ao K+ decresce, a membrana despolariza. Esses provavelmente não são os únicos 
mecanismos para transdução do sabor azedo, já que mudanças no pH podem afetar virtualmente todos os processos 
celulares. Evidentemente, é uma constelação de efeitos que resulta no sabor azedo. 
O Sabor Amargo: Nossos conhecimentos acerca dos processos de transdução relacionados aos sabores amargo, doce 
e umami tiveram um grande impulso no início da presente década, com a descoberta de duas famílias de genes para 
receptores gustativos (denominados T1R e T2R). Esses genes codificam uma variedade de receptores gustativos 
acoplados a proteínas G, muito semelhantes aos receptores acoplados a proteínas G que detectam 
neurotransmissores. Substâncias amargas são detectadas por cerca de 30 tipos diferentes de receptores T2R. 
Receptores para o sabor amargo são detectores de venenos, e como temos muitos desses receptores, podemos 
detectar uma grande variedade de substâncias venenosas diferentes. Os animais, no entanto, não são muito bons 
em detectar diferenças entre estímulos amargos, provavelmente porque cada célula gustativa sensível ao amargo 
expressa muitas e talvez todas as 30 proteínas receptoras. Devido ao fato de que cada célula gustativa pode enviar 
somente um tipo de sinal ao seu nervo aferente, a substância química que se ligar a um dos 30 receptores para o sabor 
amargo irá desencadear essencialmente a mesma resposta que outra substância química que se ligar a outro receptor. 
A importante mensagem que o encéfalo recebe desses receptores gustativos é simplesmente de que uma substância 
química amarga é “Ruim! Não confiar!”. Assim, o sistema nervoso aparentemente não distingue uma substância 
amarga de outra. Receptores para o sabor amargo usam uma via de segundos mensageiros para transferir o sinal ao 
axônio aferente gustativo. Quando uma substância química se liga a um receptor para o sabor amargo (ou doce ou 
umami), ativa uma proteína G, a qualestimula a enzima fosfolipase C, com posterior produção do mensageiro 
intracelular inositol trifosfato (IP3). As vias do IP3 são sistemas de sinalização celular presentes em todo o corpo. Nas 
células gustativas, o IP3 ativa um tipo especial de canal iônico, particular para essas células, o qual se abre, permitindo 
a entrada de Na+ , com conseqüente despolarização dessas células. A despolarização, por sua vez, causa abertura de 
canais de cálcio dependentes de voltagem, permitindo a entrada de Ca2+ na célula. O IP3 também pode induzir a 
liberação de Ca2+ dos estoques intracelulares. Essas duas fontes de Ca2+ ajudam a desencadear a liberação do 
neurotransmissor, dessa forma estimulando o axônio aferente gustativo. 
 
O Sabor Doce: Existem muitos estímulos doces diferentes, alguns naturais e outros artificiais. Surpreendentemente, 
todos parecem ser detectados pela mesma proteína receptora gustativa. Os receptores para o estímulo doce 
assemelham-se aos receptores para o estímulo amargo, por serem receptores acoplados a proteínas G, mas eles 
diferem pelo fato de que os receptores para o estímulo doce são formados por duas proteínas firmemente 
associadas, enquanto que o receptor para o estímulo amargo consiste em uma única proteína. Um receptor funcional 
para o estímulo doce requer dois membros muito particulares da família de receptores T1R: T1R2 e T1R3. Se algum 
desses dois membros estiver ausente ou mutado, um animal pode não perceber o sabor doce. A ligação de substâncias 
químicas ao receptor T1R2 + T1R3 (ou seja, o receptor para o estímulo doce) ativa exatamente o mesmo sistema de 
segundo mensageiro que os receptores para o estímulo amargo. Assim sendo, por que nós não confundimos as 
substâncias químicas que estimulam o sabor amargo com as que estimulam o sabor doce? A razão é que as proteínas 
que formam o receptor estimulado pelo sabor amargo e aquelas que formam o receptor para o sabor doce são 
expressas em células gustativas diferentes. As células gustativas para ambos os sabores, por sua vez, conectam-se a 
axônios gustativos diferentes. A atividade de diferentes axônios gustativos reflete a sensibilidade química das células 
gustativas que os estimulam, de modo que as mensagens relacionadas aos sabores doce e amargo são entregues ao 
sistema nervoso central (SNC) ao longo de diferentes linhas de transmissão. 
Umami (Aminoácidos): O processo de transdução para o umami é idêntico ao que ocorre para o sabor doce, com uma 
exceção. O receptor para o estímulo umami, assim como o receptor para o estímulo doce, é composto por dois 
membros da família de proteínas T1R, mas, nesse caso, é T1R1 + T1R3. Ambos os receptores para os estímulos umami 
e doce utilizam a proteína T1R3, portanto, é a outra proteína T1R que determina se o receptor é sensível a aminoácidos 
ou ao sabor doce. Camundongos que deixam de codificar o gene para a proteína T1R1 são incapazes de perceber o 
sabor do glutamato e de outros aminoácidos, embora eles continuem demonstrando sensibilidade para substâncias 
doces e outros sabores. Considerando a similaridade que existe entre o receptor para o estímulo umami e os 
receptores para os estímulos doce e amargo, não será surpresa para você que todos os três usem exatamente a mesma 
via de segundos mensageiros. Então, por que nós não confundimos o sabor dos aminoácidos com o de compostos 
químicos que estimulam os sabores doce e amargo? Relembrando, as células gustativas expressam seletivamente 
apenas uma classe de proteína receptora gustativa. Existem células gustativas específicas para o sabor umami, bem 
como para o sabor doce e para o sabor amargo. Os axônios gustativos que elas estimulam, por sua vez, enviam 
mensagens ao encéfalo, correspondentes aos sabores umami, doce ou amargo. 
 
Vias Centrais da Gustação 
O principal fluxo da informação gustativa segue dos botões gustativos para os axônios gustativos primários, e daí 
para o tronco encefálico, depois subindo ao tálamo e, finalmente, chegando ao córtex cerebral. Três nervos 
cranianos contêm os axônios gustativos primários e levam a informação gustativa ao encéfalo. Os dois terços 
anteriores da língua e o palato enviam axônios para um ramo do nervo craniano VII ou nervo facial. O terço 
posterior da língua é inervado por um ramo do nervo craniano IX ou nervo glossofaríngeo. As regiões em volta da 
garganta, incluindo a glote, a epiglote e a faringe enviam axônios gustativos para um ramo do nervo craniano X ou 
nervo vago. Esses nervos estão envolvidos em uma variedade de outras funções motoras e sensoriais, mas todos os 
seus axônios gustativos entram no tronco encefálico, reunidos em um feixe, e estabelecem sinapses dentro do 
núcleo gustativo delgado, que é parte do núcleo do tracto solitário no bulbo. As vias gustativas divergem a partir 
do núcleo gustativo. A experiência consciente do gosto é presumivelmente mediada pelo córtex cerebral. O caminho 
para o neocórtex via tálamo é uma via comum para a informação sensorial. 
 
 
Neurônios do núcleo gustativo estabelecem sinapses com um subgrupo de pequenos neurônios do núcleo ventral 
póstero-medial (núcleo VPM), uma porção do tálamo que lida com a informação sensorial proveniente da cabeça. Os 
neurônios gustativos do núcleo VPM enviam axônios ao córtex gustativo primário (localizado nas regiões 
insuloperculares do córtex). As vias gustativas direcionadas para o tálamo e córtex são primariamente ipsilaterais aos 
nervos cranianos que as suprem. Lesões no núcleo VPM do tálamo ou no córtex gustativo, como resultado de um 
acidente vascular cerebral, por exemplo, podem causar ageusia (ou ageustia), a perda da percepção gustativa. A 
gustação é importante para os comportamentos básicos, como o controle da alimentação e da digestão, as quais 
envolvem vias gustativas adicionais. As células do núcleo gustativo se projetam para uma variedade de regiões do 
tronco encefálico, principalmente na medula oblonga, envolvidas na deglutição, na salivação, no vômito e nas funções 
fisiológicas básicas como a digestão e a respiração. Além disso, a informação gustativa é distribuída ao hipotálamo e 
a regiões relacionadas na base do telencéfalo (estruturas do sistema límbico). Essas estruturas parecem estar 
envolvidas na palatabilidade dos alimentos e na motivação para comer. Lesões localizadas no hipotálamo ou na 
amígdala, um núcleo na base do telencéfalo, podem levar um animal a um estado de voracidade crônica, ou ao 
desinteresse pelos alimentos, ou à alteração de suas preferências alimentares. 
A Codificação Neural da Gustação 
Se você estivesse projetando um sistema para codificar sabores, você poderia começar com muitos receptores 
gustativos para muitos sabores básicos (p. ex., doce, azedo, salgado, amargo, chocolate, banana, manga, carne, 
queijo). Então, você poderia conectar cada tipo de receptor, por um conjunto separado de axônios, aos neurônios no 
encéfalo, que também responderiam a apenas um sabor específico. Em todo o trajeto até o córtex, você esperaria 
encontrar neurônios específicos respondendo a “doce” e “chocolate”, e o sabor de sorvete de chocolate envolveria 
um rápido disparo dessas células, e muito pouco das células para “salgado”, “azedo” ou “banana”. Esse conceito 
remete à hipótese (ou código) da linha marcada*, em princípio simples e racional. No início do sistema gustativo, as 
células receptoras formam algo como linhas marcadas de transmissão. Como vimos, receptores gustativos individuais 
são, com freqüência, seletivamente sensíveis a classes particulares de estímulo: doce, amargo ou umami. Entretanto, 
muitos deles são grosseiramente ajustados ao estímulo, isto é, eles não são muito específi cos em suas respostas. Eles 
podem ser excitados tanto por estímulo salgado quanto por azedo, por exemplo (ver Figura 8.3). Axônios gustativos 
primários são ainda menos específicos do que as células gustativas, e a maioria dos neurônios gustativos centrais 
continuaa a apresentar uma ampla responsividade em todo o trajeto até o córtex. Em outras palavras, a resposta 
de uma única célula gustativa é freqüentemente ambígua com relação ao alimento que está sendo provado; as marcas 
nas linhas gustativas são mais incertas do que distintas. As células no sistema gustativo são pouco específicas por 
várias razões. Se um receptor gustativo tem dois mecanismos de transdução diferentes, ele irá responder a dois tipos 
de estímulos gustativos, embora ele ainda possa responder mais fortemente a um deles. Além disso, sinais de 
receptores gustativos convergem em axônios aferentes. Cada célula receptora faz sinapse com o axônio gustativo 
primário que recebe sinais de vários outros receptores, daquela papila e de papilas vizinhas. Isso significa que um 
axônio pode combinar a informação gustativa de várias papilas. Se um desses receptores é mais sensível ao estímulo 
azedo, e outro, ao estímulo salino, então o axônio responderá ao sal e ao azedo . Esse padrão de resposta continua 
se repetindo até chegar ao encéfalo: neurônios do núcleo gustativo recebem sinapses de muitos axônios com 
diferentes especificidades gustativas e podem se tornar menos seletivos para sabores do que os próprios axônios 
gustativos primários. Toda essa mistura de informação gustativa pode parecer um caminho ineficiente para se projetar 
um sistema de códigos. Por que não usar muitas células gustativas altamente específi cas? Em parte, a resposta pode 
ser que necessitaríamos de uma enorme variedade de tipos de receptores e poderíamos não ter como responder a 
novos estímulos. Assim, quando você saboreia um sorvete de chocolate, como é que o encéfalo, partindo, 
aparentemente, de uma informação ambígua, consegue resolver qual o verdadeiro sabor do sorvete diante das 
milhares de outras possibilidades? A provável resposta é um esquema que inclui aspectos de linhas grosseiramente 
marcadas e um código de população, em que as respostas de um grande número de neurônios grosseiramente 
específicos, em vez de um pequeno número de neurônios altamente específi cos, são usadas para especificar as 
propriedades de um estímulo em particular, como um sabor. Esquemas envolvendo códigos de população parecem 
ser usados em todos os sistemas sensorial e motor do encéfalo, como veremos em capítulos posteriores. No caso da 
gustação, os receptores não são sensíveis a todos os estímulos gustativos; a maioria responde de forma ampla – ao 
salgado e ao azedo, mas não ao amargo e ao doce, por exemplo. Apenas com uma grande população de células 
gustativas com diferentes padrões de respostas é que o encéfalo pode distinguir entre sabores alternativos. Um 
alimento ativa um determinado conjunto de neurônios, em que alguns respondem com disparos muito fortes, 
alguns com disparos moderados, e ainda outros não respondem, ou talvez até mesmo fi - quem inibidos, abaixo de 
sua taxa espontânea de disparo (i. e., taxa de disparo não-estimulado). Um outro alimento excita algumas das células 
ativadas pelo primeiro, mas também outras, e o padrão geral dos disparos é nitidamente diferente. A população 
relevante pode mesmo incluir neurônios ativados pelo olfato, pela temperatura e por aspectos da textura do alimento; 
certamente, a frieza cremosa do sorvete de chocolate contribui para a nossa capacidade de distinguí-lo de um bolo de 
chocolate. 
O OLFATO 
O olfato traz tanto bons quanto maus sinais. Ele se combina com a gustação para ajudar-nos a identifi car alimentos e 
aumentar nossa satisfação com muitos deles. Contudo, também pode alertar sobre o perigo potencial de algumas 
substâncias (comida estragada) ou lugares (cheios de fumaça). No olfato, os maus sinais podem pesar mais do que os 
bons. Algumas estimativas sugerem que podemos detectar centenas de milhares de diferentes aromas/substâncias, 
mas apenas 20% delas “cheiram bem”. A prática ajuda no olfato: os profi ssionais de perfumes e de bebidas podem 
chegar a distinguir milhares de odores. O olfato é também um modo de comunicação. Substâncias químicas liberadas 
pelo corpo, denominadas feromônios (do grego, pherein, “carregar”, e horman, “excitar”), são importantes sinais para 
comportamentos reprodutivos e podem também ser usados para demarcar territórios, identifi car indivíduos e indicar 
agressão ou submissão. Embora os feromônios estejam bem caracterizados em muitos animais, sua importância em 
humanos não é clara 
 Os Órgãos do Olfato: 
 Nós não cheiramos com o nariz. Cheiramos com uma pequena e fina camada de células no alto da cavidade nasal, 
denominada epitélio olfativo. O epitélio olfativo tem três tipos celulares principais. As células receptoras olfativas são 
os locais da transdução. Diferente das células receptoras gustativas, os receptores olfativos são neurônios genuínos, 
com axônios próprios que penetram no sistema nervoso central. As células de suporte são similares à glia; entre outras 
coisas, elas auxiliam na produção de muco. As células basais são a fonte de novos receptores. Os receptores olfativos 
(de forma semelhante aos receptores gustativos) crescem continuamente, morrem e regeneram-se em um ciclo que 
dura cerca de 4 a 8 semanas. De fato, receptores olfativos são dos muito poucos tipos de neurônios no sistema nervoso 
que são regularmente substituídos ao longo da vida. O ato de “cheirar” leva o ar através das tortuosas passagens 
nasais, mas apenas uma pequena percentagem desse ar passa sobre o epitélio olfativo. O epitélio produz uma fina 
cobertura de muco, que flui constantemente e é substuída a cada 10 minutos. Estímulos químicos no ar, os 
odorantes, dissolvem-se na camada de muco antes de atingirem as células receptoras. O muco consiste em uma 
solução aquosa contendo mucopolissacarídeos (longas cadeias de açúcares), uma variedade de proteínas (incluindo 
anticorpos, enzimas e proteínas capazes de ligar odorantes) e sais. Os anticorpos são cruciais porque as células 
olfativas podem ser uma rota direta para alguns vírus (como o vírus da raiva) e bactérias entrarem no encéfalo. 
Também são importantes as proteínas ligantes de odorantes, que são pequenas e solúveis e podem auxiliar a 
concentrar odorantes no muco. O tamanho do epitélio olfativo é um indicador da acuidade olfativa de um animal. 
Humanos são relativamente “maus farejadores” (embora possamos até mesmo detectar alguns sinais odoríferos em 
concentrações tão baixas quanto algumas partes por trilhão). A área da superfície do epitélio olfativo humano tem 
apenas cerca de 10 cm2 . O epitélio olfativo de certos cães pode passar de 170 cm2 , e os cães possuem 100 vezes 
mais receptores por centímetro quadrado do que os humanos. Farejando o ar acima do solo, os cães podem detectar 
as poucas moléculas odoríferas deixadas por alguém que passou por ali horas antes. Humanos podem sentir o cheiro 
do cão apenas quando ele estiver lambendo suas faces. 
; 
Neurônios Receptores Olfativos: Neurônios receptores olfativos têm um único dendrito fino, que termina com uma 
pequena dilatação na superfície do epitélio. A partir dessa dilatação, há vários cílios longos e finos que se estendem 
para dentro da camada de muco. As substâncias odoríferas no muco ligam-se à superfície dos cílios e ativam o 
processo de transdução. No lado oposto dos receptores olfativos, há um axônio muito fino e não-mielinizado. 
Coletivamente, os axônios olfativos constituem o nervo olfativo (primeiro nervo craniano). Os axônios olfativos não se 
juntam todos em um único feixe como os outros nervos cranianos. Ao contrário, quando deixam o epitélio, pequenos 
grupos de axônios penetram em uma fina placa óssea denominada placa cribiforme e, então, rumam para o bulbo 
olfatório. Os axônios olfativos são frágeis e, durante um traumatismo, como um soco no rosto, podem ser seccionados 
permanentemente pelas forças entre a placa cribiforme e tecidos vizinhos. O resultado é a anosmia, a incapacidade 
de perceber odores. 
A Transdução Olfativa:Embora receptores gustativos utilizem muitos sistemas moleculares de transdução, os 
receptores olfativos provavelmente usam apenas um. Todas as moléculas de transdução estão nos cílios. 
A via olfativa pode ser resumida assim: Substâncias odoríferas → Ligação aos receptores odoríferos na membrana → 
Estimulação de uma proteína G (Golf) → Ativação da adenilato ciclase → Formação do AMP cíclico (AMPc) → Ligação 
do AMPc a canais catiônicos específicos → Abertura dos canais catiônicos e influxo de Na+ e Ca2+ → Abertura de 
canais de cloreto regulados por Ca2+ → Fluxo de corrente e despolarização de membrana (potencial do receptor) 
 
Uma vez que os canais catiônicos regulados por AMPc estejam abertos, a corrente flui para dentro, e a membrana do 
neurônio olfativo despolariza. Além do Na+ , o canal iônico regulado por AMPc permite que razoáveis quantidades de 
Ca2+ entrem no cílio. Por sua vez, o Ca2+ ativa canais de cloreto que podem amplificar o potencial do receptor olfativo. 
(Isso é diferente do efeito usual das correntes de Cl– que inibem neurônios; em células olfativas, a concentração 
interna de Cl– deve ser tão anormalmente alta que a corrente de Cl– tende a despolarizar em vez de hiperpolarizar a 
membrana.) Se o potencial resultante do receptor for suficientemente grande, ele poderá exceder o limiar para o 
potencial de ação no corpo celular, e os potenciais irão se propagar ao longo do axônio até o SNC .A resposta olfativa 
pode terminar por várias razões. Substâncias odoríferas difundem-se para longe, enzimas na camada de muco podem 
hidrolisá-las, e o AMPc pode ativar outras vias de sinalização que encerram o processo de transdução. Mesmo na 
presença contínua da substância odorífera, a resposta olfativa diminui. Isso ocorre porque a resposta do receptor 
em si se adapta à substância odorífera em cerca de um minuto. A diminuição da resposta, apesar da presença 
continuada de um estímulo, é chamada de adaptação, e veremos que essa é uma característica comum dos receptores 
sensoriais nas diversas modalidades. Essa via de sinalização tem dois aspectos incomuns: as proteínas receptoras para 
substâncias odoríferas no início da via e os canais regulados por AMPc próximos ao fi nal. As proteínas receptoras têm 
sítios de ligação para odorantes em sua superfície extracelular. Uma vez que você pode discriminar milhares de 
substâncias odoríferas, você poderia achar que há muitos tipos de receptores para elas. Seu palpite estava certo, e, 
de fato, há um grande número de proteínas receptoras. Os humanos têm menos genes para receptores odoríferos 
do que os roedores – aproximadamente 350 genes que codificam proteínas funcionais de receptores –, mas isso 
continua sendo um número muito grande de genes, que fi cam dispersos pelo genoma, e em quase todos os 
cromossomos encontram-se pelo menos alguns deles.O epitélio olfativo está organizado em algumas grandes zonas, 
e cada zona contém células receptoras que expressam um diferente subconjunto de genes para receptores . Dentro 
de cada zona, os receptores individuais estão espalhados aleatoriamente. 
 
As proteínas receptoras olfativas pertencem a uma superfamília de proteínas denominadas receptores acoplados a 
proteínas G, as quais apresentam sete domínios em alfa-hélice transmembrana. Como os 1.000 tipos utilizados de 
células receptoras discriminam entre dezenas de milhares de estímulos odoríferos? Como a gustação, o olfato 
envolve um esquema de código por população. Cada proteína receptora liga diferentes substâncias odoríferas mais 
ou menos facilmente, e, portanto, a célula receptora é mais ou menos sensível a esses estímulos . Algumas células são 
mais específicas para a estrutura química das substâncias odoríferas às quais elas respondem, mas, em geral, cada 
receptor é ativado de maneira bastante inespecífica. Um corolário disso é que cada estímulo ativa muitos dos 1.000 
tipos de receptores. A concentração da substância odorífera é também importante, e, quanto mais estímulos, mais 
fortes tendem a ser as respostas produzidas. Portanto, cada célula olfativa produz informação bastante ambígua sobre 
o tipo e a intensidade de estímulo odorífero. O trabalho das vias olfativas centrais é analisar o conjunto completo de 
informações que chega do epitélio olfativo – o código de população – e utilizá-lo posteriormente para classifi car os 
estímulos. 
Vias Centrais do Olfato: Os neurônios receptores olfativos projetam seus axônios para os dois bulbos olfatórios. A 
camada que recebe os sinais em cada bulbo contém cerca de 2.000 estruturas esféricas denominadas glomérulos 
olfativos, cada um com um diâmetro de cerca de 50 a 200 μm. Dentro de cada glomérulo, cerca de 25.000 terminais 
de axônios olfativos primários (das células olfativas) convergem e fazem contato com dendritos de cerca de 100 
neurônios olfativos de segunda ordem. Estudos recentes revelam que o mapeamento dos receptores celulares nos 
glomérulos é espantosamente preciso. Cada glomérulo recebe axônios de uma grande região do epitélio olfativo. 
Porém, apenas de um tipo de célula receptora. 
 
Por fim, parece que cada glomérulo recebe sinais de apenas um tipo determinado de células receptoras. Isso signifi ca 
que o arranjo dos glomérulos dentro do bulbo é um mapa muito ordenado dos genes de receptores expressos no 
epitélio olfativo (Figura 8.16) e, por conseqüência, um mapa da informação odorífera. 
 
A informação olfativa é modificada por interações inibitórias e excitatórias dentro e entre os glomérulos, e entre os 
dois bulbos. Os neurônios nos bulbos também estão sujeitos à modulação por sistemas de axônios descendentes, 
oriundos de áreas superiores do encéfalo. Enquanto é óbvio que os elegantes circuitos dos bulbos olfatórios têm 
importantes funções, não está inteiramente claro quais funções são essas . É provável que eles comecem a separar 
sinais odoríferos em categorias amplas, independentemente de suas intensidades e possíveis interferências de outros 
estímulos odoríferos. A identificação precisa de um odor provavelmente requer um processamento posterior nos 
próximos estágios do sistema olfativo. Muitas estruturas encefálicas recebem conexões olfativas. Os axônios de saída 
dos bulbos olfatórios estendem-se através dos tractos olfatórios e projetam-se diretamente para vários alvos, alguns 
dos quais são ilustrados na Figura 8.17. Entre os alvos mais importantes estão a região primitiva do córtex cerebral, 
denominada córtex olfativo, e algumas estruturas vizinhas no lobo temporal. Essa anatomia torna o olfato muito 
singular. Todos os outros sistemas sensoriais passam primeiro pelo tálamo antes de se projetarem ao córtex 
cerebral. O arranjo olfativo resulta em uma influência incomumente direta e distribuída sobre partes do prosencéfalo 
que têm algum papel na discriminação do odor, na emoção, na motivação e em certos tipos de memória. Percepções 
conscientes de odores podem ser mediadas por uma via que vai do tubérculo olfatório ao núcleo medial dorsal do 
tálamo e, daí, para o córtex orbitofrontal (situado logo atrás dos olhos). 
 
Representações Espacial e Temporal da Informação Olfativa: No olfato, encaramos um aparente paradoxo, similar ao 
da gustação. Receptores individuais são bastante inespecíficos para seus estímulos; ou seja, cada célula é sensível a 
uma grande variedade de substâncias químicas. Entretanto, quando aspiramos essas mesmas substâncias, podemos 
facilmente discriminá-las. O que o encéfalo inteiro faz que células olfativas não conseguem? Discutiremos três idéias 
importantes: (1) cada estímulo odorífero é representado pela atividade de uma grande população de neurônios; (2) 
os neurônios que respondem a determinados estímulos podem estar organizados em mapas espaciais, e (3) a 
organização temporal dos potenciais de ação pode ser um código essencial para determinados estímulos. 
Código Olfativo de População. Como na gustação, o sistema olfativo usa asrespostas de uma grande população de 
receptores para codificar um estímulo específico. Um exemplo simplificado é mostrado na Figura 8.13b. Quando 
apresentamos um odor cítrico, nenhuma das três células receptoras pode distinguílo claramente de outros estímulos. 
Entretanto, examinando-se a combinação de respostas das três células, o encéfalo pode indubitavelmente distinguir 
o odor cítrico do floral, da hortelã e da amêndoa. Usando tal codifi cação ou representação populacional, você pode 
imaginar como o sistema olfativo com 1000 receptores diferentes pode ser hábil para reconhecer dezenas de milhares 
de diferentes odores. 
Mapas Olfativos. Um mapa sensorial é um arranjo ordenado de neurônios que se correlaciona com certos aspectos do 
ambiente. Registros de microeletrodos mostram que muitos receptores neuronais respondem à apresentação de uma 
única substância odorífera, e que essas células estão distribuídas em uma ampla área do epitélio olfativo. Isso é 
coerente com a distribuição difusa de cada gene para receptores. Entretanto, como vimos, os axônios de cada tipo de 
célula receptora fazem sinapses em determinados glomérulos no bulbo olfatório. Esse arranjo produz um mapa 
sensorial, no qual neurônios em lugares específicos do bulbo respondem a determinados odores. Os mapas de 
regiões ativadas por um estímulo químico podem ser visualizados com métodos especiais de registro. Tais 
experimentos revelam que, quando muitos neurônios do bulbo olfatório são ativados por um estímulo, a posição dos 
neurônios constitui padrões espaciais complexos, mas reproduzíveis, como mostrado na Figura 8.18. Assim, o odor de 
uma determinada substância química é convertido em um mapa específi co dentro do “espaço neural” dos bulbos, e 
a forma do mapa depende da natureza e da concentração do estímulo odorífero. Embora a visão de um gambá 
caminhando a sua frente possa dizer o que ele é e onde ele está, o odor por si só somente nos informa o que ele é. 
(Movimentandose a cabeça, é possível localizar apenas grosseiramente a origem dos odores.) Já que o sistema olfativo 
não precisa mapear o padrão espacial de um odor da mesma forma como o sistema visual mapeia os padrões espaciais 
de luz, os mapas neurais olfativos podem estar disponíveis para outros propósitos, tais como a discriminação dentro 
de um número gigantesco de possíveis substâncias químicas diferentes. Contudo, o encéfalo realmente utiliza mapas 
neurais olfativos para distingüir entre substâncias químicas? Não sabemos. Para um mapa ser útil, deve haver algo 
capaz de lê-lo e entendê-lo. Com prática e “óculos muito especiais”, poderíamos um dia ler, com nossos próprios olhos, 
o “alfabeto” dos odores mapeados na superfície do bulbo olfatório. Isso é feito, grosso modo, pelas regiões superiores 
do sistema olfativo, mas até agora não há evidências de que o córtex olfativo tenha essa capacidade. Uma idéia 
alternativa é a de que os mapas espaciais não codifi cariam os odores de fato, mas seriam simplesmente a mais efi 
ciente maneira de o sistema nervoso formar conexões apropriadas entre conjuntos relacionados de neurônios (por 
exemplo, células receptoras e células glomerulares). Com o mapeamento ordenado, o comprimento dos axônios e dos 
dendritos pode ser minimizado. Neurônios com funções simi lares interconectam-se mais facilmente se forem 
vizinhos. O mapa espacial resultante pode ser simplesmente um efeito secundário desses requerimentos do 
desenvolvimento, em vez de ser um mecanismo fundamental de representação sensorial em si.