“Ma mamma, la medicina ha un cattivo sapore!” “Tappati il naso e manda giù!”

Alzi la mano chi ha avuto a che fare con questa situazione od una simile!

Vi siete mai chiesti come fosse possibile? O come mai quando siamo raffreddati non si riescano a percepire interamente i sapori del cibo che si mangia?

Fenomeni come questi sono derivati dalla profonda interazione tra olfatto e gusto, due dei cinque sensi. Il gusto e l’olfatto sono definiti sensi chimici, strutturati in modo tale da recepire i composti chimici di cui sono stimoli: i gusti e gli odori.
I sistemi relativi al loro riconoscimento sono stati i primi a svilupparsi, evolutivamente parlando, rendendoli dunque i più antichi filogeneticamente: da essi infatti dipendeva la capacità degli organismi di sopravvivere, permettendo il riconoscimento di sostanze potenzialmente nutritive da quelle tossiche.
Essi utilizzano dei chemiorecettori, presenti in tutto il corpo, adatti a rispondere a sostanze chimiche, che hanno capacità di rigenerarsi continuamente e localizzati all’interno di organi particolari.

Analizziamo ora più approfonditamente il funzionamento di olfatto e gusto.

L’OLFATTO

L’olfatto è gerarchicamente primario nella percezione del sapore, rispetto al gusto: esistendo recettori per il gusto, ma non per il sapore, la sensazione gustativa dipende da quella olfattiva.

I recettori olfattivi si trovano sul tetto delle cavità nasali, e vengono fatti circolare dai turbinati, che hanno specifica funzione di aumentare il flusso di aria immessa.

I recettori, che si trovano direttamente a contatto con l’esterno, senza alcuna protezione, in diretta connessione con il cervello, catturano stimoli specifici sotto forma di molecole volanti di forma sferica, chiamati odoranti; per rendere cosciente la percezione di un odore, sono necessarie diverse molecole dello stesso odorante, dato che, rispetto agli animali, l’uomo possiede meno recettori olfattivi, che funzionano in modo meno fine e più lentamente (facendo sì che l’odore sia uno degli stimoli sensoriali che viene percepito in un lasso di tempo più duraturo): questo perché non è necessario, funzionalmente, che la sensibilità olfattiva sia così veloce, al contrario di altri stimoli sensoriali.

L’olfatto nell’uomo è infatti programmato per accorgerci della presenza di odori, per comunicarci la presenza di un odore, rispetto ad una informatività riguardo l’intensità qualitativa di esso.

Al contrario, l’adattamento ad un odore è piuttosto rapido (come tuttavia la sua saturazione), per cui una volta che questo diventa cosciente è il cervello stesso che inibisce le ulteriori afferenze. La rapidità di adattamento è necessario per rendere il sistema efficiente verso la percezione di altri odori.

Al suo interno si trova la mucosa olfattiva, attaccata all’osso etmoide, costituita da una serie di celle ciliate che sporgono all’interno delle cavità e immerse in uno strato mucoso che facilità la cattura delle sostanze chimiche odoranti, legandole tra loro e rendendole quindi disponibili per la cattura da parte dei recettori presenti sulle ciglia.

L’informazione così catturata viaggia nel cranio lungo la lamina cribrosa attraverso il nervo olfattivo, formato da tutte le fibre che attraversano l’osso etmoide, fino al bulbo.

Panoramica delle aree nasali citate

LA TRASMISSIONE DEGLI ODORI

Una volta che l’informazione odorosa entra nel bulbo olfattivo, alla base del lobo frontale, i nervi olfattivi convergono in strutture chiamate glomeruli, dove le afferenze incontrano il secondo neurone della catena sinaptica, le cellule mitrali, ma anche interneuroni regolatori, formando così il tratto olfattivo, che procede poi verso il tronco encefalico e successivamente fino alla corteccia olfattiva.
Questa è formata dal tubercolo olfattivo, alla fine del bulbo olfattivo, nella corteccia temporale, e riceve segnali convergenti dai diversi glomeruli, che a loro volta avevano ricevuto informazioni dello stesso tipo, contribuendo così all’amplificazione del segnale olfattivo.

Trasmissione corticale dello stimolo odoroso

Queste connessioni innescano delle risposte di tipo automatico-comportamentali, sociali, affettive, neuroendocrine e altro, come nel caso di un odore che attiva il senso della fame o un ricordo, o come ancora i feromoni; l’automaticità di queste risposte è dovuto all’unicità della trasmissione olfattiva, che rappresenta l’unico caso di afferenze che arrivano direttamente al cervello senza passare dal talamo, arrivando ad aree profonde della corteccia adibite all’elaborazione emotiva o limbica o ad aree di apprendimento o riconoscimento implicite: si tratta di un’attivazione cerebrale senza riconoscimento cosciente.

Alcune informazioni possono in realtà giungere ad un nucleo talamico, il nucleo dorsomediale del talamo, permettendo in questo modo un riconoscimento più cosciente dello stimolo: si configura così un’elaborazione in parallelo della sensazione odorosa, una più automatica ed implicita e una più cosciente e volontaria.

IL MODELLO COMBINATORIO DEGLI ODORI

La quantità limitata di recettori di cui dispone l’uomo mal si sposa con la vastità degli odori esistente e che invece esperiamo nella realtà di tutti i giorni.

Ogni cibo presenta un odore particolare, che attiva però diversi recettori olfattivi

Il ventaglio delle possibilità si spiega con la capacità dei recettori olfattivi di legarsi con le sostanze odorose: ogni recettore si lega ad una parte dello stimolo, facendo sì che diversi odori attivino lo stesso recettore.

Ogni odore non attiva un unico recettore, bensì una popolazione, in modo congiunto, legata allo stesso stimolo odoroso, in un modo simile alla formazione quasi illimitata di parole utilizzando un numero ridotto di lettere.

La percezione odorosa avviene allora in modo inferenziale, per cui il nostro cervello “deduce” il tipo di odore in base al gruppo di recettore che si attiva; esiste una mappa, molta precisa, della posizione dei recettori specifici lungo le ciglia dei recettori olfattivi all’interno dell’epitelio e del bulbo, che identifica quattro aree nell’uno e nell’altro, ognuna con recettori caratteristici.

IL GUSTO

L’organo principale di percezione è la lingua, per quanto i recettori gustativi, chiamati cellule gustative e presenti all’interno di strutture dette calici (o bottoni) gustativi, si trovino anche nella prima sezione dell’apparato digerente.

Sopra di essa, si distinguono cinque gusti principali, ognuno percepito in un punto distinto dell’organo: i recettori per il dolce ed il salato si trovano sulla punta, l’acido e l’amaro al centro e più sul fondo in modo consecutivo; il quinto gusto si trova al centro ed è quello dell’umami, termine giapponese che significa “delizioso“, e configura il gusto del glutammato; questa divisione è funzionale alla trasmissione dei diversi gusti al cervello;

Posizione dei recettori gustativi sulla lingua

Ogni recettore presenta sensibilità massima per un tipo di gusto, ma non in modo esclusivo: ogni recettore è in grado di percepire tutti i gusti, ma in modo sensibilmente diverso.

I recettori del gusto terminano in una serie di prolungamenti, chiamati microvilli, che fuoriescono dal poro gustativo e che contengono recettori per legarsi alle sostanze gustative; da qui si avvia la catena sinaptica di trasmissione dell’informazione.

LE VIE CENTRALI DEL GUSTO

Una volta che lo stimolo viene catturato dal recettore specifico ad esso adibito, l’informazione viaggia lungo diversi nervi cranici, in base alla sua destinazione; ogni nervo cranico trasmette afferenze diverse in base alla funzione dell’informazione in viaggio: il VII nervo, quello faciale, trasporta informazioni relative al gusto salato e dolce, stimolando l’ingestione; il IX nervo cranico, rinominato glosso-faringeo, è sensibile a sostanze potenzialmente tossiche e, oltre a trasmettere il gusto amaro, ha ruolo principale nello scatenare reazioni avversive come il vomito; il nervo vago, il X, è sensibile al gusto acido e ai liquidi, e, innervando l’epiglottide, è coinvolto nel riflesso di deglutizione per la protezione delle vie aeree.

Le informazioni giungono tutte nel nucleo del tratto solitario, nel midollo, e da qui salgono verso la corteccia gustativa primaria, che coincide con la circonvoluzione postcentrale, nel lobo parietale; le informazioni possono giungere anche in aree collaterali, specialmente l’insula (fondamentale nell’elaborazione del disgusto) e la corteccia gustativa secondaria, nella corteccia prefrontale, implicata nelle sensazioni di fame e di sazietà.

La via di trasmissione del gusto

ELABORAZIONE DEL DISGUSTO

Il nostro cervello è in grado di riconoscere stimoli sgradevoli non soltanto tramite “contatto diretto” (attraverso la deglutizione), ma anche semplicemente osservando la reazione ad una sensazione di disgusto: il disgusto codifica infatti un preciso pattern di espressioni facciali che abbiamo “salvato in memoria” e che ci permettono di riconoscere in questo modo stimoli disgustosi dagli altri che non lo sono, semplicemente osservando la reazione espressiva che scatena negli altri.

A mediare questa funzione è l’insula, una porzione di corteccia profonda, situata tra il lobo temporale e quello frontale, che possiede diverse funzioni cognitive e legate alla sfera dell’auto-percezione, dell’omeostasi, della sfera dell’emotività.

Localizzazione corticale dell’insula (in rosso)

Le soddisfazioni derivanti dai diversi gusti si legano invece ad attivazioni prefrontali e del corpo striato ventrale, aree implicate nei meccanismi di reward: da qui deriva per esempio la sensazione di benessere derivante dal consumo di cioccolato!

LA PERCEZIONE DEL SAPORE

Abbiamo visto come la capacità di riconoscere i diversi gusti funzioni in modo sostanzialmente inferenziale, con l’attivazione di gruppi specifici di recettori.
Gusto e olfatto interagiscono allora tra loro in modo dinamico: infatti il gusto esaurisce la sua percezione anche soltanto sulla lingua, ma ogni sostanza dispone anche di una componente olfattiva, che stimola l’epitelio retronasalmente; in questo modo, siamo in grado di riconoscere sì il gusto, ma non il suo aroma!

Quello che comunemente chiamiamo sapore (definito “flavour“) è quindi la combinazione attiva tra gusto (“taste“), percepito dalla lingua, e aroma, derivante dalla sensazione olfattiva retronasale percepita dal naso

Siamo in grado così di spiegare come sia possibile modificare il sapore di una sostanza occludendo le vie nasali: tappandoci il naso, lasciamo che al cervello arrivino unicamente informazioni di tipo gustativo, che sono piuttosto limitate; la grossa fetta nel determinare un sapore è data dalle afferenze olfattive, che non raggiungono la corteccia in caso di occlusione, privandola di un’importante quantità di stimoli nella restituzione della sensazione; la modalità gustativa è infatti la percezione che più di tutte è possibile (e facile) educare.

E’ esattamente quello che succede quando da bambini ci si tappava il naso per bere la medicina, o che si fa quando si deve mangiare qualcosa che non piace; ma questo fenomeno spiega anche il meccanismo dietro la limitata percezione di sapori in caso di forte raffreddore.

 

Marco Funaro

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