medical-notes/content/Fysiologi/Block 2 - Sensorik och Motorik/Gabriels anteckningar/Lukt och smak.md

---
source: Gabriels anteckningar
lecture: Lukt och smak
block: 2
---

# Lukt och smak

Lukt och smak
- ​ Lukt/smak är viktig för att identifiera farliga respektive nyttiga substanser och
är dessutom viktig för minnesfunktion.

- ​ Smaksinnet
  - 
Viktig för att detektera näringsämnen innan kroppen fysiologiskt
reagerar på maten.
  - 
Detta kan t.ex öka salivproduktionen, förbereda mag-tarmkanalen osv.
  - 
I hjärnstammen finns det två typer av serotonin-producerande celler
som kan aktiveras vid intag av:
- ​ Socker: Aktiverar belöningssystem, exciterar
insulinproducerande celler vilket bidrar till mättnadskänsla
(skydd mot överkonsumtion)
- ​ Bitter: Bittra ämnen uppfattas som farliga/giftiga och därmed
förbereds kroppen för att skydda sig själv genom t.ex kräkning.
  - 
Sekundära effekter utlöses i munnen av receptorer.
  - 
Om man suger på citron:
- ​ Spottkörteln parotis kontraheras → saliv utsöndras → späder ut
låg pH-nivåerna i munnen som kan skada svalget och kroppen.

- ​ Fem grundsmaker
  - 
Umami
- ​ Smak av proteiner, främst glutamat.
- ​ MSG (glutamatsalt) ger maten proteinrik smak utan att faktiskt
innehålla proteiner
  - 
Sött
- ​ Smak av kolhydrater (5-6 kolsocker)
- ​ Aktiverar belöningssystemet – kroppen tycker om energi.
- ​ (Cola-zero innehåller substanser som binder till dessa receptorer)
  - 
Bitter
- ​ Mest varianter av bitter-receptorer än andra smaker.
- ​ Vi har dock svårt att skilja mellan olika bittra smaker.
- ​ Måste kunna med noggrannhet avgöra om födan är farlig/giftig
→ därmed fler varianter
  - 
Salt
- ​ Känslig för Na-salter
- ​ Salthunger beror på att kroppen behöver natrium.
  - 
Surt
- ​ Kommer från vätejoner




![[image-42363e6fbfee.png]]

- ​ Stimulerar salivproduktion → späda ut låg pH.
- ​ Smakreceptorer
  - 
Umami, bitter, sött: G-proteinkopplade receptorer
  - 
Surt, salt: Jonkanaler
- ​ Vissa studier ifrågasätter ifall vi har mer grundsmaker, t.ex kan vi
detektera mineraliserat (metalljoner) vatten, vattensmak.
Frågor
1.​ Varför är smaksinnet viktigt? Varför och vad kan hända vid intag av
socker respektive bittra ämnen? Vad händer om man suger på citron?
2.​ Vilka fem grundsmaker har vi, vad kännetecknar de?
3.​ Vilka smakreceptorer finns det?
Smakreceptorer
- ​ Aktivering av smakceller
  - 
Smaklökar finns i tungans kryptor med olika smakceller.
  - 
Smakcellerna har mikrovilli som innehåller receptorer.
  - 
Det finns tre typer av celler i smaklökar
- ​ Typ I
  - 
Gliacell (detekterar salt).
  - 
Innehåller ENaC (Na-jonkanal) som stimulerar typ III
celler.
- ​ Typ II
  - 
Detekterar umami, sött eller bitter
  - 
Typ-II celler har G-proteinkopplade receptorer som är
känsliga för en av dessa smaker.
  - 
När substansen binder in orsakas en intracellulär kaskad
där ATP frisätts och diffunderar till intilliggande cell.
- ​ Typ III
  - 
Presynaptisk cell
  - 
Har purinreceptor (detekterar ATP).
  - 
ATP → stimulerar cellen → serotonin frisätts →
gustatoriska (smak) afferenta fibrer aktiveras →
signalering till CNS
  - 
Notera att typ-II cell oftast uttrycker en typ av smakreceptor,
- ​ En smakcell = en smakreceptor
- ​ En smaklök innehåller flera smakceller (detekterar alla smaker)
  - 
Smakceller är inga nervceller, dock sker kommunikation med neuroner
  - 
Sura smaker detekteras av vätejoner kanaler som direkt stimulerar typ
III celler.
  - 
(Lite oklar vilken cell som detekterar salt)




![[image-fed7b0e17bc2.png]]


![[image-ff8c39b1cc67.png]]


![[image-53a9241f92e6.png]]

- ​ Organisation
  - 
En smakcell = en smak, bidrar till hög selektivitet så att vi
kan smaka det som finns i munhålan.
  - 
Denna selektivitet stöds även av s.k Labeled Line
- ​ En smakcell kommer selektivt aktivera en specifik
neuron (pga lokalisation).
- ​ Dessutom finns specifika axoner för respektive
smak som även når olika ställen i gustatoriska
cortex.
  - 
Dessa diskreta system (varje smak har egen väg) bidrar till
hög selektivitet och smakupplevelsen.
  - 
Om gustatoriska cortex för surt aktiveras eller om sura
smakceller stimuleras utan intag av mat, visar djuret samma
typiska beteende kopplat till surt.

- ​ Andra funktioner av smakreceptorer
  - 
De smakreceptorer som finns på smakceller kan uttryckas även av andra
celler för att uppfylla olika funktioner.
  - 
Salt transporteras av ENaC (samma som finns i
smakceller)
  - 
Receptorer för bittra ämnen finns i magsäcken och
luftvägar
- ​ Skydd mot att absorbera toxiska ämnen → kräkning
- ​ Hosta & nysa
  - 
G-proteinkopplade smakreceptorer i mag-tarmkanalen
(pankreas)
- ​ Detekterar den kemiska miljön och anpassas.
  - 
Umami-receptorer i spermien för sammansmältning med ägget
- ​ Kan detektera aminosyror som frisätts från ägget.
  - 
Dock har dessa receptorer inte en afferent nerv som för över
informationen till hjärnan → ingen smakupplevelse!
- ​ Långvarig smakexponering kan ge smakadaptation: ATP från Typ II-celler
aktiverar Typ I-celler via purinreceptorer vilket hämmar Typ II-celler och
minskar signalering till gustatoriska afferenter.
Frågor
1.​ Hur upplever vi en smak, hur fungerar smakreceptorer? Hur kan vi skilja
mellan olika smaker?
2.​ Vilka viktiga funktioner har smakreceptorer utöver smakupplevelsen?
3.​ Hur adapteras smakceller?




![[image-30a6508480f7.png]]


![[image-f155b4406c27.png]]


![[image-0c18c30c6370.png]]

CNS och smak
- ​ Central modulering
  - 
När vi äter något som är sött och bittert samtidigt kommer den bittra
smaken att förstärkas och söta dämpas.
- ​ Bittra smaken upplevs starkare än koncentrationen
  - 
Mekanism
- ​ Söt- och bitter afferenter går via nucleus tractus solitarius
(NTS) i hjärnstammen till gustatoriska cortex.
- ​ Neuron som kodar för bitter i gustatoriska cortex respektive
amygdala utövar top-down kontroll → smaken moduleras
från CNS till nedre strukturer, NTS och förstärker/dämpar
signaler.
  - 
Effekt
- ​ Gustatorisk cortex feedback förstärker bittra afferenter, söta
dämpas.
- ​ Amygdala feedback förstärker aversionen (ogilla) mot bittra
smaker.
  - 
Detta beror på att bittra ämnen anses farliga/giftiga

- ​ Centrala projektioner
  - 
Väg till CNS
- ​ Gustatoriska afferenter → NTS → thalamus → primära
gustatoriska cortex.
- ​ Gustatoriska cortex finns nära/i insula i parietalloben
- ​ Insula ansvarar för emotioner.
  - 
Vi har endast fem grundsmaker
- ​ Stark mat är en form av smärta då värmereceptorer aktiveras.
- ​ “Fräsch” (t.ex tuggummi) aktiverar köldreceptorer.
  - 
Information av gustatoriska cortex påverkas av andra sensoriska system
(såsom lukt, temperatur) och även belöningssystemet som frisätter
dopamin och motiverar en att äta.
Frågor
1.​ Hur och varför moduleras smaker? Hur når smak till CNS (vägen), vad är
“stark” eller “fräsch” smak?
Luktsinnet
- ​ På taket av näsan finns olfaktoriska epitel med bipolära neuroner.
  - 
På deras dendriter finns G-proteinkopplade luktreceptorer,
odorantreceptorer.




![[image-04e5b63b7be8.png]]

  - 
Människan har 400 olika odorantreceptorer och varje odorantcell
uttrycker en typ av odorantreceptor (hundar: 800, elefant: 2000 osv).
  - 
Stor variation mellan individers odorantreceptorer, hur ofta de kommer
och olika typer av en enskild odorantreceptor (utifrån genetiken).
  - 
Odorantcellerna förnyas ständigt (unikt för neuroner!)
- ​ Skilja mellan dofter
  - 
Vi har 400 odorantreceptorer men kan uppleva mycket fler lukter.
  - 
Beror på att en lukt är en kombination av flera olika aktiverade
receptorer → doftigenkänning = mönsterigenkänning.
  - 
En luktmolekyl kan binda flera receptorer med olika affinitet → unik
aktivitetsmönster

- ​ Olfaktoriska bulbar
  - 
Aktiveringsmönstret är väldigt viktig för luktupplevelse och måste
därför bevaras för korrekt luktupplevelse vilket möjliggörs av
olfaktoriska bulbar.
  - 
Det finns en olfaktorisk bulb per näshåla.
- ​ Samma typ av odorantreceptor uttrycks över hela
olfaktoriska epitelet.
- ​ Samma typ av receptor (över hela epitelet) samlas
dock i olfaktoriska bulbar i organiserade strukturer
→ glomeruli (nystor).
- ​ Glomeruli från liknande lukter är lokaliserade nära
varandra.
- ​ En bulb innehåller 3000 glomeruli
  - 
Från glomerulus tar mitralceller över (neuron).
- ​ Skickar dendriter och synapsar med en
specifik glomerulus odorantceller.
- ​ Mitralcellernas axoner utgör nervus
olfactorius.

  - 
Olfaktoriska bulben är första bearbetingingsstation
- ​ Lukten är enda sinnet som inte bearbetas i thalamus → går
direkt till cortex.
- ​ Därför bearbetas lukten i olfaktoriska bulben där vissa signaler
förstärks/dämpas utifrån behov (t.ex föda/fara).
- ​ Varje synaps kostar tid och energi därför försöker vi ha så få
synapser som möjligt. Synaps för ett syfte!




![[image-468fd36264bc.png]]


![[image-bb6097276a5d.png]]


![[image-23f47868603c.png]]

  - 
Luktupplevelsen beror på kombinationen av vilka glomeruli som
aktiveras samt hur deras aktivitet förändras över tid vilket reflekterar
odorantreceptorernas aktivitet. Spatiotemporal.
- ​ Spatialt (rymd): Olika luktmolekyler aktiverar en unik
uppsättning av glomeruli i olfaktoriska bulben.
- ​ Temporalt (tid): Signaleringen sker i ett visst tidsförlopp utifrån
t.ex odorantreceptorernas täthet, mängd luktmolekyler
receptor-ligand-affinitet osv.
Frågor
1.​ Beskriv kort luktepitelet i näsan, luktceller/receptorer. Hur många
luktreceptorer har vi? Beskriv luktbulben, var de finns, hur de är uppbyggda,
deras funktion och varför de är viktiga.
2.​ Beskriv grunden till luktupplevelsen? Varför känner vi fler lukter än vi har
receptorer?
Luktsinnet
- ​ Luktnerven sitter i undersidan av hjärnan, ser ut som en tändsticka.
- ​ En nerv per hemisfär (från respektive näshåla).

- ​ Mitralceller aktiverar pyramidceller, mest effektiv ifall
mitralcellerna under kort period (2 ms) exciterar pyramidcellerna.
- ​ Pyramidcellerna fungerar som coincidence detector (likt
hudretning), stimuleras bäst av samtidiga signaler från olika celler.
- ​ Mitralcelleringes synkronisering beror på odoranternas identitet,
belöningsvärde och var i andningscykeln man befinner sig.

- ​ Centrala projektioner
  - 
Piriformcortex bearbetar lukt-information, medialt i temporalloben
- ​ En i varje hemisfär (nerverna korsar inte!)
- ​ Ligger nära amygdala & hippocampus → kopplad till emotioner.
  - 
Förbindelse med thalamus
- ​ Även om n. Olfactorius ej omkopplas i thalamus
  - 
Vi har riktningsdoft (känna igen luktkällans riktning)
där informationen från bägge olfaktoriska bulbar
jämförs (likt hörsel).
  - 
Högre bearbetning av lukt sker i orbitofrontalcortex
- ​ Integration med andra sinnen (syn & smak)
- ​ Belöningsvärde (vissa lukter har högt belöningsvärde såsom
föda)




![[image-6c95772d6529.png]]


![[image-07109f13dbb6.png]]

  - 
Representation av piriformcortex är väldigt otydligt och inte
organiserad med t.ex labeled line som i smak.
- ​ Kan inte få en specifik luktupplevelse genom att stimulera vissa
receptorer eller områden i piriformcortex.
- ​ Luktsinnet är mycket mer komplex till skillnad från grundsmaker.
Frågor
1.​ Var finns luktnerven i hjärnan? Vad menas med att pyramidcellerna är
coincidence detectors? Vad beror mitralcellernas synkronisering på?
2.​ Vad kallas och var finns luktkortex? Varför är lukt kopplad till emotioner?
3.​ Var sker mer komplex bearbetning av lukt, på vilket sätt?
4.​ Hur skiljer sig luktkortex från gustatoriska korktex?
Luktsinnet
- ​ Lukt under in- och utandning
  - 
Inandning: Luktepitelet exponeras till luktmolekyler från
yttre miljön.
  - 
Utandning: Luktmolekyler från munhålan (mat) når
luktepitelet (via nasofarynx) → bidrar väldigt mycket till
smakupplevelsen.

- ​ Lukt, respiration och minnesfunktioner
  - 
Luktupplevelse är starkt kopplad till andra strukturer i hjärnan
och även respiration.
  - 
Från mitralcellerna går signaler till piriformcortex och därifrån går
det till olika strukturer såsom hippocampus, amygdala och
orbitofrontal cortex → stark koppling till minnen (pga
hippocampus).
  - 
Därför vid demens försvagas hippocampus → luktupplevelse förändras.

- ​ Adaptation
  - 
Hjärnan vänjer sig till lukter som den exponeras ständigt till.
  - 
Även om mitralcellerna är aktiva kan piriformcortex filtrera
bort vissa lukter.
  - 
Korttidsadaptation (sekunder-minuter)
- ​ Korttidsdepression av mitralcellernas afferenter.
  - 
Minskad signaleringsstryka vid upprepad
stimulering
- ​ Ju kortare tidsintervall mellan två dofter desto svagare
blir gång nr 2.
- ​ Om tidsintervallen är tillräckligt liten känner man inte den andra.




![[image-f457ebfbf290.png]]


![[image-b09685241767.png]]


![[image-c762a97eb74e.png]]

- ​ Viktig för att kunna detektera nya lukter i realtid

  - 
Långvarig adaptation (timmar-dagar)
- ​ Synaptisk plasticitet
- ​ Vi har därmed ett doftminne.
- ​ T.ex känner vi inte våra egna dofter eller hemma dock skulle vi
märka om man glömde räkor i soporna

- ​ Sociala kemosignaler – feromoner
  - 
Feromoner är kemiska ämnen som vi utsöndrar som kan påverka
andras beteende eller fysiologi utan att vi medvetet uppfattar.
  - 
Feromoner detekteras av vomeronasalorganet.
- ​ Människor saknar, vissa djur har.
  - 
Vissa feromoner kan dock omedvetet påverka oss t.ex
- ​ Svett från stressiga situationer kan stimulera emotioner/empati
  - 
Samma gäller inte för svett från träning!
- ​ Menstruationscykler kan synkroniseras mellan kvinnor.
- ​ Tårar kan stimulera emotioner (men inte fejk-tårar!)
  - 
Feromoner kräver nära kontakt t.ex om man skakar hand eller liknande
- ​ Större sannolikhet att de når luktepitelet!

- ​ Covid
  - 
Viruset når CNS via luktepitelet och förstör odorantceller.
  - 
Trots att dessa celler normalt förnyas kontinuerligt kan vissa
luktreceptorer ta tid att återbildas vilket fördröjer återupplevelsen av
vissa lukter.

- ​ Samverkan mellan lukt och smak
  - 
Mat- & luktupplevelse förekommer samtidigt och aktiverar samma
strukturer såsom insula, amygdala och orbitofrontalcortex
Frågor
1.​ Hur påverkas lukt under in- & utandning? Varför försvagas luktupplevelse hos
dementa patienter?
2.​ Vad menas med lukt-adaptation, vilka typer, varför är den viktig?
3.​ Vad är feromoner? Hur detekteras de? Ge exempel hos människan.
4.​ Hur påverkar covid luktupplevelse, varför? Varför samverkar lukt och smak?