味覺產生的分子機制上(Taste)

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味覺產生的分子機制上(Taste)
台北市立第一女子高級中學生物科胡苓芝老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

人體的味覺感受器為味蕾,味蕾主要位在舌頭黏膜的輪廓狀乳突(多分佈於舌根)、葉狀乳突(分布於舌側的皺摺)和蕈狀乳突(多分布於舌尖和舌側) (圖1),其它如會厭、軟顎和咽部等處也有味覺細胞分佈。味蕾由基底細胞、支持細胞和味覺細胞(gustatory cells)組成,每一個味覺細胞尖端具有微絨毛突出於味孔,另一端則與第VII、IX和X對腦神經的感覺神經纖維相接。

a.味蕾內的味覺細胞。
b.位於輪廓狀乳突(上)、葉狀乳突(中)和蕈狀乳突(下)表面的味蕾。
c.舌頭表面不同區域的乳突。
(圖形來源:Nature 444:288-294, 2006)

人類有五種基本味覺,分別為鹹、酸、苦、甜、鮮:

鹹味:鹽類為人體維持生理反應平衡不可或缺之物質,引發鹹味的物質主要是鈉離子與少數一價陽離子包括鋰離子、銨離子或鉀離子等;含二價陽離子的化合物如氯化鈣,則混合了鹹與苦的味覺。鹹味的受體為上皮鈉離子通道(epithelial sodium channel),當鈉離子經由味覺細胞頂端微絨毛表面的通道進入細胞後,使細胞內的膜電位升高,導致鈣離子經由電壓敏感通道進入細胞中,促使味覺細胞釋出神經傳導物質,刺激相關的感覺神經末稍,將神經動作電位傳達至腦。之後,味覺細胞開啟鉀離子通道流出鉀離子,使得味覺細胞再極化,恢復原來不活化狀態。動物實驗證明醛固酮等激素可以增加味覺細胞上鹹味受體數目,此現象可能和維持滲透壓恒定有關。

酸味:自然界中酸味的來源除了植物本身產生的有機酸外,還有食物腐敗所產生的酸,因此辨識酸味是人類避免吃到腐敗食物的防禦方法。酸味的產生是因溶液中的氫離子,氫離子可(1)直接進入細胞、(2)影響對pH敏感的鉀離子通道,使鉀離子無法流出,或(3)結合並開啟微絨毛表面其它陽離子的通道。這三種方式都會使味覺細胞內的膜電位升高,造成去極化,然後釋出神經傳導物質,在刺激相關的神經纖維,遂使腦產生酸味的感覺。

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