Os Sentidos químicos

Os três sentidos sensoriais, associados com o nariz e a boca (olfato e gustação) e o sistema quimiossensorial, dedicam-se à detecção de substâncias químicas do ambiente. O sistema olfatório detecta moléculas presentes no ar denominadas odores. Para os humanos os odores fornecem informações sobre alimentos, sobre si próprio, outras pessoas, animais, plantas e muitos outros aspectos do meio ambiente. A informação olfatória pode influenciar o comportamento alimentar, as interações sociais e, para muitos animais, a reprodução.

O sistema gustativo (ou da gustação) detecta principalmente moléculas hidrossolúveis ingeridas denominadas sabores. Os sabores fornecem informações adicionais sobre a qualidade, a quantidade, o prazer e a segurança acerca do alimento ingerido.

O sistema quimiossensorial oferece informação sobre moléculas irritantes ou nocivas que entram em contato com a pele ou com as mucosas dos olhos, boca e nariz (amônia, por exemplo).

Todos os três sistemas quimiossensoriais dependem de receptores presentes na cavidade nasal, na boca ou sobre a face que interagem com as moléculas apropriadas e geram potenciais de ação, transmitindo, desse modo, os efeitos da estimulação química até as regiões pertinentes do sistema nervoso.

A organização do sistema olfatório

De um ponto de vista evolutivo, os sentidos químicos – em especial o olfato – são considerados os mais antigos sistemas sensoriais. Todavia, apesar de ser o olfato o mais estudado entre a tríade quimiossensorial, permanece sendo a modalidade sensorial menos compreendida. Ele processa informações sobre identidade, concentração e qualidade de uma ampla gama de estímulos químicos. Estes estímulos, chamados de odorantes, interagem com neurônios receptores olfatórios em uma camada epitelial – o epitélio olfativo – que reveste o interior do nariz. Os axônios que saem dos receptores celulares projetam-se diretamente aos neurônios no bulbo olfatório, os quais, por sua vez, projetam-se no córtex piriforme no lobo temporal.

Apesar de sua idade filogenética e trajetória incomum até o córtex cerebral, o sistema olfatório cumpre o mesmo princípio básico que governa outras modalidades sensoriais: interações de estímulos químicos com receptores periféricos são transduzidas (convertidas de um sinal externo à célula) e codificadas em sinais elétricos, os quais são transmitidos para os centros superiores.

Percepção olfativa em humanos

O olfato é frequentemente considerado o menos acurado dos sentidos e vários animais são claramente superiores aos humanos em suas habilidades olfatórias. Essa diferença pode possivelmente ser explicada em função do maior número de neurônios receptores olfatórios (e moléculas receptores de odores) no epitélio olfativo de muitas espécies e por uma área cortical relativamente maior dedicada ao olfato. O homem tem uma área da superfície do epitélio olfativo muito menor que a do gato, cão, lobo, etc. O limiar de concentração para detecção e identificação de odorantes varia amplamente. O etanol (um tipo de álcool) não pode ser identificado se sua concentração não atingir certo ponto.

Uma complicação na percepção é a de que as qualidades percebidas podem mudar com a concentração. Assim, baixas concentrações de indol têm odor floral, enquanto em altas concentrações, odor pútrido. Além disso, a maioria dos odores naturais por nós percebidos é, de fato, uma mistura de vários odores singulares: violetas, pepinos, pimentas, mesmo quando nos parece ter um único cheiro (o buquê do vinho).

Embora a maioria das pessoas seja capaz de identificar adequadamente uma ampla faixa de odores testados, algumas falham em identificar um ou mais odores comuns. Tais deficiências quimiossensoriais, denominadas anosmias, são frequentemente restritas a um odor. Esse achado sugere que um elemento específico de receptor no sistema olfatório esteja ausente. Por exemplo: alguns felizardos, 1 pessoa em 1.000, são insensíveis ao butil-mercaptano, o forte odor liberado pelos gambás. Por outro lado, alguns azarados apresentam uma inabilidade de detectar gás cianeto (1 em 10 pessoas) que pode ser letal; outros são incapazes de perceber o etil-mercaptano, a substância química adicionada ao gás natural para permitir a detecção de vazamentos.

A capacidade de identificar odores normalmente diminui com a idade. Se de alguma maneira indivíduos são desafiados a identificarem uma grande bateria de odores, as pessoas entre 20 e 40 anos de idade podem comumente identificar cerca de 50 a 75% dos odores, enquanto aqueles entre os 50 e 70 anos só vão identificar corretamente cerca de 30 a 45%. Uma diminuição mais extrema, ou uma distorção do sentido olfatório, acompanha distúrbios alimentares, transtornos psicóticos, diabetes, uso de certos medicamentos e a doença de Alzheimer; as razões ainda não são bem conhecidas.

Embora a perda da sensibilidade olfatória em humanos não seja um motivo maior de preocupação, ela pode diminuir o prazer pela comida e, caso seja grave, afetar a capacidade de identificar e responder adequadamente a odores de perigos potenciais, tais como comida estragada, fumaça, vazamentos de gás, etc.

As respostas fisiológicas e comportamentais dos odores

Além da percepção olfatória, os odores podem evocar uma variedade de outras respostas fisiológicas; os exemplos, os mais diversos, são respostas motoras viscerais ao aroma de uma comida apetitosa (salivação e aumento da motilidade gástrica) e cheiros nocivos (causando náuseas e, em casos extremos, vômitos e, às vezes, raiva).

O olfato pode influenciar o comportamento reprodutivo e as funções endócrinas; as mulheres que compartilham leitos em dormitórios femininos, por exemplo, tendem a sincronizar seus ciclos menstruais. Este fato parece ser mediado pela olfação. O olfato também influencia as interações mãe/filho; os neonatos reconhecem suas mães pelo cheiro já nas primeiras horas após o nascimento, preferencialmente orientados pelo seio materno, e exibem aumento na amamentação quando alimentados pela própria mãe em comparação com a resposta a outras mulheres lactantes. Por sinal, as mães podem discriminar o cheiro dos próprios filhos entre os cheiros de crianças da mesma idade.

Em outros animais, incluindo muitos mamíferos, odores específicos da espécie, denominados feromônios, exercem importantes papéis, afetando o comportamento social, reprodutivo e paternal. Embora haja muitas tentativas de identificar feromônios em humanos, há pouca evidência deles, apesar de que 8% dos humanos apresentam o órgão vomeronasal (OVN), um órgão existente em ratos e camundongos, encarregado de agir como receptor para os feromônios.

A transdução de sinais olfatórios

A maquinaria celular e molecular da transdução olfatória está localizada nos cílios olfatórios. A transdução dos odores começa com a ligação da molécula odorante em receptores específicos na superfície externa dos cílios; vários passos adicionais geram, então, o potencial do receptor mediante a abertura de canais iônicos. Por fim, como outros receptores sensoriais, os receptores olfatórios se adaptam com a presença continuada de um estímulo. Subjetivamente, a adaptação manifesta-se como uma diminuição da capacidade de identificação ou discriminação dos odores durante uma exposição prolongada (por exemplo, a redução na percepção consciente de que se está em um ambiente com vários fumantes à medida que o tempo passa). Fisiologicamente, os neurônios receptores olfatórios indicam estarem adaptados pela redução da taxa de potenciais de ação em resposta à presença continuada de um odorante.

A organização do sistema gustativo

O sistema gustativo, atuando em harmonia com o sistema olfatório, indica se o alimento deve ou não ser ingerido. Uma vez na boca, os constituintes do alimento se interagem com receptores nas células gustativas da língua. As células gustativas transduzem estes estímulos e provêm informações adicionais sobre a identidade, a concentração e a qualidade (se é agradável ou não) da substância. Essa informação também prepara o sistema gastrintestinal para receber o alimento, promovendo a salivação e a deglutição (ou causando náuseas e regurgitação se a substância for nociva). A informação sobre a temperatura e a textura do alimento é transduzida e transmitida da boca por meio de receptores somatossensoriais do trigêmeo e de outros nervos cranianos ao tálamo e ao córtex somatossensorial produzindo prazer ou desprazer.

Obviamente, o alimento não é ingerido apenas por seu valor nutritivo; o “gosto” também depende de fatores culturais e psicológicos (além do prazer dele próprio e incondicionado); produz também prazer condicionado que dependerá do local (certo restaurante; a luz de vela; a mulher cheirosa ao lado, etc.)

Assim como o sistema olfatório, o sistema gustativo inclui receptores periféricos e diversas vias centrais. As células gustativas (os receptores periféricos) são encontradas em botões gustativos distribuídos na superfície dorsal da língua, palato mole, faringe e parte superior do esôfago.

A percepção gustativa nos humanos

A maioria dos estímulos gustativos constitui-se de moléculas não-voláteis e hidrófilas – solúveis na saliva – como o cloreto de sódio (sal de cozinha), necessário ao balanço eletrolítico; aminoácidos, como o glutamato, necessário para a síntese de proteínas; açucares, como a glicose, necessária como fonte de energia; ácidos, como o cítrico, que indica a palatabilidade de vários alimentos (por exemplo, o citrato na laranja). Moléculas de sabor amargo incluem plantas alcalóides, como a atropina, o quinino e a estricnina, que podem ser venenosas. O contato de compostos amargos com a boca geralmente detém (impede) sua ingestão, a menos que a pessoa “adquira um gosto”, isto é, se habitue à substância (como eu e companheiros), como com o quinino da água tônica.

O sistema gustativo codifica a informação sobre quantidade, bem como identidade dos estímulos. Em geral, quanto maior a concentração do estímulo maior será a percepção da intensidade do gosto. Entretanto, os limiares de concentração para a maioria dos estímulos gustativos são bastante altos; já os limiares para as substâncias perigosas (as amargas) são baixos, ou seja, as nutritivas e não perigosas são altas, por isso as ingerimos em grande quantidade; as outras baixas, por isso as evitamos.

Há uma idéia errada de que o sabor doce é percebido na ponta da língua, o salgado nas margens posteriores laterais, o sabor azedo (ou ácido) nas margens médio-laterais e o sabor amargo no fundo da língua. De fato, todos esses sabores podem ser detectados sobre toda a superfície da língua, entretanto, diferentes regiões têm diferentes limiares. A ponta da língua é mais sensível ao doce e, como esse sabor nos provoca sensações agradáveis, as informações desta região ativam comportamentos alimentares como movimentos da boca, secreção salivar, liberação de insulina e deglutição. Em contraste, as respostas a compostos amargos são mais acentuadas no fundo da língua. A ativação desta região por substâncias com sabor amargo causa protrusão (saída, expulsão) da língua e outras reações protetoras que visam impedir a ingestão (fácil de observar em crianças e em animais). Os compostos com sabor azedo provocam “caretas”, enrugamento facial e uma intensa secreção salivar para diluir o estímulo gustativo.

Uma segunda concepção errada é a de que há apenas quatro tipos de sabores “primários”: salgado, doce, azedo e amargo. Embora esses quatro sabores representem percepções distintas, esta classificação é limitada; as pessoas experimentam uma variedade de sabores adicionais, incluindo adstringência (certa uvas, caqui verde, etc.), pungência (pimenta forte e gengibre), gorduroso, amiláceo, e vários sabores metálicos, e, como se sabe, nenhum deles se encaixa na categoria dos quatro citados acima.

Por fim, as misturas de várias substâncias químicas podem causar sensações inteiramente novas de sabor. O bom cozinheiro ou cozinheira sabe disso. Ainda que seja possível estimar-se o número de odores perceptíveis (cerca de 10 mil), tais incertezas tornam difícil estimar o número de sabores. Nem na gustação, nem no olfato, há uma relação clara entre classes perceptivas “primárias” e a maquinaria celular e molecular da transdução sensorial.

A organização do sistema gustativo periférico

Do mesmo modo que os neurônios receptores olfatórios (e aparentemente pelas mesmas razões), as células gustativas têm um tempo de vida; apenas cerca de duas semanas. Não se assuste! Elas são normalmente regeneradas a partir das células basais (um tipo de célula-tronco que produz outras células gustativas).

Respostas idiossincrásicas aos vários sabores

A resposta aos sabores varia com os indivíduos. Segundo estudos, 30 a 40% da população norte-americana não é capaz de sentir o sabor amargo do composto feniltiocarbamida (PTC), mas podem sentir o sabor de moléculas como o quinino e a cafeína, que também produzem sensações amargas. De fato, os seres humanos podem ser divididos em dois grandes grupos quanto ao limiar de sensação de compostos amargos encontrados no PTC. A diferença desse grupo está num único gene autossômico dos que sentem sabor e outro recessivo dos que não sentem sabor. As pessoas que são extremamente sensíveis ao PTC, ou a seus análogos, denominadas “supersensíveis”, têm mais botões gustativos que o normal e tendem a evitar certos alimentos como a toranja (grapefruit), o chá verde e os brócolis, todos contendo compostos de sabor amargo. Portanto, a composição genética individual com relação aos receptores de sabor tem implicações na dieta e até mesmo na saúde, ou seja, pode não ser apenas uma “frescura” da pessoa.

No mesmo sentido, um grande número de compostos bastante diferentes apresentam um sabor doce para os seres humanos: sacarídeos (glicose, sacarose e frutose), ânions orgânicos (sacarina), aminoácidos (aspartame), metil éster de L-fenilalanina, e proteínas (monelina e taumatina). As pessoas são capazes de distinguir entre os diferentes adoçantes e algumas detectam um componente amargo na sacarina. Uma razão para tal discriminação é que alguns desses compostos ativam distintos receptores. Assim, a experiência perceptiva de sabor “doce” envolve mais que o sabor da sacarose, podendo ser causado por vários mecanismos sensoriais de transdução e podendo gerar qualidades sensoriais diferentes daquelas geradas pela sacarose.

A sensibilidade do sabor salgado também envolve um grande número de mecanismos; nem todos os sais ativam as mesmas vias. Bebês com até quatro meses de idade são capazes de distinguir entre água e sacarose (e lactose), água e ácido, e água e compostos amargos, mas não podem distinguir entre água e solução de cloreto de sódio a 0.2 M (sal de cozinha). Portanto, o receptor para o sódio ainda não foi expresso nessa idade, ou não é funcional ainda.

O sabor azedo é produzido por concentrações relativamente altas de ácidos, provocando diferentes sabores de azedo. Em resumo, o sistema gustativo utiliza muitos mecanismos para distinguir entre várias substâncias químicas colocadas na boca.

Quimiorrecepção trigeminal

O terceiro dos maiores sistemas sensoriais, o sistema quimiossensorial trigeminal, tem seus terminais ativados por substâncias químicas classificadas como irritantes, incluindo poluentes aéreos (dióxido de enxofre), sais de amônia, etanol, ácido acético, dióxido de carbono (de refrigerantes), mentol (em vários inalantes) e capsaicina (um componente nas pimentas picantes que provocam a característica sensação de queimação). Uma grande quantidade de respostas fisiológicas mediadas pelo sistema quimiossensorial é disparada (detonada) pela exposição a substâncias irritantes. Elas incluem: salivação, vasodilatação, lacrimejamento, secreção nasal, suor, decréscimo da taxa respiratória e broncoconstrição.

Uma curiosidade do paladar: o gelado e a pimenta

As cervejas supergeladas escondem seu verdadeiro gosto, pois o gelo, ou frio intenso, entorpece temporariamente os brotamentos gustativos (papilas gustativas). Assim, não estamos provando a cerveja e sim o frio. Todos nós sabemos que beber uma cerveja morna ou quente é insuportável. Os alimentos picantes, talvez por irritação das papilas – queimação de amônia – levam a pessoa a se deliciar com qualquer outro gosto comum: arroz e feijão, e daí a ocorrência da produção de endorfinas pelo prazer, ou para transpirar do calor dos trópicos. Não se sabe bem porque ela atrai a metade da população mundial.

Nota-se que, quando alguns estímulos são apresentados durante um período significativo, os receptores passam por um processo de adaptação e o paladar dissipar-se-á. Para escapar à adaptação, a técnica ensina a comer diferentes alimentos durante a refeição: carne, arroz, batata, legumes, etc., pois, tal como o resto do cérebro, o sentido do paladar está sempre em busca de novidade. O impacto do novo desperta e excita o nosso instinto de sobrevivência.

Uma palavra final

Citei diversos nomes de regiões do SN que você não precisa decorar. Desejo mostrar os diversos caminhos seguidos por um estímulo, desde sua entrada no organismo até sua chegada final no córtex cerebral. Os estímulos, entre eles, uma fincada no estômago, uma pontada no coração, um desequilíbrio ao caminhar, o gosto ruim da comida estragada, o cheiro da amada e/ou milhares de sinais produzidos no organismo seguem caminhos semelhantes. Todo esse processo visa a, quando possível, levar a pessoa a agir e tomar consciência do acontecido.

Tento mostrar que existe por trás de tudo isso um sistema nervoso altamente complexo, além de substâncias químicas, sinais elétricos para decidir fazer um gesto simples como pegar uma caneta e anotar um número de telefone que poderá ser usado algum dia.

2 comentários para “Os Sentidos químicos”

  1. Estou preparando um artigo sobre olfato e gustação . “Especialidade em Psicopedagogia”
    Embora a professora tenha colocado que de todos os temas como lateralidade , Sentidos sensoriais em geral e outros ……
    este fosse o que a maior dificuldade teríamos para encontrar artigos ou autores que enriquecessem o tema.
    O seu não foi o único, foram vários, mas encontrei informações importantes para esclarecer aos que serão leitores deste artigo.
    O importante realmente é a busca de conhecimentos, muito obrigado pelo detalhamento das informações.

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