Goût 4BIOS03 12/13

OK en ordre pour le notions. Ou sont les références aux annexes ???

Introduction
Dans le cadre du cours sur le système nerveux, et plus précisément celui sur les 5 sens, il nous a été proposé d'étudier celui du goût. Le goût nous permet d'identifier les différentes saveurs des aliments grâce à des chéomorécepteurs disséminés sur la langue. Des neurotransmetteurs transforment ensuite le message chimique en message électrique acheminé jusqu'au SNC, ce qui permet au cerveau d'associer la sensation à un goût spécifique. Nous allons donc dans cette étude tenter de répondre aux questions pouvant se poser sur ce sens, en partant des questions les plus simples comme savoir d'où provient le stimulus gustatif jusqu'au plus complexes, à savoir comment les neurones sensoriel convertissent le signal chimique en signal nerveux. Nous allons également tenter de décrire les pathologies du goût puis nous élargirons notre analyse générale sur les animaux.

Quelle est la nature du stimulus?

Le stimulus gustatif provient de molécules chimiques qui sont amenées depuis l'extérieur à l'intérieur de la bouche. Nous distinguons alors 5 goûts : le sucré, le salé, l'acide, l'amer et l'umami (provient du japonais et signifie « savoureux ».). Certaines molécules peuvent ainsi être associées à ces goûts, par exemple l'ion sodium Na+ à la salinité, le ion H+ à l'acidité ou encore les glucides au sucré. Ces molécules viennent se poser sur les cellules gustatives munies de chémorécepteurs. Comme on le verra plus tard, le goût amer a un fonctionnement bien particulier. Il entraîne à la fois la fermeture des canaux potassiques et l'ouverture de canaux sodiques.

Quel est l'organe responsable du goût?

Les organes concernés quand on parle du goût sont naturellement la langue mais également d'autres parties de la bouche telles que le palais, l'épiglotte et le pharynx, par lesquels passe l'odeur de ce que nous mangeons à travers la cavité nasale jusqu'aux récepteurs olfactifs. La langue est recouverte de cellules gustatives regroupées en calicules gustatifs disséminés dans plusieurs zones de la langue et de la bouche. On ne peut vraiment parler de cartographie de la bouche, étant donné qu'un grande partie de la langue est sensible à tous les goûts, mais il est vrai que certaines zones de celle-ci sont plus sensibles à certains goûts que d'autres.

Quelles sont les structures sensorielles du goût?

Le goût est détecté par plusieurs parties différentes de la bouche comme mentionné précédemment. En outre, La langue est formée d'un grand nombre de replis dans lesquels se trouvent des papilles de trois formes différentes: crêtes, champignons et boutons. Chacune de ces papilles a une à plusieurs centaines de bourgeons gustatifs qui eux-même, comportent 50 à 150 cellules réceptrices du goût.

Quelle est la fonction de chacune de ces structures sensorielles?

• Langue: support aux papilles

• Bourgeon gustatif: Composé d'un pore gustatif qui relie les cellules réceptrices du goût à la surface de la langue.

• Cellules réceptrices du goût: Les cellules réceptrices du goût se trouvent à l'intérieur du bourgeon gustatif. Elles ont une durée de vie d'environ deux semaines et sont dépendantes du nerf sensoriel lié au bourgeon gustatif. En effet, si ce nerf arrête de fonctionner, le bourgeon dépérit et les cellules réceptrices avec.

Lorsqu'une substance chimique (salé, sucré, amer, acide, umami) entre en contacte avec ces cellules, une réaction chimique va se produire (voir plus en détail dans « Comment la cellule gustative convertit le stimulus gustatif ?» ) , cela va modifier le potentiel (changement de voltage, aussi appelé potentiel de récepteur) de leur membrane et aboutir à la dépolarisation ou l'hypérpolarisation de leur membrane. Suite à cela des canaux calciques sont ouverts. L'afflux de ion Ca2+ dans le cytoplasme va entrainer la libération de neurotransmetteurs par la cellule. Ceux-ci vont ensuite permettre aux neurones d'envoyer un signal électrique au cerveau. C'est pourquoi les cellules réceptrices du goût ne sont pas des neurones mais des cellules sensorielles. En outre, les cellules gustatives ne sont pas spécialisées pour reconnaître un seul goût. En effet, elles peuvent répondre à deux ou plus. Toutefois, les axones gustatifs (zones stimulées par les neurotransmetteurs) sont plus sensibles à certains goûts.

Quel est le rôle de l'odorat dans notre perception des goûts?

L'odorat joue un grand rôle dans notre perception des goûts. En effet, après la mastication des aliments, des molécules remontent dans la cavité nasale où elles sont perçues. Ce processus se nomme la rétroholfaction. Nous pouvons très facilement nous rendre compte du lien qu'il y a entre l'odorat et le goût, car lorsque nous avons un rhume, et par conséquent le nez bouché, nous percevons beaucoup moins le goût des aliments que nous mangeons.

Quels sont les différents types neurones sensoriels du corps?

Il existe trois types de neurones sensoriels : Ceux qui reçoivent des signaux chimiques, ceux qui reçoivent des signaux physiques (ondes,lumière) et ceux qui reçoivent des signaux mécaniques (pression, mouvement). Mis à part la manière de capter les informations, la diffusion de ces dernières est relativement la même pour les différents types de neurones. Tous véhiculent les informations grâce à des signaux électriques. Cependant, il est clair que la stimulation diffère d'un type de neurone à l'autre.

Tous reçoivent un stimulus. Il peut être soit chimique (molécules provoquant une réaction) soit physique (lumière ou son) ou mécanique (pression sur la peau). Après excitation du neurone, le stimulus est transformé en signal électrique. Ce signal électrique est véhiculé à travers le système nerveux et atteint le cerveau où il est analysé par la partie du cerveau correspondant à la zone stimulée. Une fois analysé, le signal provoque une réaction du corps (le goût pour la langue, la contraction de la pupille ou le mouvement des muscles). Petite précision : le système sensoriel utilise généralement des neurones pour diffuser l'information. La seule exception est le goût! On a affaire à des cellules sensorielles et non des neurones.

Quelles sont les cellules sensorielles qui sont excitées par les molécules gustatives ?

En ce qui concerne le goût, on a pas affaire directement à des neurones mais a des cellules sensorielles. Quelle est la différence? Un neurone est capable de produire un signal électrique tandis qu'une cellule sensorielle ne le peut pas. Les cellules gustatives sont donc incapables de transmettre un signal électrique d'elles-mêmes; c'est pourquoi elles sont associées à un neurone. C'est lui qui se chargera par la suite de la diffusion du signal électrique après avoir été stimulé par la cellule sensorielle.

Comment les cellules gustatives sont-elles réparties sur la langue?

On a longtemps cru que la langue était "cartographiée" et que chaque zone de la langue était sensible à un goût précis (salé, sucré, amer, acide, umami). Or, des études ont récemment montré que cette idée est fausse. Les goûts ne sont pas répartis à des endroits précis de la langue et chaque cellule gustative est spécialisée dans la reconnaissance d'un seul goût. Suivant la substance et donc suivant le goût qui arrivera sur la langue, chaque cellule gustative réagira différemment. Il est cependant vrai que certaines zones de la langue sont plus sensibles à certaines substances que d'autres. Pour comprendre comment la reconnaissance des différentes substances se fait il faut regarder ce qu'il se passe au niveau moléculaire.

Comment se fait la reconnaissance des substances par les cellules gustatives?

La reconnaissance des différentes substances se fait grâce à des récepteurs protéiques se trouvant sur les canaux ioniques. Chaque substance provoque l'ouverture de ces canaux ioniques spécifiques. l'ouverture va alors provoquer une dépolarisation, première étape de la transduction. la manière de dépolariser la membrane cellulaire varie en fonction des substances reconnues par les cellules gustatives.

Comment la cellule gustative convertit le stimulus gustatif en influx nerveux?

La transduction est la conversion du stimulus en potentiel membranaire. En ce qui concerne le goût, les différentes molécules agissent directement ou indirectement sur les canaux ioniques (cf"Comment se fait la reconnaissance des substances par les cellules gustatives? "). Pour résumer, le processus se passe à peu près de la même manière pour les 4 goûts.

1) la molécule est captée par la cellule gustative spécifique du goût.

2) La cellule ouvre ou ferme les canaux et dépolarise la membrane cellulaire. La dépolarisation de la cellule gustative se fait différemment suivant la molécule concernée.

Pour le salé : les canaux sodiques s'ouvrent et laissent entrer les ions Na+. L'entrée des ions Na+ entraine la dépolarisation de la membrane. En même temps, la concentration de Ca 2+ augmente dans la cellule et provoque la fusion de vésicules contenant les neurotransmetteurs. Les neurotransmetteurs induise un signal électrique.

Pour l'acide : les canaux sodiques sensible à l'amiloride (ions H+) s'ouvrent et font augmenter la concentration de H+. Cette augmentation entraine à nouveau la dépolarisation de la membrane qui entraine l'augmentation de la concentration de Ca 2+. Ceci provoque la fusion des vésicules et l'induction du signal électrique.

Pour le sucré : les molécules de saccharose se fixent sur un récepteur du sucré. Ce dernier est associé à une protéine G qui va déclencher la formation d'AMPc et activer par la suite la protéine kinase A. Cette protéine va fermer les canaux potassiques et ainsi provoquer la dépolarisation de la membrane.

Pour l'amère : il existe un très grand nombre de substances amère, dont la plupart sont des poisons. C'est peut-être à cause de cela qu'il y a plusieurs mécanismes de transduction de l'amère. Le premier consiste à la fermeture des canaux potassiques par les molécules de l'amertume. Cette fermeture entraine ensuite la dépolarisation de la membrane. Le deuxième processus de transduction ressemble un peu au mécanisme utilisé utilisé pour le sucré. En fait, la seule ressemblance est l'utilisation d'une protéine G. Cependant cette protéine n'active pas la même chose que dans le cas du sucré. Elle déclenche la production d'IP3 qui fait augmenter la concentration de Ca 2+ et fait fusionner les vésicules sans avoir à dépolariser la membrane.

A part les différences expliquées ci-dessus, tous les mécanismes de transduction font entrer du calcium à l'intérieur de la cellule pour augmenter sa concentration intracellulaire et provoquent la fusion des vésicules avec la membrane cellulaire. Cette fusion libère alors des neurotransmetteurs qui provoque influx nerveux. (cf annexe B pour schéma)

Quelle est la valeur adaptative du goût?

Il s'agira ici de discuter essentiellement de la valeur adaptative du goût : à quoi cela nous sert-il de sentir le goût ce que nous mangeons ? En ce qui concerne le goût du sucré, il pourrait s'agir du fait que le sucre est essentiel pour le bon fonctionnement de notre corps, de par sa valeur énergétique, celui-ci étant nécessaire pour la respiration cellulaire. En effet c'est pour cette même raison que nous le sentons et que son goût nous est tellement agréable. Il s'agirait donc plutôt d'une valeur attractive du goût sucré. Pour ce qui est du salé et de l'amer, il s'agirait plutôt d'une valeur dissuasive. En effet, une nourriture trop salée serait nocive à notre corps. Le sel est, certes, extrêmement important pour notre corps, mais une surconsommation de sel altère le système cardiovasculaire, où il peut causer l'élévation de la pression artérielle pouvant mener à des arrêts cardiaques ou encore détériorer l'état des reins. C'est pourquoi les papilles gustatives correspondantes au salé enverraient un signal au cerveau lorsque le taux de salinité serait trop haut, et celui-ci créerait une impression de goût désagréable, nous dissuadant de manger d'avantage. Le goût amer pourrait être lui, dans une quantité relativement importante, associé au goût d'aliments pourris ou toxiques. Il serait donc absolument nécessaire que ce goût soit distingué parmi les autres afin qu'un signal soit envoyé au cerveau pour avertir que la nourriture consommée risquerait d'altérer notre système digestif, causant par exemple une intoxication alimentaire. Comme pour le goût trop salé, le cerveau enverrait un signal créant une impression de goût désagréable qui nous dissuaderait de consommer d'avantage de la nourriture concernée. On peut voir que le goût amer a un rôle dissuasif notamment dans l'utilisation du benzoate de dénatonium, sel benzoïque très amer mélangé au produits ménagers, aux vernis et autres substances toxiques afin d'en prévenir l'ingestion.

Pourquoi certains goûts nous plaisent et d'autres pas?

L'apprentissage des goûts se fait avant la naissance. En effet, c'est durant la grossesse, en particulier durant la dernière période, que s'effectue un transfert passif de substances odorantes entre la mère et le foetus (selon Benoist Schaal). Les arômes absorbés par la mère se diffusent dans le liquide amniotique, ce qui habitue l'enfant à plusieurs odeurs, celles-ci étant indissociables du goût, et étant même, dans ce cas, déterminantes pour les préférences alimentaires de l'enfant. Cette transmission se poursuit ensuite à travers le lait maternel, riche en odeurs provenant de l'alimentation de la mère. Les premières expériences alimentaire vont également être déterminantes pour la suite. Il est cependant important de noter que certains de nos goûts se construisent, ou peuvent être modifiés, au fur et à mesure de notre vie. En effet nous possédons une bonne mémoire sensorielle. Celle-ci associe les différents goûts que nous rencontrons aux circonstances dans lesquelles nous les rencontrons, ou aux conséquences que l'aliment a sur notre corps après l'avoir ingéré, influençant alors notre jugement sur les goûts. Si, par exemple, un aliment a causé une intoxication alimentaire, cette expérience restera associée à l'aliment en question et il nous sera extrêmement pénible de passer outre ce dégoût pour recommencer à le manger ou nous permettra, au contraire, de ne plus jamais l'ingérer. Cette mémoire sensorielle, se souvenant autant du goût, que de l'odeur ou encore de l'aspect extérieur de l'aliment, a une valeur adaptative : en effet, elle nous permet de déterminer la toxicité de certains aliments, afin de nous empêcher de les ingérer à nouveau et mettre ainsi en danger notre corps.

Et chez les animaux?

Le goût chez les animaux, tout comme pour l'être humain, est fortement lié à l'odorat. En effet, ces deux sens fonctionnent à peu près de la même manière. Des chimiorécepteurs détectent des substances chimiques qui vont ensuite envoyer un signal au cerveau. Cependant, le goût n'a pas exactement la même fonction chez les animaux. Bien que le goût leur serve à détecter les aliments pouvant être mangés ou pas, il est aussi nécessaire à certains animaux afin de trouver un partenaire sexuel. En outre, chez les insectes, leurs chimiorécepteurs ne se présentent pas sous la même forme. Ils perçoivent les substances chimiques au moyen de poils sensoriels (soies), situés sur les pattes et leurs pièces buccales. A l'aide de ces poils, les insectes peuvent choisir leurs aliments.

Sources

Bibliographie

Neil Campbell et alis, Biologie, 7ème édition, Pearson Education, Paris, 2005, pp. 1147-1149; Raven et alis, Biologie, De Boeck, Bruxelles, 2011, pp. 925-927; BEAR M. et alis, Neurosciences, à la découverte du cerveau, Pradel, U.S.A, 1996, pp. 190-198;

Webographie

http://selsante.free.fr/pages/faits.html http://fr.wikipedia.org/wiki/Sel_alimentaire http://www.mondeo.fr/index.php?option=com_content&task=view&id=158&Itemid=1&ed=19 http://fr.wikipedia.org/wiki/Benzoate_de_d%C3%A9natonium