Węch, smak, dotyk
Czy bez zmysłu smaku, węchu i dotyku jedzenie sprawiałoby nam przyjemność? Pewnie stałoby się ono uciążliwą czynnością, przerywaną po zaspokojeniu pierwszego głodu. A ponieważ byłoby nam obojętne, co jemy, pochłanialibyśmy nawet zepsute produkty.
Jakie rodzaje narządów zmysłu występują w organizmie człowieka?
Jak wygląda przepływ impulsu nerwowego od receptora do efektora?
Na czym polega rola układu nerwowego?
Co to są receptory?
Wykażesz rolę jamy nosowej jako narządu zmysłu.
Wyjaśnisz zagrożenia wynikające ze zjawiska adaptacji węchu.
Wykażesz za pomocą doświadczenia rolę zmysłu węchu i smaku w ocenie spożywanych produktów.
Opiszesz mechanizm powstawania wrażeń węchowych, smakowych i dotykowych.
1. Narządy zmysłów
Organizm utrzymuje kontakt z otoczeniem dzięki narządom zmysłównarządom zmysłów: wzroku, słuchu i równowagi, węchu, smaku, dotyku, czucia temperatury. Każdy z nich jest przystosowany do odbierania innego rodzaju informacji, tzw. bodźców. Należą do nich na przykład bodźce mechaniczne (dotknięcie czegoś lub kogoś, ucisk, uderzenie), świetlne (natężenie i barwa światła), akustyczne (natężenie i wysokość dźwięku), chemiczne, termiczne. Narządy zmysłów pod wpływem bodźców odbieranych przez komórki zmysłowe (receptory) wytwarzają impulsy elektryczne.
Narządy zmysłów zbudowane są z odpowiedniego receptora, znajdującego się na obwodzie ciała i wrażliwego na określony rodzaj bodźca, oraz nerwów czuciowych, którymi informacja z receptora biegnie do mózgowia (często poprzez rdzeń kręgowy). Interpretacja informacji zachodzi w korze mózgowej. W związku z tym osoba, która doznała uszkodzenia kory wzrokowej mózgu (np. po urazie tylnej części głowy), może przestać widzieć, choć oczy i nerwy wzrokowe funkcjonują poprawnie.
Podczas oceny bodźców mózg analizuje liczbę i intensywność docierających do niego impulsów. Jeżeli dany bodziec działa przez dłuższy czas (różny dla różnych narządów), receptory adaptują się, czyli przyzwyczajają do niego. Na przykład po wejściu do kuchni podczas pieczenia ciasta odczuwamy wyraźnie przyjemny zapach. Po pewnym czasie przyzwyczajamy się do woni pieczonego ciasta i już nie zwracamy na nią uwagi.
W organizmie znajdują się receptory informujące o stanie wewnętrznego środowiska organizmu, np. o ilości glukozy czy dwutlenku węgla we krwi, ciśnieniu krwi, wypełnieniu żołądka treścią pokarmową. Na ogół nie jesteśmy świadomi informacji pochodzących z wewnętrznych receptorów.
2. Narząd węchu
W powietrzu unosi się mnóstwo cząsteczek związków chemicznych, które dostają się do jamy nosowej. W jej górnej części znajduje się nabłonek węchowynabłonek węchowy, którego komórki receptorowe (zmysłowe) reagują pobudzeniem na obecność poszczególnych związków chemicznych. Zbiory cząsteczek różnego rodzaju i o różnym składzie powodują różne wrażenia zapachowe.
Drobiny substancji rozpuszczają się w wodzie zawartej w śluzie wydzielanym przez komórki błony śluzowej. Aby pobudzić receptory węchu, cząsteczki chemiczne muszą pasować do nich kształtem. Przyłączenie cząsteczki do receptora wywołuje impuls nerwowy. Pobudzenie nerwowe jest przekazywane za pośrednictwem nerwów czuciowych (węchowych) do ośrodków w korze mózgowej, gdzie powstaje wrażenie węchowe.
Zmysł węchu szybko przyzwyczaja (adaptuje) się do zapachów. Dzieje się tak dlatego, że wpadające licznie do jamy nosowej cząsteczki substancji chemicznych czasowo blokują receptory komórek zmysłowych. Przestają one wtedy wysyłać impulsy nerwowe do ośrodkowego układu nerwowego i wrażenia węchowe nie powstają. Aby przywrócić komórkom węchowym zdolność do reagowania na bodźce, należy zmienić otoczenie zapachowe, np. wyjść na świeże powietrze.
Zdolność przyzwyczajania się narządu zmysłu do unoszących się w powietrzu zapachów czasami może stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia, np. w sytuacji gdy w pomieszczeniu ulatnia się gaz. Dlatego, gdy wyczuwamy niepokojący zapach, nie powinniśmy go ignorować.
Intensywność odbierania wrażeń zapachowych zależy od wielu czynników, m.in. od stanu zdrowia i nastroju. Szczególnie wrażliwe na zapachy są kobiety w ciąży. Zaczynają silnie odczuwać te, na które do tej pory nie zwracały uwagi, lub takie, które dla innych osób są słabo wyczuwalne. Z kolei osoby palące papierosy znacznie słabiej odbierają zapachy niż niepalące.
W nabłonku węchowym, który u człowieka zajmuje 3 cmIndeks górny 22 powierzchni jamy nosowej, występuje ponad 5 mln komórek węchowych. U psa nabłonek węchowy ma nawet 120 cmIndeks górny 22 powierzchni i liczy do 200 mln receptorów.
3. Zmysł smaku
Bodźce chemiczne w postaci cząsteczek związków chemicznych obecnych w spożywanych pokarmach odbierane są nie tylko przez komórki węchowe, ale także przez komórki smakowe. Są one rozmieszczone głównie na górnej powierzchni języka oraz dodatkowo na podniebieniu i w gardle.
Na języku gołym okiem widać drobne uwypuklenia zwane brodawkami smakowymi. Każda z nich zawiera ok. 200 kubków smakowychkubków smakowych. Pojedynczy kubek smakowy to skupisko zmysłowych komórek smakowych, reagujących jedynie na cząsteczki związków chemicznych rozpuszczonych w ślinie jamy ustnej. W każdym kubku smakowym znajdują się komórki odbierające wszystkie typy smaków: słodki, słony, kwaśny, gorzki oraz umami (mięsny), dlatego każdy smak odbierany jest całą powierzchnią języka.
Odczuwanie smaku słodkiego większości z nas kojarzy się z przyjemnością. Wykształcenie wrażliwości na ten smak pomogło ludziom wybierać dojrzałe, pożywne owoce. Atrakcyjny dla wielu smak umami związany jest z wysokokalorycznym pokarmem białkowym. Z kolei smak gorzki, przykry dla sporej części z nas, jest charakterystyczny dla wielu substancji trujących i ostrzega przed zagrożeniem.
Cząsteczki substancji, które znajdują się w jamie ustnej, ulegają rozpuszczeniu w wodzie zawartej w ślinie. Tylko wtedy mogą wywołać podrażnienie komórek smakowych i powstanie impulsów nerwowych. Impulsy te wędrują nerwami czuciowymi do ośrodków w korze mózgowej. Poszczególne impulsy docierające z pojedynczych komórek zmysłowych nakładają się na siebie w ośrodkach kory mózgowej i powodują powstanie wrażenia smakowego.
Narządy smaku oraz powonienia odbierają bodźce chemiczne i odgrywają istotną rolę w ocenie jakości i świeżości pokarmu. Pełnią niezwykle ważną dla organizmu funkcję ochronną, gdyż informują o niebezpiecznych substancjach obecnych w środowisku. Jednocześnie zapach pokarmu wzmacnia intensywność odczuwania jego smaku, dlatego posiłek o przyjemnym zapachu wydaje się smaczniejszy.
Smak umami został wyróżniony dopiero w 2001 r. Receptory umami komórek smakowych, wrażliwych na pokarm mięsny, reagują m.in. także na glutaminian sodu, związek chemiczny dodawany do potraw w celu poprawy smaku.
Jakie narządy zmysłu biorą udział w powstawaniu wrażeń smakowych?
2 osoby,
jednakowej wielkości drobne cząstki jabłka, ogórka, cebuli, marchewki,
wykałaczki,
chustka/szalik do zasłonięcia oczu,
klamerka do wieszania prania.
Próba kontrolna:
Osoba z załoniętymi oczami.
Próba badawcza:
Ta sama osoba z zasłoniętymi oczami oraz zatkanym za pomocą klamerki nosem.
Nadziej kawałki owoców i warzyw na wykałaczki.
Chustką zasłoń oczy badanej osobie i podawaj jej do zjedzenia kolejno kawałki marchewki, cebuli, jabłka, ogórka.
Poproś, aby po zjedzeniu każdego z kawałków rozpoznała, co to za pokarm.
Powtórz doświadczenie. Tej samej osobie zatkaj nos za pomocą klamerki do prania.
Podawaj jej do zjedzenia kawałki przygotowanych produktów, ale w innej kolejności niż przy pierwszym doświadczeniu.
Porównaj, czy osoba badana rozpoznaje pokarmy tak samo trafnie jak poprzednio.
Analiza właściwości chleba razowego.
Jakie właściwości ma chleb razowy?
twoja osoba,
3 kromki chleba razowego pochodzącego od różnych producentów,
kubeczki z wodą do przepłukiwania ust,
3 kredki różnych kolorów,
karta pracy.
Połóż na karcie pracy kawałki chleba i obok każdego narysuj linię wybraną kredką. Tą kredką narysujesz po badaniu profil właściwości dla danej próbki.
Punkt w układzie współrzędnych (zamieszczony w karcie pracy), w którym zbiegają się linie, oznacza, że dana cecha w tej próbce chleba nie występuje, np. chleb nie wykazuje ani odrobiny goryczy. Drugi koniec linii układu współrzędnych oznacza, że dana cecha występuje w próbce w maksymalnym nasileniu.
Weź do ust pierwszą próbkę chleba, a do ręki odpowiadającą jej kredkę. Smakuj chleb i oceniaj po kolei jego cechy wymienione w karcie pracy.
Oceń każdą z cech chleba i postaw kropkę odpowiadającą jej nasileniu na właściwej linii. Połącz kropki sąsiadujących ze sobą linii, tworząc profil danej próbki.
Przepłucz usta wodą, odczekaj chwilę i zbadaj w podobny sposób kolejne próbki chleba. Narysuj w karcie pracy ich profile.
Jeśli chcesz porównać własne odczuwanie smaku z odczuciami innych osób, zaproś je do badania właściwości chleba. W tabeli spisz odczyty z ich profili i oblicz średnie wartości oceny każdej z cech. Narysuj profil wynikający z uśrednienia wyników.
4. Zmysł dotyku
Zmysł dotyku reprezentowany jest przez komórki receptorowe bardzo licznie występujące w skórze oraz na przykład we wnętrzu jamy ustnej, na języku i na powierzchni oka. Odbierają one ze środowiska zewnętrznego bodźce mechaniczne odczuwalne jako dotyk, ból i ucisk. Ich rozmieszczenie nie jest równomierne na całej powierzchni skóry. Najbardziej wrażliwe na działanie tego typu bodźców są wargi, opuszki palców, spodnia powierzchnia stóp i dłonie. Impulsy nerwowe powstałe w komórkach receptorowych skóry przekazywane są do ośrodków czucia w korze mózgowej.
W skórze, na języku oraz w błonach śluzowych jamy ustnej i nosa, oprócz ciałek dotykowychciałek dotykowych mieszczą się też receptory ciepła i zimna. Są one wrażliwe przede wszystkim na zmiany temperatury otoczenia. Odczucie zimna i ciepła jest względne. Jeśli jedną rękę włożymy do gorącej wody, a drugą do zimnej, a po chwili obie umieścimy w naczyniu z letnią wodą, odczucia z pierwszej ręki będą miały treść: zimna woda, a z drugiej: gorąca woda.
Stopień wrażliwości poszczególnych części ciała ma swoje odzwierciedlenie w wielkości obszarów ośrodków czucia w korze mózgowej.
Odszukiwanie drogi w labiryncie za pomocą wzroku i dotyku.
Czy korzystając wyłącznie ze zmysłu dotyku jesteśmy w stanie równie szybko odnaleźć wyjście z labiryntu, co korzystając ze zmysłu wzroku?
Próba kontrolna:
Osoba szukająca wyjścia z labiryntu za pomocą wzroku (czyli tak, jak zazwyczaj wykonuje się tego typu łamigłówki).
Próba badawcza:
Ta sama osoba szukająca wyjścia z labiryntu za pomocą dotyku.
2 osoby,
2 kartki papieru A4 z narysowanym tym samym labiryntem; jeden stanowi lustrzane odbicie drugiego; w jednym droga od startu do mety wyklejona jest wąskim wałeczkiem plasteliny,
stoper.
Uprzedź kolegę/koleżankę, że za chwilę pokażesz im labirynt, na którym mają wzrokiem poszukać drogi wyjścia.
Zaprezentuj labirynt badanej osobie i zmierz czas, jaki upłynie do momentu pokazania jej rysunku do zgłoszenia przez nią, że odszukała wyjście z labiryntu.
Zawiąż oczy badanej osobie, podaj jej drugi labirynt i poproś, by wodząc palcami po wyklejonym plasteliną labiryncie, odszukała z niego drogę wyjścia.
Zmierz czas i porównaj otrzymane wyniki.
Czy receptory dotyku są równomiernie rozmieszczone w skórze ciała człowieka?
druga osoba;
drucik o długości ok. 8‑10cm;
linijka;
kartka i długopis.
Próba kontrolna:
Skóra na wewnętrznej powierzchni dłoni.
Próby badawcze:
Skóra karku;
skóra opuszki palca.
Złóż drucik na pół;
Używając linijki, rozstaw końcówki drucika w odległości 30 mm od siebie.
Do skóry górnej powierzchni dłoni badanej osoby przyłóż jednocześnie obie końcówki drutu.
Zapytaj, czy badana osoba poczuła dotknięcie każdej z końcówek drutu, czy może odczuła to jako jedno dotknięcie.
Powtórz tę czynność, zmniejszając odległość między drutami, do momentu aż badana osoba dotknięcie obu końcówek jednocześnie odczuje jako jedno.
Zapisz na kartce wyniki.
Czynność powtórz, badając rozmieszczenie receptorów na skórze wewnętrznej powierzchni dłoni, skórze karku i opuszce palca.
Każdy z wyników zapisz na kartce.
Podsumowanie
Za odbiór bodźców chemicznych odpowiadają narządy węchu i smaku.
Zmysł węchu stanowią komórki zmysłowe w nabłonku węchowym jamy nosowej.
Głównym narządem smaku jest język, na powierzchni którego występują komórki smakowe.
Narządy zmysłów smaku i powonienia współpracują ze sobą w odczuwaniu smaku spożywanych potraw.
Tylko rozpuszczone w wodzie substancje chemiczne mogą wyzwolić impuls nerwowy w komórkach receptorowych jamy nosowej i języka.
W skórze rozsiane są receptory skórne, które reagują na ból, dotyk, ciepło, zimno, ucisk.
Rozmieszczenie receptorów w skórze jest nierównomierne i zależy od tego, w której części ciała się znajdują.
Praca domowa
Słownik
zakończenia nerwów czuciowych znajdujące się w skórze i błonie śluzowej jamy ustnej; odbierają bodźce mechaniczne i termiczne
skupienia komórek smakowych na języku; odbierają bodźce w postaci rozpuszczonych w jamie ustnej substancji chemicznych
nabłonek wyścielający górną część jamy nosowej; znajdują się w nim komórki odbierające bodźce chemiczne i zakończenia nerwu węchowego
narządy przystosowane do odbierania bodźców ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego; w ich skład wchodzą receptory i elementy ułatwiające ich działanie
Zadania
Jama nosowa oprócz funkcji oddechowej pełni również funkcję zmysłową, ponieważ Możliwe odpowiedzi: 1. Odbiera bodźce mechaniczne drażniące włoski obecne w dolnej części jamy nosowej., 2. Komórki węchowe reagują na substancje chemiczne znajdujące się w powietrzu., 3. W zależności od temperatury pobranego powietrza ogrzewa je lub ochładza., 4. Błona śluzowa wewnątrz nosa zawiera liczne receptory dotyku, bólu i temperatury.
