mardi , 24 octobre 2017

Comment la langue communique-t-elle les saveurs au cerveau ?

Une recherche suggère des hypothèses très intéressantes sur la manière dont notre langue communique les saveurs à notre cerveau.


Comment la langue communique-t-elle les saveurs au cerveau ?
Une nouvelle recherche du Centre médical de l’Université de Columbia (CUMC) a révélé comment les molécules spéciales aident la langue à communiquer avec le cerveau pour identifier la bonne saveur. À l’aide de cette connaissance, les scientifiques ont réussi à recâbler le système de saveur de la souris pour que les saveurs sucrées ressemblent à des goûts amers et vice versa. La découverte fournit de nouvelles hypothèses sur la façon dont la langue préserve l’organisation de son sens du goût malgré le renouvellement rapide des cellules dans ses papilles gustatives. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.

Tous les goûts que nous expérimentons sont une combinaison de certaines ou des 5 types de saveurs basiques et la marge d’erreur est faible selon Charles S. Zuker, professeur de biochimie et de biophysique moléculaire au Howard Hughes Medical Institute. La survie d’un organisme peut dépendre de sa capacité à distinguer les goûts attrayants comme le sucré par rapport aux gouts indésirables comme l’aigre et l’amer.

Les humains perçoivent le goût à travers des milliers de minuscules organes sensoriels appelés papilles gustatives qui sont principalement situés sur la surface supérieure de la langue. Chaque papille gustative contient de 50 à 100 cellules de goût. Ces cellules contiennent des molécules, connues sous le nom de récepteurs, qui peuvent détecter chaque type de goût : sucré, amer, aigre, salé ou umami (savoureux). Ces cellules de goût transmettent ensuite cette information de la langue au cerveau.

Dans les cellules des papilles gustatives de la souris, la protéine Sémaphorine 3A (en vert) permet au récepteur du gout amer d'attirer la bonne connexion neuronale. La protéine Sémaphorine 7A (en rouge) concerne les cellules du gout sucré - Crédit : Lee et al./Nature 2017

Dans les cellules des papilles gustatives de la souris, la protéine Sémaphorine 3A (en vert) permet au récepteur du gout amer d’attirer la bonne connexion neuronale. La protéine Sémaphorine 7A (en rouge) concerne les cellules du gout sucré – Crédit : Lee et al./Nature 2017

La plupart des zones des circuits cérébraux, qui régissent le goût, sont câblées à la naissance sauf dans la langue. La langue est l’endroit où les cellules de nos papilles gustatives, des cellules réceptrices du goût, se connectent aux neurones gustatifs selon Hojoon Lee, chercheur adjoint au département de biochimie et de biophysique moléculaire chez CUMC. C’est un processus très dynamique. Les cellules de goût sont remplacées toutes les 3 semaines et un type de récepteur peut être remplacé par un type différent. Chaque fois qu’une nouvelle cellule réceptrice du goût est crée, elle doit établir la bonne connexion avec le cerveau.

Les chercheurs se demandaient comment les cellules gustatives maintenaient les bonnes connexions avec un renouvellement aussi rapide. Ils ont émis l’hypothèse que lorsque les cellules réceptrices du goût sont produites, ces dernières expriment probablement des signaux moléculaires dédiés qui attirent la partie adéquate des neurones gustatifs.

Pour identifier ces signaux, l’équipe a comparé l’expression génique des cellules réceptrices du goût en se concentrant sur les deux types de saveurs les plus distinctives qui sont l’amer et le sucré. Les chercheurs ont constaté que les 2 types de cellules de goût différaient de façon frappante dans leur expression des sémaphorines. Les sémaphorines sont une famille de protéines qui contribuent à la création de circuits neuronaux. Alors que les récepteurs amers exprimaient de grandes quantités de la variante de la Semaphorine 3A, les récepteurs sucrés exprimaient de grandes quantités de Semaphorine 7A.

Pour déterminer si ces molécules guident la connectivité récepteur-neurone du goût, l’équipe a génétiquement modifié 2 types de souris. La première dans laquelle les récepteurs amers ont exprimé la Semaphorine 7A qui est le récepteur du sucré et une seconde souris dans laquelle les récepteurs sucrés ont été modifiés pour exprimer la Semaphorine 3A qui concerne donc les récepteurs amers. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que les récepteurs amers dans le premier modèle allaient désormais activer les neurones du sucré tandis que les récepteurs sucrés dans le second modèle se connecteraient aux neurones amers.

Les papilles gustatives de la souris (encadré à gauche) abrite une collection de cellules réceptrices de gout. Chaque cellule est configuré pour une saveur précise. Quand des protéines essentielles sont échangées, les saveurs sont bouleversés quand elles se déplacent dans les neurones du Ganglion géniculé et ensuite au cerveau - Crédit : Lee et al./Nature 2017

Les papilles gustatives de la souris (encadré à gauche) abrite une collection de cellules réceptrices de gout. Chaque cellule est configuré pour une saveur précise. Quand des protéines essentielles sont échangées, les saveurs sont bouleversés quand elles se déplacent dans les neurones du Ganglion géniculé et ensuite au cerveau – Crédit : Lee et al./Nature 2017

Et c’est exactement ce que nous avons observé selon le Dr Lee. Cela signifie que ce sont les cellules réceptrices du goût qui déterminent leur propre connectivité en fournissant des signaux instructifs aux neurones. Les chercheurs ont mené une expérience supplémentaire pour confirmer que les récepteurs avaient été recâblés dans le cerveau en échangeant les sémaphorines. Les souris, dont les récepteurs amers ont été conçus pour exprimer la sémaphorine sucrée, ont été présentées à la fois avec de l’eau ordinaire et de l’eau amère. Contrairement aux souris normales, les souris modifiées ont consommé l’eau amère sans aucun problème selon le docteur Lee.

Les chercheurs étudient actuellement les molécules de signalisation et la connectivité des récepteurs des saveurs aigres, salées et umami. Le système de goût nous donne une occasion unique d’explorer comment les connexions entre les cellules gustatives et les neurones sont crée et conservés face au renouvellement aléatoire de nos cellules sensorielles selon le Dr. Zuker.

Source : Nature (http://dx.doi.org/10.1038/nature23299)

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A propos de Jacqueline Charpentier

mm
Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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