Núcleo gustativo

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Núcleo gustativo
Información anatómica
Parte de Un componente del núcleo solitario
Información fisiológica
Función Ayudar en la identificación de alimentos.
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Ubicación de estructuras conectadas al núcleo gustativo.
Neuroanatomía básica del sistema gustativo.
Diferentes receptores del gusto en la lengua y sus conexiones con las neuronas aferentes.

El núcleo gustativo es la parte rostral del núcleo solitario ubicado en la médula. El núcleo gustativo está asociado con el sentido del gusto [1]​ y tiene dos secciones, las regiones rostral y lateral. [2]​ Existe una estrecha asociación entre el núcleo gustativo y la información visceral para esta función en el sistema gustativo, ayudando a la homeostasis - a través de la identificación de alimentos que podrían ser posiblemente venenosos o perjudiciales para el organismo. [3]​Hay muchos núcleos gustativos en el tronco encefálico. Cada uno de estos núcleos corresponde a tres nervios craneales, el nervio facial (VII), el nervio glosofaríngeo (IX) y el nervio vago (X) [3]​ y el GABA es el principal neurotransmisor inhibidor implicado en su funcionalidad.[4]​ Todas las aferencias viscerales de los nervios vago y glosofaríngeo llegan primero al núcleo del tracto solitario y la información del sistema gustativo puede luego transmitirse al tálamo y la corteza. [5]​

Los axones centrales de las neuronas sensoriales primarias del sistema gustativo en los ganglios de los nervios craneales conectan con regiones laterales y rostrales del núcleo del tracto solitario que se encuentra en la médula y también se conoce como núcleo gustativo.[3]​ El núcleo gustativo más pronunciado es la tapa rostral del núcleo solitario que se encuentra en la unión ponto-medular. Las fibras gustativas aferentes del facial y de los nervios facial y glosofaríngeo se envían al núcleo solitario. A continuación, el sistema gustativo envía información al tálamo que, en última instancia, envía información a la corteza cerebral.

Cada núcleo del sistema gustativo puede contener redes de neuronas interconectadas que pueden ayudar a regular los ritmos de disparo de unas y otras.[6]​ Los peces (concretamente el bagre de canal), se han utilizado para estudiar la estructura, el mecanismo de activación y su integración con el núcleo solitario. El núcleo gustativo secundario contiene tres estructuras subnucleares: un subnúcleo medial, central y dorsal (con el central y el dorsal situados en la zona rostral del núcleo gustativo secundario). [7]​

Además, el núcleo gustativo está conectado a través de la protuberancia con el sistema talamocortical formado por el hipotálamo y la amígdala.[6]​ Estas conexiones pueden estimular el apetito, la satisfacción y otras respuestas homeostáticas relacionadas con la alimentación.[3]​Distribuidas por el epitelio dorsal de la lengua, el paladar blando, la faringe y la parte superior del esófago hay papilas gustativas que contienen células gustativas, que son receptores periféricos que intervienen en el sistema gustativo y reaccionan a estímulos químicos.[3]​ Las diferentes secciones de la lengua están inervadas por los tres nervios craneales. El nervio facial (VII) inerva los dos tercios anteriores de la lengua, el nervio glosofaríngeo (IX) inerva el tercio posterior y el nervio vago (X) inerva la epiglotis. [8]​

En el estudio del núcleo suelen intervenir organismos modelo como peces, hámsters y ratones.[7]​ [9]​[10]​Los estudios con humanos implican resonancias magnéticas y tomografías por emisión de positrones.[2]​ [11]​Un estudio realizado en monos descubrió que cuando se consume un alimento determinado hasta el punto de que el mono está lleno y satisfecho, neuronas orbitofrontales específicas del mono dirigen su disparo hacia ese estímulo, lo que indica que estas neuronas se utilizan para motivar tanto a comer como a no comer. Además, el sistema gustativo se ha estudiado mucho en algunas especies de peces ciprinoideos y cobitoideos debido a sus nervios gustativos periféricos enormemente hipertrofiados. La principal diferencia entre la estructura neural gustativa de los peces y la rata es que el núcleo gustativo secundario de los peces se proyecta al lobulillo lateral del lóbulo interior del diencéfalo, mientras que en la rata, el núcleo gustativo secundario se proyecta a un área talámica específica del complejo ventrobasal y al cerebro anterior ventral y al diencéfalo rostroventral. [5]​

Mecanismo[editar]

Tres de los doce nervios craneales envían información al núcleo gustativo: el nervio facial (VII), el nervio glosofaríngeo (IX) y el nervio vago (X).

Las células gustativas hacen sinapsis con los axones sensoriales primarios de tres nervios craneales: el nervio facial, el nervio glosofaríngeo y el nervio vago. Estos nervios craneales inervan las papilas gustativas de la lengua, el paladar, la epiglotis y el esófago. Las neuronas sensoriales primarias de estos axones centrales se encuentran en los ganglios craneales de cada nervio craneal respectivo. Para producir el sentido del gusto, estas neuronas se proyectan al núcleo gustativo o a las regiones rostral y lateral del núcleo del tracto solitario y, en última instancia, se proyectan a la corteza cerebral.[3]​

La lengua contiene receptores gustativos, que envían información sensorial a través de un potencial de acción al núcleo solitario. A continuación, dicha señal se dirige hacia el núcleo gustativo, que se encuentra dentro del tálamo. [12]​La topografía de la lengua no determina la disposición y el procesamiento de la entrada dentro de este núcleo. En su lugar, la información de procesamiento de los núcleos gustativos individuales está influenciada por poblaciones separadas de papilas gustativas. Algunos ejemplos de nervios craneales gustativos que inervan las papilas gustativas y están conectados a este núcleo son la cuerda timpánica y la rama lingual de los nervios glosofaríngeos.[13]​

Las sustancias gustativas son las moléculas químicas que proporcionan el estímulo para la percepción del gusto. La concentración de este estímulo gustativo es lo que dicta la intensidad de la sensación gustativa que se percibe. [14]​Además, la concentración umbral para un grado requerido de sensación varía en función del degustante específico. Sin embargo, en general, las concentraciones umbral de los degustantes son muy elevadas en comparación con otros estímulos sensoriales, como los odorantes. [15]​

Núcleo gustativo y obesidad[editar]

Numerosos estudios han investigado la conexión entre el núcleo gustativo y la obesidad; un aumento de la grasa visceral se correlaciona negativamente con la función gustativa. Tanto en humanos como en ratas, la sensibilidad gustativa cambia con el peso corporal, especialmente las cualidades gustativas dulces y grasas que señalan una alta disponibilidad de energía. El nucleus tractus solitarii (NTS), que incluye el núcleo gustativo, tiene neuronas que expresan muchos receptores diferentes que informan a los organismos de su estado interno y participan en la regulación homeostática de la ingestión. Esto demuestra el papel del gusto como regulador sensorial del consumo de alimentos que produce respuestas diferentes en función de la composición química de un alimento. Sin embargo, en ratas y seres humanos con obesidad, se produce una reducción de la expresión de las células receptoras del gusto, así como una menor activación de las mismas.[16]​

En un estudio, se investigó el efecto de la obesidad en las respuestas a los estímulos gustativos en el NTS registrando las respuestas gustativas de células individuales en esta región sensorial de ratas con obesidad inducida por una dieta alta en energía y ratas delgadas alimentadas con una dieta normal. Los resultados del estudio mostraron que las ratas con obesidad inducida por la dieta producen una respuesta gustativa más prevalente en el núcleo gustativo del NTS, así como una asociación debilitada entre las respuestas gustativas y el comportamiento ingestivo en comparación con las ratas delgadas. Además, también se descubrió que las respuestas a los estímulos gustativos en las ratas con obesidad eran más pequeñas, más cortas y se producían en latencias más largas en comparación con las de las ratas delgadas. Estos registros electrofisiológicos crean una conexión entre el núcleo gustativo y la obesidad, ya que la exposición a una dieta rica en energía puede alterar la forma en que el sistema nervioso codifica el gusto. Tanto en humanos como en ratas con obesidad, las respuestas gustativas son más cortas y débiles y pueden tener un gran impacto en cómo el tronco encefálico representa los estímulos gustativos. En última instancia, esto afecta a la elección de alimentos y al peso corporal, lo que se traduce en un posible aumento del consumo de alimentos de alto valor energético, como los azúcares y las grasas. [16]​

Referencias[editar]

  1. ↑ «Anatomy 530a at UWO (Functional Neuroanatomy)». 
  2. ↑ a b Purves, Dale; Augustine, George; Fitzpatrick, David; Hall, William; LaMantia, Anthony-Samuel; White, Leonard (2012). Neuroscience Fifth Edition. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc. pp. 341. ISBN 978-0-87893-695-3. 
  3. ↑ a b c d e f Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; Katz, Lawrence C.; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James O.; Williams, S. Mark (2001). «The Organization of the Taste System». Neuroscience. 2nd Edition (en inglés). 
  4. ↑ Grabauskas G, Bradley RM (November 1998). «Ionic mechanism of GABAA biphasic synaptic potentials in gustatory nucleus of the solitary tract». Ann. N. Y. Acad. Sci. 855 (1): 486-487. Bibcode:1998NYASA.855..486G. PMID 9929643. doi:10.1111/j.1749-6632.1998.tb10610.x. 
  5. ↑ a b Norgren, Ralph; Leonard, Christiana M. (15 de julio de 1973). «Ascending central gustatory pathways». The Journal of Comparative Neurology 150 (2): 217-237. ISSN 0021-9967. PMID 4723066. doi:10.1002/cne.901500208. 
  6. ↑ a b Katz, Donald B; Nicolelis, Miguel A L; Simon, Sidney A (1 de agosto de 2002). «Gustatory processing is dynamic and distributed». Current Opinion in Neurobiology 12 (4): 448-454. ISSN 0959-4388. PMID 12139994. S2CID 17044328. doi:10.1016/S0959-4388(02)00341-0. 
  7. ↑ a b Lamb, Charles F.; Finger, Thomas E. (1996). «Axonal projection patterns of neurons in the secondary gustatory nucleus of channel catfish». Journal of Comparative Neurology (en inglés) 365 (4): 585-593. ISSN 1096-9861. PMID 8742304. doi:10.1002/(sici)1096-9861(19960219)365:4<585::aid-cne6>3.0.co;2-0. 
  8. ↑ Cherches, Igor M. (2016), «Clinical Neuroanatomy», Neurology Secrets, Elsevier, pp. 11-41, ISBN 9780323359481, doi:10.1016/b978-0-323-35948-1.00002-4 .
  9. ↑ Whitehead, Mark C. (1986). «Anatomy of the gustatory system in the hamster: Synaptology of facial afferent terminals in the solitary nucleus». Journal of Comparative Neurology (en inglés) 244 (1): 72-85. ISSN 1096-9861. PMID 3950091. S2CID 24265928. doi:10.1002/cne.902440106. 
  10. ↑ Shipley, Michael T.; Geinisman, Yuri (1 de marzo de 1984). «Anatomical evidence for convergence of olfactory, gustatory, and visceral afferent pathways in mouse cerebral cortex». Brain Research Bulletin 12 (3): 221-226. ISSN 0361-9230. PMID 6722597. S2CID 4776024. doi:10.1016/0361-9230(84)90049-2. 
  11. ↑ Zald, D. H.; Lee, J. T.; Fluegel, K. W.; Pardo, J. V. (1 de junio de 1998). «Aversive gustatory stimulation activates limbic circuits in humans.». Brain (en inglés) 121 (6): 1143-1154. ISSN 0006-8950. PMID 9648549. doi:10.1093/brain/121.6.1143. 
  12. ↑ Watson, Charles; Kirkcaldie, Matthew; Paxinos, George (1 de enero de 2010), «Chapter 6 - Gathering information–the sensory systems», en Watson, Charles; Kirkcaldie, Matthew; Paxinos, George, eds., The Brain (Academic Press): 75-96, ISBN 9780123738899, doi:10.1016/B978-0-12-373889-9.50006-1, consultado el 24 de septiembre de 2019 .
  13. ↑ Davis, Barry J.; Jang, Taichang (1988). «A Golgi analysis of the gustatory zone of the nucleus of the solitary tract in the adult hamster». Journal of Comparative Neurology (en inglés) 278 (3): 388-396. ISSN 1096-9861. PMID 2464006. doi:10.1002/cne.902780308. 
  14. ↑ Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; Katz, Lawrence C.; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James O.; Williams, S. Mark (2001). «Taste Receptors and the Transduction of Taste Signals». Neuroscience. 2nd Edition (en inglés). 
  15. ↑ Satoh-Kuriwada, Shizuko; Shoji, Noriaki; Miyake, Hiroyuki; Watanabe, Chiyo; Sasano, Takashi (2018). «Effects and Mechanisms of Tastants on the Gustatory-Salivary Reflex in Human Minor Salivary Glands». BioMed Research International 2018: 3847075. ISSN 2314-6141. PMC 5832054. PMID 29651428. doi:10.1155/2018/3847075. 
  16. ↑ a b Weiss, Michael S.; Hajnal, Andras; Czaja, Krzysztof; Di Lorenzo, Patricia M. (2019). «Taste Responses in the Nucleus of the Solitary Tract of Awake Obese Rats Are Blunted Compared With Those in Lean Rats». Frontiers in Integrative Neuroscience 13: 35. ISSN 1662-5145. PMC 6683675. PMID 31417373. doi:10.3389/fnint.2019.00035. 

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