¿Cuál es la explicación bioquímica de la sensación de hormigueo y ardor en el cerebro debido a ciertos alimentos?

Tiene razón, los compuestos que provocan esta sensación de ardor/hormigueo se llaman isotiocianato de alilo.

Nosotros (los humanos) percibimos estos compuestos de dos maneras diferentes cuando los ingerimos, a saber, a través de los sistemas gustativo y olfativo. Los isotiocianatos de detección de receptores moleculares se denominan canal receptor transitorio A1 (TRPA1) [ref] .

Aquí una visión simplista de cómo se perciben los ingredientes:

sensación gustativa

Primero tenemos una sensación de ardor en la cavidad bucal debido a los receptores TRPA1 presentes en la superficie de las neuronas sensoriales del nervio trigémino . En esencia, los isotiocianatos disueltos en la saliva activarán esas neuronas a través de TRPA1 provocando impulsos eléctricos en el nervio trigémino que conducen a una sensación de ardor.

Sensación olfativa retronasal

Para varios ingredientes alimentarios también percibimos un aroma (sabor = gustación, aroma = olfato, gusto + aroma = sabor). El aroma de un ingrediente es percibido por las neuronas sensoriales olfativas en la cavidad nasal y porque parte del ingrediente ingerido se vaporizará dentro de la cavidad bucal y viajará a través de la cavidad nasal donde se percibe (percepción retronasal).

No es tan sorprendente que las células sensoriales del sistema del olfato vuelvan a percibir los isotiocianatos a través de TRPA1 y, por lo tanto, una sensación de ardor en las fosas nasales.

Cómo la activación del receptor conduce a un estímulo neuronal

Este es un tema muy amplio y solo daré una visión general de lo que está sucediendo. Primero comenzamos con la activación de un receptor por un agonista (en su pregunta, los isotiocianatos se unen y activan TRPA1). Tras la unión del agonista, la conformación del receptor cambiará de un estado inactivo a un estado activo. La forma en que se transduce la señal varía según el tipo de receptor, pero para el canal TRPA1 lo que sucede es que el canal se abre y conduce a una entrada de iones de calcio ($Ca^{2+}$) en las células que cambia su estado eléctrico (ya que los iones de calcio están cargados positivamente), un fenómeno llamado despolarización . La despolarización de células sensoriales específicas (aquí la que expresa TRPA1) inicia una señal eléctrica en el nervio que viaja al cerebro donde luego se decodifica. La forma exacta en que el cerebro decodifica las señales sensoriales aún está en debate, pero una explicación probable es que solo se activan algunas neuronas dentro del nervio, lo que permite que el cerebro decodifique la señal sensorial en función del patrón de activación del nervio. Como analogía, sería lo mismo que tener solo cables específicos (neuronas) encendidos dentro de un haz de cables (nervio).

Otras lecturas

Si desea ampliar aún más su conocimiento sobre la percepción del gusto a nivel molecular, lea esta excelente revisión Chandrashekar, 2006 . Para una revisión en profundidad sobre el olfato, consulte este libro . Para un libro sobre transducción de señales, consulte esto , mientras que para la activación de canales TRP, esta es una buena lectura.

El campo es bastante amplio y hay muchas buenas referencias. La percepción sensorial incluye dos campos distintos y amplios, a saber, las neurociencias y la señalización celular.