Ο ανθρώπινος εγκέφαλος λαμβάνει και επεξεργάζεται συνεχώς σήματα που προέρχονται από τον έξω κόσμο με τη βοήθεια ειδικών συστημάτων που ονομάζονται αναλυτές. Η δομή και τα χαρακτηριστικά της εργασίας τους μελετήθηκαν λεπτομερώς από τον λαμπρό Ρώσο επιστήμονα I. P. Pavlov. Αποδείχθηκε ότι η σύνθεση όλων των αισθητηριακών συστημάτων περιλαμβάνει τρεις δομές: την περιφερική τομή, την αγωγιμότητα και τον φλοιό.
Για παράδειγμα, στον αναλυτή που αντιλαμβάνεται τις μυρωδιές, το πρώτο μέρος αντιπροσωπεύεται από οσφρητικούς υποδοχείς, μετά ακολουθούν τα νεύρα και τέλος, το τελευταίο μέρος περιλαμβάνει μια περιοχή στον εγκεφαλικό φλοιό. Τα νευρικά κύτταρα που είναι τα πρώτα που αντιλαμβάνονται τα ερεθίσματα (διάφορες οσμές) βρίσκονται στον βλεννογόνο της ρινικής κοιλότητας και οι υποδοχείς που διακρίνουν τη γεύση βρίσκονται στην επιφάνεια του βλεννογόνου του στόματος και της γλώσσας. Επιπλέον, αισθανόμαστε πικρή, γλυκιά, αλμυρή και ξινή γεύση στα διάφορα μέρη τους.
Στο άρθρο μας θα μάθουμε τι είναι οι γευστικοί και οι οσφρητικοί υποδοχείς και θα προσδιορίσουμε επίσης τον φυσιολογικό μηχανισμόεμφάνιση αντίστοιχων αισθήσεων στο ανθρώπινο σώμα.
Τι είναι ένας υποδοχέας;
Αυτός ο όρος, που χρησιμοποιείται στη φυσιολογία της ανώτερης νευρικής δραστηριότητας, ξεκινώντας με τις μελέτες των P. Erlich και P. Anokhin, έχει πολλές σημασίες. Το πιο κατατοπιστικό είναι το εξής: ένας υποδοχέας είναι ένα στοιχείο του νευρικού ή ενδοκρινικού συστήματος, ικανό να προσκολλά και να δεσμεύει βιολογικές ουσίες-μεσολαβητές χημικής ή νευρογενούς φύσης. Σύμφωνα με τη θεωρία των νευρικών απολήξεων, αυτός ο σχηματισμός συμπίπτει χωρικά με το μόριο μιας οσμής ή γευστικής ουσίας, όπως ένα κλειδί και μια κλειδαριά. Αυτό είναι ένα σήμα για την εμφάνιση μιας διαδικασίας διέγερσης στους οσφρητικούς υποδοχείς που βρίσκονται στο περιφερειακό τμήμα του αναλυτή. Μεταδίδεται περαιτέρω στα ακόλουθα μέρη του συστήματος οσφρητικής αντίληψης, στα οποία πραγματοποιείται η ανάλυση των λαμβανόμενων πληροφοριών.
Δομή ενός νευρικού κυττάρου
Το Το νευροκύτταρο δεν έχει μόνο σώμα, αλλά και δύο τύπους διεργασιών. Ο άξονας είναι μια πολύ μεγάλη απόληξη που χρησιμεύει για τη μετάδοση νευρικών ερεθισμάτων που έχουν ήδη προκύψει σε βραχείς κλάδους (δενδρίτες). Το σύμπλεγμα τους με υποστηρικτικά κύτταρα επιθηλιακής προέλευσης και μεσοκυττάρια ουσία, γλοία, θα μοιάζει με σχηματισμό υποδοχέα. Η αρχή της λειτουργίας των διαφόρων τύπων τους, για παράδειγμα, οι νευρικές απολήξεις που αντιλαμβάνονται χημικές ουσίες, οι οποίες περιλαμβάνουν οσφρητικούς υποδοχείς, καταλήγει τελικά στη μεταφορά της διέγερσης στην περιοχή του φλοιού του εγκεφάλου. Σκεφτείτε το περαιτέρω.
Μηχανισμός δραστηριότητας υποδοχέα
Μπορεί να παρουσιαστεί με την ακόλουθη μορφή: πρώτον, υπάρχει μια αντίληψη των ερεθισμάτων και μια αλλαγή υπό τη δράση τους της πόλωσης της μεμβράνης του. Είναι επίσης δυνατή η τροποποίηση της χωρικής διαμόρφωσης των πρωτεϊνών σήματος που βρίσκονται στην επιφάνεια των δενδριτών. Όλα αυτά προκαλούν τη δημιουργία δυναμικών δράσης και, ως αποτέλεσμα, την εμφάνιση νευρικών ερεθισμάτων στον νευρώνα. Όπως αποδείχθηκε, οι οσφρητικοί υποδοχείς είναι σε θέση να συλλάβουν μια μικροσκοπική ποσότητα μορίων διαφόρων αέριων ουσιών, δηλαδή έχουν χαμηλό όριο ευαισθησίας. Πώς η αντίληψη αυτών των ενώσεων επηρεάζει την κατάσταση του σώματός μας;
Κόσμος των μυρωδιών
Στο έργο του V. Pikul "The Fragrant Symphony of Life", ο φτωχός αρωματοποιός αναζήτησε ανεπιτυχώς το χέρι και την καρδιά του κύριου χαρακτήρα. Για να ενοχλήσει τον αντίπαλό του (διάσημο τραγουδιστή), σκέφτηκε το εξής. Ο νεαρός άνδρας έφερε στη συναυλία ένα μεγάλο καλάθι με μυρωδάτες βιολέτες και το τοποθέτησε πάνω από το πιάνο. Ο καλλιτέχνης δεν κατάφερε να χτυπήσει ούτε μια ψηλή νότα και η πρεμιέρα του απέτυχε. Ο αρωματοποιός, όπως αποδεικνύεται, γνώριζε με βεβαιότητα ότι οι ανθρώπινοι οσφρητικοί υποδοχείς, που πιάνουν τη μυρωδιά της βιολέτας, επηρεάζουν τις φωνητικές χορδές, διαταράσσοντας τη δουλειά τους.
Πράγματι, ο αναλυτής όσφρησης είναι ένας από τους πιο ευαίσθητους και υπομελετημένους τύπους αισθητηριακών συστημάτων. Η δραστηριότητά του συνδέεται στενά με την αντίληψη της γεύσης και επηρεάζει έντονα τη συναισθηματική και φυσική κατάσταση του ανθρώπινου σώματος. Σε αυτήν την ιδιότητα της όσφρησης, προέκυψε ένας τέτοιος κλάδος της ιατρικής όπως η αρωματοθεραπεία. Είναι γνωστό ότι οι μυρωδιές της λεβάντας και του δεντρολίβανου, πουαντιλαμβάνονται τους οσφρητικούς υποδοχείς, ηρεμούν το νευρικό σύστημα και ανακουφίζουν από το στρες. Το άρωμα του λεμονιού βοηθά στην εστίαση, ενώ ο ευκάλυπτος και το γιασεμί αυξάνουν την αποτελεσματικότητα.
Αισθητήρια συστήματα χημειοϋποδοχέων
Ο αναλυτής όσφρησης μετατρέπει τους ερεθισμούς που προκαλούνται από χημικά σωματίδια σε αισθήσεις οσμής. Βοηθά ένα άτομο να παγιδεύσει τοξικές, επικίνδυνες ενώσεις στον αέρα ή να εντοπίσει ακατάλληλα τρόφιμα. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας και αποτελεί προστατευτική προσαρμοστική ιδιότητα του οργανισμού. Έτσι, ο οσφρητικός υποδοχέας αντιλαμβάνεται τους καυστικούς, ερεθιστικούς βλεννογόνους της αναπνευστικής οδού και των πνευμόνων, τη μυρωδιά της αμμωνίας σε δόση μόνο 70 μορίων ανά 1 ml νερού. Όντας χημειοϋποδοχέας, μεταδίδει διέγερση στο οσφρητικό νεύρο. Από εκεί, οι νευρικές ώσεις εισέρχονται στο βάθος του κροταφικού λοβού του εγκεφαλικού φλοιού, όπου εντοπίζεται η οσφρητική ζώνη. Σημειώστε επίσης ότι οι λάχνες των υποδοχέων οσμής μπορούν να ανταποκριθούν σε ελάχιστες συγκεντρώσεις χημικών ουσιών: από 2 έως 8 μόρια σε 1 ml αέρα.
Η μύτη ως όργανο όσφρησης
Στον βλεννογόνο της άνω και μερικώς μεσαίας ρινικής οδού, σε μια περιοχή 2,6 έως 5 cm2, υπάρχουν νευροκύτταρα, σε ομάδες των 8-10 κύτταρα. Συνδέονται με υποστηρικτικά κυτταρικά στοιχεία και έχουν τρίχες που περιέχουν ινίδια στο εσωτερικό τους. Τα οσφρητικά κύτταρα περιέχουν μεγάλο αριθμό μορίων RNA στο κυτταρόπλασμα. Αυτό οφείλεται σε υψηλό μεταβολισμό και σε ενεργές αντιδράσεις βιοσύνθεσης πρωτεϊνών. Διεργασίες-δενδρίτεςάμεση επαφή με τα μόρια των δύσοσμων αερίων ουσιών. Αυτοί είναι οσφρητικοί υποδοχείς. Οι χημικές ενώσεις παίζουν το ρόλο των ερεθισμάτων, υπό την επίδραση των οποίων οι μεμβράνες των νευρικών κυττάρων εκπολώνονται. Αυτή η διαδικασία μπορεί να επιβραδυνθεί λόγω φλεγμονωδών αντιδράσεων που προκύπτουν από αναπνευστικές ή αλλεργικές παθήσεις της ανώτερης αναπνευστικής οδού. Η επιθηλιακή επένδυση της μύτης διογκώνεται, εκκρίνοντας περίσσεια βλέννας. Αυτό οδηγεί σε μείωση της ευαισθησίας των νευρικών απολήξεων και επιδείνωση της διάκρισης της οσμής, μέχρι την πλήρη απώλεια της όσφρησης και της γεύσης.
Τι καθορίζει την ευαισθησία των υποδοχέων;
Οσφρητικοί υποδοχείς βρίσκονται στη βλεννογόνο μεμβράνη της ανώτερης αναπνευστικής οδού, επομένως η εμφάνιση ορισμένων αισθήσεων οσμής επηρεάζεται κυρίως από τη συγκέντρωση της οσμής ουσίας στον εισπνεόμενο αέρα. Έτσι, το παχύρρευστο λάδι που στύβεται από ροδοπέταλα έχει μια δυσάρεστη, δυσάρεστη μυρωδιά. Το λεπτό άρωμα των τριαντάφυλλων εμφανίζεται μόνο όταν το συμπύκνωμα λαδιού είναι έντονα αραιωμένο.
Οι ειδικοί αναγνωρίζουν έξι βασικές αισθήσεις. Αυτές περιλαμβάνουν μυρωδιές: ρητινώδεις, λουλουδάτες, πικάντικες, σάπιες, φρουτώδεις, καμένες. Σύμφωνα με τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά της αντίληψης, ανιχνεύονται καθαρές, ερεθιστικές και μικτές οσμές. Η ευαισθησία των νευρικών απολήξεων σε αυτές μειώνεται εάν ένα άτομο είναι καπνιστής ή κάνει κατάχρηση αλκοόλ.
Επιστημονικές θεωρίες για την προέλευση της όσφρησης
Μεταξύ των επιστημόνων δεν υπάρχει ενιαία άποψη για την ουσία του μηχανισμούαντίληψη οσμής. Η πιο αναγνωρισμένη μπορεί να θεωρηθεί η στερεοχημική θεωρία, σύμφωνα με την οποία ο κύριος ρόλος στον προσδιορισμό του χημικού ερεθίσματος ανήκει στις νευρικές απολήξεις των νευρώνων. Οι οσφρητικοί υποδοχείς είναι ένα είδος κεραιών που συλλαμβάνουν μόρια οσμής και αλλάζουν τη δομή των πρωτεϊνών της δικής τους μεμβράνης σύμφωνα με τη χωρική διαμόρφωση των σωματιδίων των χημικών ενώσεων. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, η μεμβράνη του νευρώνα πολώνεται και εμφανίζεται μια νευρική ώθηση, δηλ. η εμφάνιση της όσφρησης έχει διπλή φύση: χημική και νευρογενής.
Σημειώνουμε επίσης ότι οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την έννοια της οσφρητικής χρωστικής για να εξηγήσουν την εμφάνιση της όσφρησης. Αυτή η ουσία έχει την ίδια αρχή δράσης με τη ροδοψίνη και την ιωδοψίνη - ενώσεις που αποτελούν μέρος των οπτικών υποδοχέων του αμφιβληστροειδούς: ράβδοι και κώνοι. Τα ενεργά μόρια της οσφρητικής χρωστικής περιέχουν ηλεκτρόνια σε διεγερμένη κατάσταση, καθώς οι οσμές ουσίες προκαλούν επίσης τη μετάβαση των φορτισμένων σωματιδίων σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας. Επιστρέφοντας σε σταθερές τροχιές, τα ηλεκτρόνια εκπέμπουν ένα κβάντο ενέργειας, το οποίο διασφαλίζει την εμφάνιση διέγερσης στην νευρική απόληξη του οσφρητικού νευρώνα.
Μέθοδοι για τον προσδιορισμό της οξύτητας της όσφρησης
Ορισμένα επαγγέλματα (για παράδειγμα, ένας αρωματοποιός ή ένας γευσιγνώστης) απαιτούν αυξημένη ευαισθησία των αισθήσεων όσφρησης και γεύσης. Η ισχυρή ευαισθησία των υποδοχέων του οσφρητικού αναλυτή στις οσμές είναι συχνά μια έμφυτη ιδιότητα του ανθρώπινου σώματος, αλλά μπορεί επίσης να αναπτυχθεί μετά από παρατεταμένηπροπονήσεις. Υπάρχει μια δοκιμή που πραγματοποιείται με μια συσκευή - ένα οσφρόμετρο. Καθορίζει το αντιληπτικό κατώφλι: την ελάχιστη ποσότητα μιας ουσίας που μπορεί να προκαλέσει μια αντίστοιχη οσφρητική αίσθηση.
Χρησιμοποιείται στη διάγνωση της ανοσμίας, για τον υπολογισμό των μέγιστων επιτρεπόμενων συγκεντρώσεων τοξικών πτητικών ουσιών στις βιομηχανικές εκπομπές. Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί η οσφρητική μέτρηση στο έργο των υγειονομικών και επιδημιολογικών εργαστηρίων για τον προσδιορισμό των αιτιών μαζικής δηλητηρίασης σε επιχειρήσεις, σε χώρους δημόσιας εστίασης και σε σχολεία.
