Ludzki mózg stale odbiera i przetwarza sygnały pochodzące ze świata zewnętrznego za pomocą specjalnych systemów zwanych analizatorami. Ich struktura i cechy pracy zostały szczegółowo zbadane przez genialnego rosyjskiego naukowca I. P. Pawłowa. Okazało się, że w skład wszystkich układów sensorycznych wchodzą trzy struktury: odcinek obwodowy, przewodzący i korowy.
Na przykład w analizatorze, który odbiera zapachy, pierwsza część jest reprezentowana przez receptory węchowe, następnie nerwy i wreszcie ostatnia część obejmuje obszar w korze mózgowej. Komórki nerwowe, które jako pierwsze odbierają bodźce (różne zapachy) znajdują się w błonie śluzowej jamy nosowej, a receptory rozróżniające smak znajdują się na powierzchni błony śluzowej jamy ustnej i języka. Ponadto w różnych ich częściach wyczuwamy gorzki, słodki, słony i kwaśny smak.
W naszym artykule dowiemy się, czym są receptory smakowe i węchowe, a także ustalimy mechanizm fizjologicznywystępowanie odpowiednich odczuć w ludzkim ciele.
Co to jest receptor?
Ten termin, używany w fizjologii wyższej aktywności nerwowej, począwszy od badań P. Erlicha i P. Anokhina, ma kilka znaczeń. Najbardziej pouczające jest to, że receptor jest elementem układu nerwowego lub hormonalnego, zdolnym do przyłączania i wiązania substancji biologicznych-mediatorów o charakterze chemicznym lub neurogennym. Zgodnie z teorią zakończeń nerwowych formacja ta pokrywa się przestrzennie z cząsteczką substancji zapachowej lub smakowej, takiej jak klucz i zamek. Jest to sygnał do powstania procesu wzbudzenia w receptorach węchowych zlokalizowanych w obwodowej części analizatora. Jest ona przekazywana dalej do kolejnych części systemu percepcji węchowej, w których odbywa się analiza otrzymanych informacji.
Struktura komórki nerwowej
Neurocyt ma nie tylko ciało, ale także dwa rodzaje procesów. Akson to bardzo długie zakończenie, które służy do przekazywania impulsów nerwowych, które już powstały w krótkich gałęziach (dendrytach). Ich kompleks z komórkami podporowymi pochodzenia nabłonkowego i substancją międzykomórkową, glejem, będzie wyglądał jak formacja receptorowa. Zasada działania ich różnych typów, na przykład zakończeń nerwowych, które odbierają substancje chemiczne, w tym receptory węchowe, ostatecznie sprowadza się do przeniesienia pobudzenia do obszaru korowego mózgu. Rozważ to dalej.
Mechanizm działania receptora
Można to przedstawić w następującej formie: po pierwsze, następuje percepcja bodźców i zmiana pod ich działaniem polaryzacji jego błony. Możliwa jest również modyfikacja konfiguracji przestrzennej białek sygnałowych znajdujących się na powierzchni dendrytów. Wszystko to powoduje generację potencjałów czynnościowych, aw rezultacie pojawienie się impulsów nerwowych w neuronie. Jak się okazało, receptory węchowe są w stanie wychwycić niewielką ilość cząsteczek różnych substancji gazowych, czyli mają niski próg czułości. Jak percepcja tych związków wpływa na stan naszego organizmu?
Świat zapachów
W pracy V. Pikula „Pachnąca symfonia życia” biedny perfumiarz bezskutecznie szukał ręki i serca głównego bohatera. Aby zdenerwować swojego rywala (słynnego piosenkarza), wymyślił co następuje. Młody człowiek przyniósł na koncert duży kosz pachnących fiołków i położył go na fortepianie. Artysta nie osiągnął ani jednego wysokiego tonu, a jego premiera nie powiodła się. Okazuje się, że perfumiarz wiedział na pewno, że ludzkie receptory węchowe, wyłapując zapach fiołków, oddziałują na struny głosowe, zakłócając ich pracę.
Rzeczywiście, analizator węchowy jest jednym z najbardziej czułych i niedostatecznie zbadanych rodzajów systemów sensorycznych. Jego działanie jest ściśle związane z percepcją smaku i silnie wpływa na stan emocjonalny i fizyczny organizmu człowieka. Na tej właściwości zapachu powstała taka gałąź medycyny, jak aromaterapia. Wiadomo, że pachnie lawendą i rozmarynem, którepostrzegają receptory węchowe, uspokajają układ nerwowy i łagodzą stres. Aromat cytryny pomaga się skupić, a eukaliptus i jaśmin zwiększają efektywność.
Chemoreceptorowe systemy sensoryczne
Analizator węchu przekształca podrażnienia wywołane cząsteczkami chemicznymi w odczucia zapachowe. Pomaga człowiekowi wyłapać toksyczne, niebezpieczne związki w powietrzu lub zidentyfikować nieodpowiednią żywność. Jest to niezbędne i stanowi ochronną właściwość adaptacyjną organizmu. Tak więc receptor węchowy odbiera żrące, drażniące błony śluzowe dróg oddechowych i płuc, zapach amoniaku w dawce zaledwie 70 cząsteczek na 1 ml wody. Będąc chemoreceptorem, przekazuje pobudzenie do nerwu węchowego. Stamtąd impulsy nerwowe wchodzą w głąb płata skroniowego kory mózgowej, gdzie zlokalizowana jest strefa węchowa. Należy również zauważyć, że kosmki receptorów zapachu są w stanie reagować na minimalne stężenia substancji chemicznych: od 2 do 8 cząsteczek w 1 ml powietrza.
Nos jako narząd węchu
W błonie śluzowej górnych i częściowo środkowych przewodów nosowych, na powierzchni od 2,6 do 5 cm2 znajdują się neurocyty, w grupach po 8-10 komórki. Są one związane z podtrzymywaniem elementów komórkowych i mają w środku włosy zawierające fibryle. Komórki węchowe zawierają dużą liczbę cząsteczek RNA w cytoplazmie. Wynika to z wysokiego metabolizmu i aktywnie zachodzących reakcji biosyntezy białek. Procesy-dendrytybezpośredni kontakt z cząsteczkami zapachowych substancji gazowych. To są receptory węchowe. Związki chemiczne pełnią rolę bodźców, pod wpływem których depolaryzują się błony komórek nerwowych. Proces ten może zostać spowolniony z powodu reakcji zapalnych wynikających z chorób układu oddechowego lub alergicznych górnych dróg oddechowych. Nabłonek błony śluzowej nosa pęcznieje, wydzielając nadmiar śluzu. Prowadzi to do zmniejszenia wrażliwości zakończeń nerwowych i pogorszenia rozróżniania zapachów, aż do całkowitej utraty wrażeń węchowych i smakowych.
Co decyduje o wrażliwości receptorów?
Receptory węchowe znajdują się w błonie śluzowej górnych dróg oddechowych, więc na występowanie pewnych odczuć zapachowych wpływa przede wszystkim stężenie substancji zapachowej we wdychanym powietrzu. Tak więc gęsty olej wyciśnięty z płatków róż ma nieprzyjemny, trudny do wyczuwania zapach. Delikatny aromat róży pojawia się dopiero po mocnym rozcieńczeniu koncentratu olejku.
Specjaliści identyfikują sześć podstawowych wrażeń. Należą do nich zapachy: żywiczny, kwiatowy, korzenny, zgniły, owocowy, przypalony. Zgodnie z fizjologicznymi cechami percepcji wykrywane są zapachy czyste, drażniące i mieszane. Wrażliwość zakończeń nerwowych na nie zmniejsza się, jeśli osoba pali lub nadużywa alkoholu.
Naukowe teorie pochodzenia zapachu
Wśród naukowców nie ma jednego poglądu na istotę mechanizmupercepcja zapachu. Za najbardziej uznaną można uznać teorię stereochemiczną, zgodnie z którą główną rolę w określaniu bodźca chemicznego odgrywają zakończenia nerwowe neuronów. Receptory węchowe to rodzaj anten, które wychwytują cząsteczki zapachowe i zmieniają strukturę własnych białek błonowych zgodnie z przestrzenną konfiguracją cząsteczek związków chemicznych. W wyniku tego procesu błona neuronu ulega polaryzacji i pojawia się impuls nerwowy, czyli występowanie węchu ma dwojaki charakter: chemiczny i neurogenny.
Zauważamy również, że naukowcy używają pojęcia pigmentu węchowego do wyjaśnienia wyglądu zapachu. Substancja ta ma taką samą zasadę działania jak rodopsyna i jodopsyna - związki wchodzące w skład wizualnych receptorów siatkówki: pręciki i czopki. Aktywne cząsteczki pigmentu węchowego zawierają elektrony w stanie wzbudzonym, ponieważ substancje zapachowe powodują również przejście naładowanych cząstek do wyższych poziomów energetycznych. Wracając na orbity stacjonarne, elektrony emitują kwant energii, co zapewnia wystąpienie wzbudzenia w zakończeniu nerwowym neuronu węchowego.
Metody określania ostrości węchu
Niektóre zawody (np. perfumiarz lub degustator) wymagają zwiększonej wrażliwości zmysłów węchu i smaku. Silna wrażliwość receptorów analizatora węchowego na zapachy jest często wrodzoną właściwością ludzkiego organizmu, ale może również rozwinąć się po dłuższym czasietreningi. Istnieje test przeprowadzany za pomocą urządzenia - olfaktometru. Określa próg percepcji: minimalną ilość substancji, która może wywołać odpowiednie odczucie węchowe.
Jest używany w diagnostyce anosmii, aby obliczyć maksymalne dopuszczalne stężenia toksycznych substancji lotnych w emisjach przemysłowych. Niezbędne jest zastosowanie olfaktometrii w pracy laboratoriów sanitarno-epidemiologicznych w celu ustalenia przyczyn masowych zatruć w przedsiębiorstwach, w punktach gastronomicznych iw szkołach.
