Смакові і нюхові рецептори

Мозок людини постійно приймає іпереробляє сигнали, що надходять із зовнішнього світу за допомогою спеціальних систем, які називаються аналізаторами. Їх будова та особливості роботи були детально вивчені геніальним російським вченим І. П. Павловим. Виявилося, що до складу всіх сенсорних систем входять три структури: периферичний відділ, провідникової і корковий.

Наприклад, в аналізаторі, що сприймає запахи,перша частина представлена ​​нюховими рецепторами, потім слідують нерви, і, нарешті, остання частина включає в себе ділянку в корі великого мозку. Нервові клітини, першими сприймають подразники (різні запахи), знаходяться в слизовій оболонці порожнини носа, а рецептори, що розрізняють смак - на поверхні слизової оболонки рота і мови. Причому гіркий, солодкий, солоний і кислий смак ми відчуваємо різними їх ділянками.

У нашій статті ми з'ясуємо, що являють собою смакові і нюхові рецептори, а також визначимо фізіологічний механізм виникнення відповідних відчуттів в організмі людини.

Що таке рецептор?

Даний термін, використовуваний в фізіології вищоїнервової діяльності, починаючи з досліджень П. Ерліха і П. Анохіна, має кілька значень. Найбільш інформативним є наступне: рецептор - це елемент нервової або ендокринної системи, здатний приєднувати і пов'язувати біологічні речовини-медіатори, що мають хімічну або нейрогенную природу. Відповідно до теорії нервових закінчень, це утворення просторово збігається з молекулою пахучого або смакового речовини, як ключ і замок. Це є сигналом для виникнення в нюхових рецепторах, розташованих в периферичному відділі аналізатора, процесу збудження. Воно передається далі в наступні частини нюхової сенсорної системи, в яких і відбувається аналіз інформації, що надійшла.

Будова нервової клітини

Нейроціт має не тільки тіло, але і два видивідростків. Аксон - дуже довге закінчення, яке служить для передачі вже виникли в коротких гілочках (дендритах) нервових імпульсів. Їх комплекс з опорними клітинами епітеліального походження і міжклітинних речовиною, глией, і буде мати вигляд рецепторного освіти. Принцип дії різних їх видів, наприклад, нервових закінчень, що сприймають хімічні речовини, до яких відносяться нюхові рецептори, зводиться в кінцевому підсумку до передачі збудження в корковий відділ головного мозку. Розглянемо його далі.

Механізм рецепторной активності

Його можна уявити в наступному вигляді: спочатку відбувається сприйняття подразнень і зміна під їх дією поляризації своєї мембрани. Можлива також і модифікація просторової конфігурації сигнальних білків, розташованих на поверхні дендритів. Все це викликає генерацію потенціалів дії і, як наслідок, поява в нейроні нервових імпульсів. Як з'ясувалося, нюхові рецептори здатні вловлювати мізерна кількість молекул різних газоподібних речовин, т. Е. Вони мають низький поріг чутливості. Як же впливає сприйняття цих сполук на стан нашого організму?

світ запахів

У творі В. Пікуля "Запашна симфонія життя" бідний парфумер безуспішно домагався руки і серця головної героїні. Щоб досадити своєму суперникові (відомому співакові), він придумав таке. Юнак приніс на концерт велику корзину запашних фіалок і поставив її на кришку рояля. Артистові не вдалося взяти жодної високої ноти, і його прем'єра провалилася. Парфумер, виявляється, точно знав, що нюхові рецептори людини, що вловлюють запах фіалки, впливають на голосові зв'язки, порушуючи їх роботу.

Дійсно, нюховий аналізатор - один знайбільш чутливих і недостатньо вивчених видів сенсорних систем. Його діяльність тісно пов'язана зі сприйняттям смаку і сильно впливає на емоційний і фізичний стан організму людини. На цій властивості нюху виникла така галузь медицини, як ароматерапія. Відомо, що запахи лаванди і розмарину, які сприймають нюхові рецептори, заспокоюють нервову систему і знімають стрес. Аромат лимона сприяє концентрації уваги, а евкаліпт і жасмин підвищують працездатність.

Хеморецепторную сенсорні системи

Нюховий аналізатор трансформуєроздратування, викликані частинками хімічних речовин, в відчуття запаху. Він допомагає людині вловлювати в повітрі токсичні, небезпечні для здоров'я сполуки або визначати непридатні до їжі харчові продукти. Це життєво необхідно і є захисним пристосувальним властивістю організму. Так, їдкий, дратівливий слизові оболонки дихальних шляхів і легенів запах аміаку нюховий рецептор сприймає в дозі всього 70 молекул в 1 мл води. Будучи хеморецепторами, він передає збудження в нюховий нерв. Звідти нервові імпульси надходять в глибину скроневої частки кори головного мозку, де локалізується нюхова зона. Відзначимо також, що ворсинки рецепторів, що сприймають запахи, здатні реагувати на мінімальні концентрації хімічних речовин: від 2 до 8 молекул в 1 мл повітря.

Ніс як орган нюху

У слизовій оболонці верхніх і частково середніх носових ходів, на площі від 2,6 до 5 см², Розташовуються нейроцита, групами по 8-10клітин. Вони пов'язані з опорними клітинними елементами і мають волоски, що містять всередині фібрили. Нюхові клітини містять в цитоплазмі велику кількість молекул РНК. Це пов'язано з високим обміном речовин і активно протікають реакціями біосинтезу білка. Відростки-дендрити безпосередньо контактують з молекулами пахучих газоподібних речовин. Це нюхові рецептори. Хімічні сполуки грають роль подразників, під дією яких мембрани нервових клітин деполярізуется. Цей процес може сповільнюватися через запальних реакцій, що виникають внаслідок респіраторних або алергічних захворювань верхніх дихальних шляхів. Епітеліальна оболонка носа набухає, секретуючи надмірна кількість слизу. Це призводить до зниження чутливості нервових закінчень і погіршення розрізнення запахів, аж до повної втрати нюхових, а також смакових відчуттів.

Від чого залежить чутливість рецепторів?

Нюхові рецептори знаходяться в слизовоїоболонці верхніх дихальних шляхів, тому на виникнення певних відчуттів запаху впливає насамперед концентрація пахучої речовини, що знаходиться у вдихуваному повітрі. Так, густе масло, вичавлений з пелюсток троянди, має неприємний, важко визначається запах. Тонкий аромат троянд з'являється тільки при сильному розведенні масляного концентрату.

Фахівці виділяють шість базових відчуттів. До них відносяться запахи: смолистий, квітковий, пряний, гнильний, фруктовий, горілий. За фізіологічним характеристикам сприйняття виявляють чисті, дратівливі і змішані запахи. Чутливість нервових закінчень до них знижується, якщо людина є курцем або зловживає алкоголем.

Наукові теорії виникнення нюху

Серед вчених немає єдиного погляду на сутністьмеханізму сприйняття запахів. Найбільш визнаною можна вважати стереохимическую теорію, згідно з якою головна роль у визначенні хімічного подразника належить нервових закінченнях нейронів. Нюхові рецептори - це своєрідні антени, що вловлюють молекули запаху і змінюють структуру власних мембранних білків відповідно до просторової конфігурацією частинок хімічних сполук. Внаслідок цього процесу мембрана нейрона поляризується, і виникає нервовий імпульс, т. Е. Виникнення запаху має двоїсту природу: хімічну і нейрогенную.

Відзначимо також, що в поясненні виникненнязапаху вчені застосовують поняття нюхового пігменту. Ця речовина має такий же принцип дії, як родопсин і йодопсин - сполуки, що входять до складу зорових рецепторів сітківки ока: паличок і колбочок. Активні молекули нюхового пігменту містять електрони в збудженому стані, так як пахучі речовини викликають і перехід заряджених частинок на більш високі енергетичні рівні. Повертаючись на стаціонарні орбіти, електрони випромінюють квант енергії, що забезпечує виникнення збудження в нервовому закінченні нюхового нейрона.

Методи визначення гостроти нюху

Деякі професії (наприклад, парфумера абодегустатора) вимагають підвищеної чутливості органів нюху і смаку. Сильна чутливість рецепторів нюхового аналізатора до запахів часто є вродженою властивістю організму людини, проте вона може розвинутися і після тривалих тренувань. Існує тест, який проводять приладом - ольфактометрія. Він визначає поріг сприйняття: мінімальна кількість речовини, здатна викликати відповідну нюхові відчуття.

Його використовують в постановці діагнозу аносмія, дляобчислення гранично допустимих концентрацій токсичних летючих речовин у викидах промислового виробництва. Необхідно застосування ольфактометріі в роботі санітарно-епідеміологічних лабораторій для встановлення причин виникнення масових отруєнь на підприємствах, в місцях громадського харчування, в школах.