Ľudský mozog neustále prijíma a spracováva signály prichádzajúce z vonkajšieho sveta pomocou špeciálnych systémov nazývaných analyzátory. Ich štruktúru a vlastnosti práce podrobne študoval brilantný ruský vedec I. P. Pavlov. Ukázalo sa, že zloženie všetkých zmyslových systémov zahŕňa tri štruktúry: periférnu časť, vedenie a kortikálnu.
Napríklad v analyzátore, ktorý vníma pachy, prvú časť predstavujú čuchové receptory, potom nasledujú nervy a nakoniec posledná časť obsahuje oblasť mozgovej kôry. Nervové bunky, ktoré ako prvé vnímajú podnety (rôzne pachy), sa nachádzajú v sliznici nosnej dutiny a receptory rozlišujúce chuť sú na povrchu sliznice úst a jazyka. Navyše cítime horkú, sladkú, slanú a kyslú chuť v ich rôznych častiach.
V našom článku zistíme, čo sú chuťové a čuchové receptory, a tiež určíme fyziologický mechanizmusvýskyt zodpovedajúcich pocitov v ľudskom tele.
Čo je receptor?
Tento výraz, používaný vo fyziológii vyššej nervovej aktivity, počnúc štúdiami P. Erlicha a P. Anokhina, má viacero významov. Najinformatívnejší je nasledujúci: receptor je prvok nervového alebo endokrinného systému, schopný pripájať a viazať biologické látky-mediátory chemickej alebo neurogénnej povahy. Podľa teórie nervových zakončení sa tento útvar priestorovo zhoduje s molekulou pachovej alebo chuťovej látky, ako je kľúč a zámok. Toto je signál pre vznik excitačného procesu v čuchových receptoroch umiestnených v periférnej časti analyzátora. Prenáša sa ďalej do nasledujúcich častí systému čuchového vnímania, v ktorých prebieha analýza prijatých informácií.
Štruktúra nervovej bunky
Neurocyt má nielen telo, ale aj dva typy procesov. Axón je veľmi dlhý koniec, ktorý slúži na prenos nervových vzruchov, ktoré už vznikli v krátkych vetvách (dendritoch). Ich komplex s podpornými bunkami epitelového pôvodu a medzibunkovou substanciou, gliou, bude vyzerať ako receptorový útvar. Princíp fungovania ich rôznych typov, napríklad nervových zakončení, ktoré vnímajú chemikálie, medzi ktoré patria čuchové receptory, v konečnom dôsledku spočíva v prenose vzruchu do kortikálnej oblasti mozgu. Zvážte to ďalej.
Mechanizmus aktivity receptora
Dá sa prezentovať nasledovnou formou: po prvé, dochádza k vnímaniu podnetov a ich pôsobeniu sa mení polarizácia jeho membrány. Je tiež možná modifikácia priestorovej konfigurácie signálnych proteínov umiestnených na povrchu dendritov. To všetko spôsobuje generovanie akčných potenciálov a v dôsledku toho výskyt nervových impulzov v neuróne. Ako sa ukázalo, čuchové receptory sú schopné zachytiť malé množstvo molekúl rôznych plynných látok, to znamená, že majú nízky prah citlivosti. Ako vnímanie týchto zlúčenín ovplyvňuje stav nášho tela?
Svet vôní
V diele V. Pikulu „Vonná symfónia života“sa nebohý parfumér neúspešne uchádzal o ruku a srdce hlavnej postavy. Aby naštval svojho rivala (slávneho speváka), prišiel s nasledujúcim. Mladík priniesol na koncert veľký košík voňavých fialiek a položil ho na vrch klavíra. Umelcovi sa nepodarilo trafiť ani jeden vysoký tón a jeho premiéra zlyhala. Ukázalo sa, že parfumér s istotou vedel, že ľudské čuchové receptory, ktoré zachytávajú vôňu fialiek, ovplyvňujú hlasivky a narúšajú ich prácu.
Vskutku, čuchový analyzátor je jedným z najcitlivejších a neprebádaných typov zmyslových systémov. Jeho činnosť úzko súvisí s vnímaním chuti a silne ovplyvňuje emocionálny a fyzický stav ľudského tela. Na tejto vlastnosti vône vzniklo také odvetvie medicíny ako aromaterapia. Je známe, že vonia levanduľa a rozmarín, ktorývnímať čuchové receptory, upokojiť nervový systém a odbúrať stres. Vôňa citrónu pomáha sústrediť sa, zatiaľ čo eukalyptus a jazmín zvyšujú efektivitu.
Chemoreceptorové senzorické systémy
Analyzátor čuchu premieňa podráždenie spôsobené chemickými časticami na pachové vnemy. Pomáha človeku zachytiť toxické, nebezpečné zlúčeniny vo vzduchu alebo identifikovať nevhodné potraviny. To je životne dôležité a je to ochranná adaptačná vlastnosť organizmu. Takže čuchový receptor vníma leptavé, dráždivé sliznice dýchacích ciest a pľúc, zápach čpavku v dávke iba 70 molekúl na 1 ml vody. Keďže ide o chemoreceptor, prenáša vzruchy do čuchového nervu. Odtiaľ sa nervové impulzy dostávajú do hĺbky spánkového laloku mozgovej kôry, kde je lokalizovaná čuchová zóna. Všimnite si tiež, že klky pachových receptorov sú schopné reagovať na minimálne koncentrácie chemikálií: od 2 do 8 molekúl v 1 ml vzduchu.
Nos ako orgán vône
V sliznici horných a čiastočne stredných nosových priechodov sa na ploche 2,6 až 5 cm2 nachádzajú neurocyty v skupinách po 8-10 bunky. Sú spojené s podpornými bunkovými prvkami a vo vnútri majú chĺpky obsahujúce fibrily. Čuchové bunky obsahujú v cytoplazme veľké množstvo molekúl RNA. Je to spôsobené vysokým metabolizmom a aktívne prebiehajúcimi reakciami biosyntézy bielkovín. Procesy-dendritypriamy kontakt s molekulami zapáchajúcich plynných látok. Sú to čuchové receptory. Chemické zlúčeniny zohrávajú úlohu stimulov, pod vplyvom ktorých dochádza k depolarizácii membrán nervových buniek. Tento proces môže byť spomalený v dôsledku zápalových reakcií vyplývajúcich z respiračných alebo alergických ochorení horných dýchacích ciest. Epiteliálna výstelka nosa napučiava, čím sa vylučuje nadbytočný hlien. To vedie k zníženiu citlivosti nervových zakončení a zhoršeniu rozlišovania pachov až k úplnej strate čuchových a chuťových vnemov.
Čo určuje citlivosť receptorov?
Čuchové receptory sa nachádzajú v sliznici horných dýchacích ciest, takže výskyt určitých pachových vnemov je primárne ovplyvnený koncentráciou pachovej látky vo vdychovanom vzduchu. Takže hustý olej vytlačený z lupeňov ruží má nepríjemný, ťažko rozpoznateľný zápach. Jemná aróma ruží sa objaví iba vtedy, keď je olejový koncentrát silne zriedený.
Špecialisti identifikujú šesť základných pocitov. Patria sem vône: živicové, kvetinové, korenisté, hnilobné, ovocné, spálené. Podľa fyziologických charakteristík vnímania sa zisťujú čisté, dráždivé a zmiešané pachy. Citlivosť nervových zakončení na ne klesá, ak je osoba fajčiarom alebo zneužíva alkohol.
Vedecké teórie o pôvode vône
Medzi vedcami neexistuje jednotný názor na podstatu mechanizmuvnímanie pachu. Za najuznávanejšiu možno považovať stereochemickú teóriu, podľa ktorej hlavnú úlohu pri určovaní chemického podnetu majú nervové zakončenia neurónov. Čuchové receptory sú akési antény, ktoré zachytávajú molekuly pachu a menia štruktúru vlastných membránových proteínov v súlade s priestorovou konfiguráciou častíc chemických zlúčenín. V dôsledku tohto procesu sa membrána neurónu polarizuje a vzniká nervový impulz, t. j. výskyt pachu má dvojaký charakter: chemický a neurogénny.
Poznamenávame tiež, že vedci používajú koncept čuchového pigmentu na vysvetlenie vzhľadu vône. Táto látka má rovnaký princíp účinku ako rodopsín a jodopsín - zlúčeniny, ktoré sú súčasťou zrakových receptorov sietnice: tyčinky a čapíky. Aktívne molekuly čuchového pigmentu obsahujú elektróny v excitovanom stave, keďže aj pachové látky spôsobujú prechod nabitých častíc do vyšších energetických hladín. Po návrate na stacionárne dráhy elektróny vyžarujú kvantum energie, ktorá zaisťuje výskyt excitácie v nervovom zakončení čuchového neurónu.
Metódy na určenie ostrosti čuchu
Niektoré profesie (napríklad parfumér alebo degustátor) vyžadujú zvýšenú citlivosť čuchových a chuťových zmyslov. Silná citlivosť receptorov čuchového analyzátora na pachy je často prirodzenou vlastnosťou ľudského tela, ale môže sa vyvinúť aj po dlhšomtréningy. Existuje test, ktorý sa vykonáva pomocou zariadenia - olfactometra. Definuje prah vnímania: minimálne množstvo látky, ktoré môže spôsobiť zodpovedajúci čuchový vnem.
Používa sa pri diagnostike anosmie, na výpočet maximálnych povolených koncentrácií toxických prchavých látok v priemyselných emisiách. Pri práci sanitárnych a epidemiologických laboratórií je potrebné využívať olfaktometriu na zistenie príčin hromadných otráv v podnikoch, na miestach verejného stravovania a v školách.