Den menneskelige hjerne modtager og behandler konstant signaler, der kommer fra omverdenen ved hjælp af specielle systemer kaldet analysatorer. Deres struktur og funktioner i arbejdet blev studeret i detaljer af den geniale russiske videnskabsmand I. P. Pavlov. Det viste sig, at sammensætningen af alle sensoriske systemer omfatter tre strukturer: den perifere sektion, ledning og kortikal.
For eksempel, i analysatoren, der opfatter lugte, er den første del repræsenteret af olfaktoriske receptorer, derefter følger nerver, og til sidst inkluderer den sidste del en region i hjernebarken. De nerveceller, der er de første til at opfatte stimuli (forskellige lugte), er placeret i slimhinden i næsehulen, og de receptorer, der skelner smag, er på overfladen af slimhinden i mund og tunge. Desuden mærker vi bitter, sød, s alt og sur smag i deres forskellige dele.
I vores artikel vil vi finde ud af, hvad smags- og lugtereceptorer er, og også bestemme den fysiologiske mekanismeforekomst af tilsvarende fornemmelser i den menneskelige krop.
Hvad er en receptor?
Dette udtryk, der bruges i fysiologien af højere nervøs aktivitet, begyndende med studierne af P. Erlich og P. Anokhin, har flere betydninger. Den mest informative er følgende: en receptor er et element i nerve- eller endokrinsystemet, der er i stand til at vedhæfte og binde biologiske stoffer-mediatorer af kemisk eller neurogen karakter. Ifølge teorien om nerveender falder denne formation rumligt sammen med molekylet af et lugtende eller smagsgivende stof, som en nøgle og en lås. Dette er et signal for fremkomsten af en excitationsproces i de olfaktoriske receptorer placeret i den perifere del af analysatoren. Den sendes videre til følgende dele af det lugteopfattende system, hvor analysen af den modtagne information finder sted.
Struktur af en nervecelle
Neurocyte har ikke kun en krop, men også to typer processer. Et axon er en meget lang ende, der tjener til at overføre nerveimpulser, der allerede er opstået i korte grene (dendritter). Deres kompleks med understøttende celler af epiteloprindelse og intercellulært stof, glia, vil ligne en receptordannelse. Funktionsprincippet for deres forskellige typer, for eksempel nerveender, der opfatter kemikalier, som omfatter lugtereceptorer, kommer i sidste ende til overførsel af excitation til hjernebarkens område. Overvej det nærmere.
Receptoraktivitetsmekanisme
Det kan præsenteres i følgende form: For det første er der en opfattelse af stimuli og en ændring under deres virkning af polariseringen af dens membran. Ændring af den rumlige konfiguration af signalproteiner placeret på overfladen af dendritter er også mulig. Alt dette forårsager generering af aktionspotentialer og som følge heraf fremkomsten af nerveimpulser i neuronen. Som det viste sig, er olfaktoriske receptorer i stand til at fange en lille mængde molekyler af forskellige gasformige stoffer, det vil sige, at de har en lav følsomhedstærskel. Hvordan påvirker opfattelsen af disse forbindelser vores krops tilstand?
Duftenes verden
I V. Pikuls værk "The Fragrant Symphony of Life" søgte den stakkels parfumør uden held hovedpersonens hånd og hjerte. For at irritere sin rival (en berømt sanger) kom han med følgende. Den unge mand bragte til koncerten en stor kurv med duftende violer og placerede den oven på klaveret. Kunstneren formåede ikke at ramme en eneste høj tone, og hans premiere mislykkedes. Parfumøren, viser det sig, vidste med sikkerhed, at de menneskelige lugtereceptorer, der fanger lugten af violer, påvirker stemmebåndene og forstyrrer deres arbejde.
Faktisk er lugtanalysatoren en af de mest følsomme og understuderede typer af sensoriske systemer. Dens aktivitet er tæt forbundet med smagsopfattelsen og påvirker stærkt den følelsesmæssige og fysiske tilstand af den menneskelige krop. På denne lugteegenskab opstod en sådan gren af medicin som aromaterapi. Det er kendt, at duften af lavendel og rosmarin, somopfatter lugtereceptorer, beroliger nervesystemet og lindrer stress. Aromaen af citron hjælper med at fokusere, mens eukalyptus og jasmin øger effektiviteten.
Kemoreceptorsensoriske systemer
The Olfactory Analyzer omdanner irritationer forårsaget af kemiske partikler til lugtfornemmelser. Det hjælper en person med at fange giftige, farlige forbindelser i luften eller identificere uegnede fødevarer. Dette er afgørende og er en beskyttende adaptiv egenskab for organismen. Så lugtereceptoren opfatter de ætsende, irriterende slimhinder i luftvejene og lungerne, lugten af ammoniak i en dosis på kun 70 molekyler pr. 1 ml vand. Da den er en kemoreceptor, overfører den excitation til olfaktorisk nerve. Derfra kommer nerveimpulser ind i dybden af tindingelappen i hjernebarken, hvor den olfaktoriske zone er lokaliseret. Bemærk også, at lugtreceptorernes villi er i stand til at reagere på minimale koncentrationer af kemikalier: fra 2 til 8 molekyler i 1 ml luft.
Næse som et lugteorgan
I slimhinden i de øvre og delvist mellemste næsepassager, på et område på 2,6 til 5 cm2, er der neurocytter i grupper på 8-10 celler. De er forbundet med at understøtte cellulære elementer og har hår, der indeholder fibriller indeni. Olfaktoriske celler indeholder et stort antal RNA-molekyler i cytoplasmaet. Dette skyldes et højt stofskifte og aktivt forekommende reaktioner af proteinbiosyntese. Processer-dendritterdirekte kontakt med molekylerne af lugtende gasformige stoffer. Disse er olfaktoriske receptorer. Kemiske forbindelser spiller rollen som stimuli, under påvirkning af hvilke nervecellernes membraner depolariseres. Denne proces kan bremses på grund af inflammatoriske reaktioner som følge af luftvejs- eller allergiske sygdomme i de øvre luftveje. Epitelslimhinden i næsen svulmer, udskiller overskydende slim. Dette fører til et fald i følsomheden af nerveender og en forringelse af lugt-diskrimination, op til et fuldstændigt tab af lugte- og smagsfornemmelser.
Hvad bestemmer følsomheden af receptorer?
Offaktoriske receptorer er placeret i slimhinden i de øvre luftveje, så forekomsten af visse lugtfornemmelser påvirkes primært af koncentrationen af det lugtende stof i den indåndede luft. Så tyk olie presset ud af rosenblade har en ubehagelig, svær at opdage lugt. Den delikate aroma af roser vises kun, når oliekoncentratet er kraftigt fortyndet.
Specialister identificerer seks grundlæggende fornemmelser. Disse omfatter lugte: harpiksagtig, blomsteragtig, krydret, rådden, frugtagtig, brændt. I henhold til perceptionens fysiologiske karakteristika detekteres rene, irriterende og blandede lugte. Følsomheden af nerveender for dem falder, hvis en person er ryger eller misbruger alkohol.
Videnskabelige teorier om lugtens oprindelse
Blandt videnskabsmænd er der ingen entydig opfattelse af essensen af mekanismenlugtopfattelse. Den mest anerkendte kan betragtes som den stereokemiske teori, ifølge hvilken hovedrollen i bestemmelsen af den kemiske stimulus tilhører nerveenderne af neuroner. Olfaktoriske receptorer er en slags antenner, der fanger lugtmolekyler og ændrer strukturen af deres egne membranproteiner i overensstemmelse med den rumlige konfiguration af partikler af kemiske forbindelser. Som et resultat af denne proces polariseres neuronmembranen, og der opstår en nerveimpuls, det vil sige, at forekomsten af lugt har en dobbelt karakter: kemisk og neurogen.
Vi bemærker også, at videnskabsmænd bruger begrebet lugtepigment til at forklare lugtens udseende. Dette stof har samme virkningsprincip som rhodopsin og iodopsin - forbindelser, der er en del af nethindens visuelle receptorer: stænger og kegler. De aktive molekyler i lugtepigmentet indeholder elektroner i en exciteret tilstand, da lugtende stoffer også forårsager overgangen af ladede partikler til højere energiniveauer. Ved at vende tilbage til stationære baner udsender elektronerne et kvantum af energi, som sikrer forekomsten af excitation i nerveenden af den olfaktoriske neuron.
Metoder til at bestemme lugtesansen
Nogle erhverv (f.eks. en parfumør eller en smager) kræver øget følsomhed i lugte- og smagssanserne. Den stærke følsomhed af olfaktoriske analysator-receptorer over for lugte er ofte en medfødt egenskab i menneskekroppen, men den kan også udvikle sig efter længere tidstræning. Der er en test, der udføres med en enhed - et olfaktometer. Den definerer den perceptuelle tærskel: den mindste mængde af et stof, der kan forårsage en tilsvarende lugtefornemmelse.
Det bruges til diagnosticering af anosmi til at beregne de maksim alt tilladte koncentrationer af giftige flygtige stoffer i industrielle emissioner. Det er nødvendigt at bruge olfaktometri i arbejdet i sanitære og epidemiologiske laboratorier for at fastslå årsagerne til masseforgiftning i virksomheder, på offentlige forplejningssteder og i skoler.