- основен
- статии
- науки за живота
- Други науките за живота
- Обоняние - най-старият от сетивата
Обонянието ни позволява да се насладите на приятна миризма, а понякога може да спаси живота си: да не пие оцет вместо водка, се предполага, че не трябва да се яде пай с мухлясали неща, или да ви напомня, че не може едно натискане на копче, когато миризмата на газ. Въпреки това, миризмите, които ни заобикалят имат свойства, много от които дори не могат да знаят.
Нещо подобно на човешкото обоняние дори съществува в микроорганизми: хемотаксис - способността да се придвижите до източник на храна и далеч от опасни вещества - все по-често се движат едноклетъчни. Но нека пропуснем около 3,5 милиарда години еволюция на миризма и преминете направо към бозайници и хора.
В продължение на много животни, обоняние е поне толкова важен източник на информация от зрението и слуха, всяко куче любовник знае, че кучетата са загубени, когато се занимават с пиян собственик: външен вид, и той казва същото, и мирише по съвсем различен начин! И не от "ауспуха" (миризмата на боя, херинга и др на такова действие, няма), а защото заедно с останалата част от биохимията на алкохол променя състава на потта и затова незабележимо за човешките носа нюанси на индивидуалния миризмата.
За нас способността да се усети и се разграничи миризми, на пръв поглед, не е толкова важно. Понякога дори предотвратява: всеки може да си спомни ситуация, в която той е готов да даде половината Моето царство за да не се чувствам миризмата на влезлите количка бездомните след хранене чесън или колеги. Въпреки, че няма да благоволи в миризмата на цветя, парфюм, храна и много други аромати на света щеше да загуби много, за човешкото обоняние е четвъртият в серия от пет сетива. За сметка на оглед, ние получаваме най-малко 90% от информацията за света и без нея човек използва за ориентация в пространството и признаване на живата и неживата обекти тактилни и слуха.
Основни механизми на миризма, учените са разчетени наскоро. Това забавяне се дължи не само на подценяване на значението на неговата роля в живота на човека, но и изключителната сложност на обонятелните рецептори устройство.
Благодарение на гънките, оформени като гребени, общата площ на обонятелния епител при хората е 5-10 см 2. На втория ред на обонянието намира, според различни източници, от 10 до 50 милиона клетки, с регистрацията на миризми. При животни, броят им обикновено е много по-голяма. Например, обонятелен епител съдържа Shepherd 220 millionov рецепторни клетки.
Обонятелна рецептор е сензор (чувствителни) нервните клетки от които се простират две придатъци. За носната кухина - кратък дендрит (чувствителен неврон израстък) има най-малко 10 краища ресничките от които са на повърхността на обонятелния епител и се подава в слуз покритие. Към мозъка - процес вече мотор (предаване) на аксон, аксона преплитането с други обонятелните неврони в обонятелния нерв резба, преминаващ през отвора в етмоиден кост на черепа обонятелния - структура на мозъка, който извършва предварителна обработка на информация за миризми. Обонятелния е по-голям, толкова по-остро обоняние на животното, така че кучетата на специално обучено е значително повече в сравнение с много по-голям размер на човешки мозък.
От обонятелния на нервните импулси, въведете основната, а след това по-високо в обонятелните зони на кората, които са съзнателно усещане за характер и мирис на интензитета на. обработка на данните от края на точка за миризми е лимбичната система, която регламентира емоционални и поведенчески реакции.
Как става това?
Молекулите на ароматни вещества, попадащи от въздушния поток в носната кухина, се разтварят в слуз покриващ обонятелния епител и взаимодействат с рецепторни протеини, съдържащи се в мембраната на ресничките на обонятелните неврони. Това взаимодействие променя йонна пропускливост на клетъчната мембрана и генерира електрически импулс, който се предава по аксона на обонятелния нерв клетки продължават до моторните неврони на гръбначния мозък, мускули, даващи команди носа скоба пръстите и се движат далеч - или обратно.
Традиционният подход за изследване на механизмите на обонятелните рецептори се състои в измерване на активността на някои неврони в отговор на различни стимули. За тази цел, обонятелните нервите на животни е свързан електроди и се оставят да се вдишват различни вещества. В резултат на това разбрахме само, че един и същ неврон може да отговори на най-различни вещества, но механизмите на този процес отдавна останаха неясни.
Бък и Excel избра фундаментално нов подход - те се обърнаха към бързо развиващите се генетиката и започна да търси гени, чиято дейност се записва само в обонятелния епител. Първоначално своите експерименти също са били неуспешни, че по-късно Excel обясни наличието на огромен брой рецепторни протеини, реакцията на всеки един от тях до определена миризма е твърде слаб, за да може да бъде открита от съществуващите методи.
За да се справи с този проблем е помогнал учени изобретиха резервоар верига с три предположения значително да намали площта за търсене. Съгласно първия предположението, въз основа на наличната по това време коренно различни научни факти изглеждат трябва само гени на протеини с определена прилика на родопсин - рецепторен протеин, от който се образува електрически импулс в ретината пръти очни клетки без разграничаване на цветовете и отговор на промени в светлината и осигуряват нощно виждане. В допълнение, желаните протеини са обработени към същото семейство и гените, които ги кодират - стават активни само в клетки на обонятелната епител.
В гените на плъхове, които отговарят на трите критерия, го намерили около хиляда - около 1% от целия геном. Всеки стотен ген плъх участва в разпознаването на миризми, което показва изключителната важност на обонятелната система на гризачи - близки роднини на приматите: нашия клон на дървото на еволюцията отклонил преди около 25 милиона години. Търсене в ДНК библиотеки ще бъдат намерени в геномите на други видове (мишки, саламандри, сом, кучета, хора и други животни) гени аналози, свързани с първична обонянието. Въпреки това, за разлика от по-голямата част от животните, в която по-голямата част от тези гени правилно синтезират съответните протеини в различни видове маймуни неактивни 28-36% протеинови гени обонятелни рецептори, и в хуманната - почти 60%. Очевидно е, че мутации, които блокират активността на гените на обонятелните рецептори, започнаха да се натрупват от времето, когато запален обонянието загубила своето значение за оцеляването на човека маймуноподобни предци.
Допълнително проучване на обонятелната система показва, че всеки отделен неврон рецептор може да разпознае множество ароматни молекули, всяка от които активира различни протеинови рецептори на повърхността на мембраната. Такова комбинирано система сигнал кодиране може да разпознае почти неограничен брой аромати.
Същият ефект може да доведе до промени в пространствената структура на молекулите. Например, миризмите на кимион и ментово масло (от известна мента се различава отсъствие охлаждане усещане и по-малко неприятна миризма) осигурява г-карвон, и L-карвон - хирален (от гръцката χειρ - «ръка") изомери, молекули с идентичен химически състав, различаващи един от друг, като предмет на нейния огледален образ.
Освен това, по-голям брой молекули за активиране на по-широк спектър на рецептори, поради което същото съединение може да миришат различно в зависимост от концентрацията.
Най-изненадващо е, например скатол на - хетероциклено съединение, образуван от разлагането на протеинови съединения и придадат специфични миризма изпражнения. В същото време в малки концентрации скатол има приятен мирис и е част от есенцията на парфюм и хранителни продукти.
Най-гъвкави в това отношение са алдехиди. Така, кокосово алдехид в малка концентрация не мирише кокос, праскова и кайсия или и мирис на анизалдехид разреждане като аромат усети прясно сено, бедрата и глог цветя.
Най-неприятни-миришещи сяра-съдържащи съединения включват вещества, започвайки с най-простият - сероводород Н2 S. «Шампионската" между тях се считат меркаптани. Тяхната смес осигурява смрад скункс струя, от които лицето може да припадне. Меркаптани предават уникален аромат на гнило зеле и битова газ: Природният газ не мирише, и от съображения за сигурност той добавя малко izoamilmerkaptana. Серни съединения диалил дисулфид (СН2 = СН-СН2) 2 S2 и Алицин СН2 = СН-СН2 -SO-S-СН2-СН = СН2 осигури остра миризма на чесън и лук миризма основен компонент - allilpropildisulfid СН2 = СН-СН2 -S-S -СН2 СН-СН3. В себе си чесън и лук (принадлежащи към род Allium) Алил поиска: в нея, когато намали с ензимите стават многобройни молекула цистеин аминокиселина, съдържаща -SH сулфхидрилната група. Отличителна черта на тези бисулфидите е, че миризмата е практически невъзможно да се отървете аудио използване паста за зъби или вода за уста. Фактът, че тези съединения, проникващи от стените на червата в кръвния поток, са разпръснати из тялото, включително в белите дробове, където се открояват с издишания въздух.
Обонянието в живота ни
Най-важното е, че обонянието в първите минути на живот, тъй като е само благодарение на него, че бебето разпознава майка си и установи, миришещ кърмата. В следващите няколко месеца, докато зрението на детето не придобива достатъчно острота, светът възприема най-вече чрез миризма. Тъй като те растат по-големи, и формирането на други сетива за мирис загуби смисъла си. В същото време има атрофия (екстинкция) на обонятелни нервните влакна. През първата година от живота на човешкото обоняние острота е намалена с 40-50%, и по-нататък на скоростта и степента на влошаване на способността за разпознаване на миризми, зависи от индивидуалното състояние, пол, начин на живот и влиянието на различни фактори на околната среда. Например, способността да се разграничат пушачи начинаещи миризми се намалява с 50-60% и след това възстановени с 20-30%. спиране на цигарите развива hyperospheresia - обонятелната острота подобрен с около 20% в сравнение с оригинала.
Смята се, че един човек е по-чувствителни към неприятни миризми. Почти винаги, като неприятното ние възприемаме миризми, сигнализация за опасност: да не се яде развалено месо или гнили плодове, стойте далеч от сероводород, хлор, амоняк, не да се потопите в изпражнения - те могат да бъдат яйца от хелминти, Entamoeba histolytica и други холера. Тези от нашите предци (все още покрити с люспи вместо кожа), в която не е за възникването на тези сдружения, разчиствате естествения подбор. Въпреки, че има и изключения - например чесън, който изцяло попада в обхвата на популярната поговорка: "Не му мирише" :)
Въпреки това, веществата, които могат да се чувстват в най-малките концентрации, миришат хубаво. Записът е отдавна се смята ванилин: възможно е да се миризма при концентрация от 2 х 10 -11 грама на литър въздух. Въпреки това, по-скоро стана ясно, че един от най-изомери на хиралния вещество, наречено вино лактон (той придава сладки вина кокосово-вкусови) се усеща при концентрация от две хиляди пъти по-малко: едно stotrillionnaya (10 -14) грама в 1 литър въздух. А аромат нейния огледален изомер (на фигурата - вдясно) може да се усети само при концентрация от 11 порядъка по-голяма - 1 мг / л.
Жените като цяло имат по-остро обоняние, продължавайки да по-напреднала възраст. Въпреки това, парадоксално, професии, свързани с дискриминация на миризми, са изключително мъжки. Фактът, че хормонални промени по време на месечния цикъл на женското тяло, се отразяват на работата на различните органи и системи, включително и обонянието. В резултат на това, в началото на цикъла при жените, често развиват временен hyposphresia - намалена чувствителност към миризми. Това не се наблюдава при прием на хормонални контрацептиви, чрез която постоянно поддържа хормони в тялото, но е ясно, че приема на таблетките не трябва да се изисква да набиране на персонал.
Без обонянието храната ни ще бъде почти без вкус. Човешки вкусови рецептори диференцират само четири усещания: сладко, солено, кисело и горчиво, а останалите най-различни вкусове на храни и напитки осигури комбинация от ароматни. Когато лоша настинка, когато горният конха "запушена" и включва въздушни аромати за тях просто не се получи, всичко изглежда безвкусен и блудкав. Експериментите показаха, че ако един човек с притискане на носа и все още със завързани очи, за да го лиши от визуални асоциации за използване на продуктите, че е малко вероятно да бъде в състояние да се разграничат една ябълка от картофи или червено вино от кафето.
Ароматите са в състояние да променят функционирането на различните системи на организма. Най-очевидният пример - повишено слюноотделяне и храносмилателни сокове от готвенето миризми. Остри и неприятни миризми (например, амоняк) повишаване на кръвното налягане и ускоряване на сърдечния ритъм и приятен - Обратно, по-ниско налягане, забавен пулс и предизвикват повишаване на температурата на кожата, че релаксира и успокоява човека.
Друг, може би най-озадачаващо въпрос в науката за миризма - тяхната роля в сексуалното поведение на Хомо сапиенс. Това ще бъде обсъдено в следващата статия.
Прочетете статии по темата:
Свързани статии