Das menschliche Gehirn empfängt und verarbeitet ständig Signale, die von der Außenwelt kommen, mit Hilfe spezieller Systeme, die Analysatoren genannt werden. Ihre Struktur und Arbeitsmerkmale wurden vom brillanten russischen Wissenschaftler I. P. Pavlov eingehend untersucht. Es stellte sich heraus, dass die Zusammensetzung aller sensorischen Systeme drei Strukturen umfasst: den peripheren Abschnitt, die Leitung und die Kortikalis.
Zum Beispiel wird in dem Analysator, der Gerüche wahrnimmt, der erste Teil durch Geruchsrezeptoren repräsentiert, dann folgen Nerven, und schließlich umfasst der letzte Teil eine Region in der Großhirnrinde. Die Nervenzellen, die Reize (verschiedene Gerüche) als erste wahrnehmen, befinden sich in der Schleimhaut der Nasenhöhle, und die Rezeptoren, die den Geschmack unterscheiden, befinden sich auf der Oberfläche der Mund- und Zungenschleimhaut. Außerdem spüren wir bitteren, süßen, salzigen und sauren Geschmack in ihren verschiedenen Teilen.
In unserem Artikel werden wir herausfinden, was Geschmacks- und Geruchsrezeptoren sind, und auch den physiologischen Mechanismus bestimmenAuftreten entsprechender Empfindungen im menschlichen Körper.
Was ist ein Rezeptor?
Dieser Begriff, der in der Physiologie der höheren Nervenaktivität verwendet wird, beginnend mit den Studien von P. Erlich und P. Anokhin, hat mehrere Bedeutungen. Am aufschlussreichsten ist das Folgende: Ein Rezeptor ist ein Element des Nerven- oder Hormonsystems, das biologische Substanzen – Mediatoren chemischer oder neurogener Natur – anheften und binden kann. Nach der Theorie der Nervenenden fällt diese Formation räumlich mit dem Molekül einer Geruchs- oder Geschmackssubstanz zusammen, wie ein Schlüssel und ein Schloss. Dies ist ein Signal für das Auftreten eines Erregungsprozesses in den Geruchsrezeptoren, die sich im peripheren Teil des Analysators befinden. Es wird an die folgenden Teile des olfaktorischen Wahrnehmungssystems weitergeleitet, in denen die Analyse der empfangenen Informationen stattfindet.
Aufbau einer Nervenzelle
Neurozyt hat nicht nur einen Körper, sondern auch zwei Arten von Prozessen. Ein Axon ist ein sehr langes Ende, das dazu dient, bereits in kurzen Ästen (Dendriten) entstandene Nervenimpulse weiterzuleiten. Ihr Komplex mit Stützzellen epithelialen Ursprungs und interzellulärer Substanz, Glia, wird wie eine Rezeptorformation aussehen. Das Funktionsprinzip ihrer verschiedenen Typen, zum Beispiel Nervenenden, die Chemikalien wahrnehmen, zu denen Geruchsrezeptoren gehören, beruht letztendlich auf der Übertragung der Erregung auf die kortikale Region des Gehirns. Betrachten Sie es weiter.
Mechanismus der Rezeptoraktivität
Es kann in folgender Form dargestellt werden: Erstens gibt es eine Wahrnehmung von Reizen und eine Veränderung unter ihrer Wirkung der Polarisierung seiner Membran. Auch eine Veränderung der räumlichen Anordnung von Signalproteinen, die sich auf der Oberfläche von Dendriten befinden, ist möglich. All dies verursacht die Erzeugung von Aktionspotentialen und infolgedessen das Auftreten von Nervenimpulsen im Neuron. Wie sich herausstellte, sind Geruchsrezeptoren in der Lage, eine winzige Menge von Molekülen verschiedener gasförmiger Substanzen einzufangen, dh sie haben eine niedrige Empfindlichkeitsschwelle. Wie wirkt sich die Wahrnehmung dieser Verbindungen auf den Zustand unseres Körpers aus?
Welt der Gerüche
In V. Pikuls Werk "Die duftende Symphonie des Lebens" suchte der arme Parfümeur erfolglos die Hand und das Herz der Hauptfigur. Um seinen Rivalen (einen berühmten Sänger) zu ärgern, hat er sich folgendes einfallen lassen. Der junge Mann brachte zum Konzert einen großen Korb mit duftenden Veilchen und stellte ihn auf das Klavier. Dem Künstler gelang kein einziger hoher Ton, und seine Uraufführung scheiterte. Wie sich herausstellte, wusste der Parfümeur mit Sicherheit, dass die menschlichen Geruchsrezeptoren, die den Geruch von Veilchen wahrnehmen, die Stimmbänder beeinflussen und ihre Arbeit stören.
In der Tat ist der Geruchsanalysator eines der empfindlichsten und am wenigsten untersuchten Arten von sensorischen Systemen. Seine Aktivität ist eng mit der Geschmackswahrnehmung verbunden und beeinflusst stark den emotionalen und physischen Zustand des menschlichen Körpers. Auf dieser Geruchseigenschaft entstand ein medizinischer Zweig wie die Aromatherapie. Es ist bekannt, dass die Gerüche von Lavendel und Rosmarin, dieGeruchsrezeptoren wahrnehmen, das Nervensystem beruhigen und Stress abbauen. Das Aroma von Zitrone hilft, sich zu konzentrieren, während Eukalyptus und Jasmin die Effizienz steigern.
Chemorezeptor-Sinnessysteme
Der Olfactory Analyzer wandelt Irritationen durch chemische Partikel in Geruchsempfindungen um. Es hilft einer Person, giftige, gefährliche Verbindungen in der Luft einzufangen oder ungeeignete Lebensmittel zu identifizieren. Dies ist lebensnotwendig und eine schützende adaptive Eigenschaft des Organismus. So nimmt der Geruchsrezeptor die ätzenden, reizenden Schleimhäute der Atemwege und der Lunge wahr, den Geruch von Ammoniak in einer Dosis von nur 70 Molekülen pro 1 ml Wasser. Als Chemorezeptor leitet es die Erregung an den Riechnerv weiter. Von dort gelangen Nervenimpulse in die Tiefe des Schläfenlappens der Großhirnrinde, wo die Riechzone lokalisiert ist. Beachten Sie auch, dass die Zotten der Geruchsrezeptoren auf minimale Konzentrationen von Chemikalien reagieren können: 2 bis 8 Moleküle in 1 ml Luft.
Nase als Geruchsorgan
In der Schleimhaut der oberen und teilweise mittleren Nasengänge befinden sich auf einer Fläche von 2,6 bis 5 cm2 Neurozyten, in Gruppen von 8-10 Zellen. Sie sind mit unterstützenden zellulären Elementen verbunden und haben Haare, die Fibrillen enth alten. Riechzellen enth alten eine große Anzahl von RNA-Molekülen im Zytoplasma. Dies ist auf einen hohen Stoffwechsel und aktiv ablaufende Reaktionen der Proteinbiosynthese zurückzuführen. Prozesse-Dendritendirekten Kontakt mit den Molekülen riechender gasförmiger Substanzen. Das sind Geruchsrezeptoren. Chemische Verbindungen spielen die Rolle von Reizen, unter deren Einfluss die Membranen von Nervenzellen depolarisieren. Dieser Prozess kann durch entzündliche Reaktionen infolge von Atemwegs- oder allergischen Erkrankungen der oberen Atemwege verlangsamt werden. Die epitheliale Auskleidung der Nase schwillt an und sondert überschüssigen Schleim ab. Dies führt zu einer Abnahme der Empfindlichkeit von Nervenenden und einer Verschlechterung der Geruchsunterscheidung bis hin zum vollständigen Verlust von Geruchs- und Geschmacksempfindungen.
Was bestimmt die Empfindlichkeit von Rezeptoren?
Geruchsrezeptoren befinden sich in der Schleimhaut der oberen Atemwege, sodass das Auftreten bestimmter Geruchsempfindungen in erster Linie von der Konzentration des Geruchsstoffs in der Atemluft beeinflusst wird. Aus Rosenblättern gepresstes dickflüssiges Öl hat also einen unangenehmen, schwer wahrnehmbaren Geruch. Das zarte Rosenaroma entf altet sich erst, wenn das Ölkonzentrat stark verdünnt wird.
Spezialisten identifizieren sechs Grundempfindungen. Dazu gehören Gerüche: harzig, blumig, würzig, faulig, fruchtig, verbrannt. Entsprechend den physiologischen Wahrnehmungsmerkmalen werden saubere, irritierende und gemischte Gerüche wahrgenommen. Die Empfindlichkeit der Nervenenden für sie nimmt ab, wenn eine Person Raucher ist oder Alkohol missbraucht.
Wissenschaftliche Theorien zur Entstehung des Geruchs
Unter Wissenschaftlern gibt es keine einheitliche Ansicht über die Essenz des MechanismusGeruchswahrnehmung. Am bekanntesten ist die stereochemische Theorie, nach der die Nervenenden von Neuronen die Hauptrolle bei der Bestimmung des chemischen Reizes spielen. Geruchsrezeptoren sind eine Art Antennen, die Geruchsmoleküle einfangen und die Struktur ihrer eigenen Membranproteine entsprechend der räumlichen Anordnung von Partikeln chemischer Verbindungen verändern. Als Ergebnis dieses Prozesses wird die Neuronenmembran polarisiert und es kommt zu einem Nervenimpuls, d.h. das Auftreten von Geruch hat eine doppelte Natur: chemisch und neurogen.
Wir stellen auch fest, dass Wissenschaftler das Konzept des Geruchspigments verwenden, um das Auftreten von Gerüchen zu erklären. Diese Substanz hat das gleiche Wirkprinzip wie Rhodopsin und Jodopsin - Verbindungen, die Teil der Sehrezeptoren der Netzhaut sind: Stäbchen und Zapfen. Die aktiven Moleküle des Riechpigments enth alten Elektronen in einem angeregten Zustand, da Geruchsstoffe auch den Übergang geladener Teilchen in höhere Energieniveaus bewirken. Bei der Rückkehr in die stationäre Umlaufbahn geben die Elektronen ein Energiequantum ab, das für eine Erregung in den Nervenenden des Riechneurons sorgt.
Methoden zur Bestimmung der Geruchsschärfe
Einige Berufe (z. B. Parfümeur oder Verkoster) erfordern eine erhöhte Sensibilität des Geruchs- und Geschmackssinns. Die starke Empfindlichkeit der Rezeptoren des Geruchsanalysators gegenüber Gerüchen ist oft eine angeborene Eigenschaft des menschlichen Körpers, kann sich aber auch nach längerer Zeit entwickelnTrainingseinheiten. Es gibt einen Test, der mit einem Gerät durchgeführt wird - einem Olfaktometer. Sie definiert die Wahrnehmungsschwelle: die Mindestmenge eines Stoffes, die eine entsprechende Geruchsempfindung hervorrufen kann.
Es wird bei der Diagnose von Anosmie verwendet, um die maximal zulässigen Konzentrationen toxischer flüchtiger Substanzen in Industrieemissionen zu berechnen. Bei der Arbeit von sanitären und epidemiologischen Labors ist die Olfaktometrie erforderlich, um die Ursachen von Massenvergiftungen in Unternehmen, in öffentlichen Catering-Einrichtungen und in Schulen festzustellen.