Creierul uman primește și procesează în mod constant semnale care vin din lumea exterioară cu ajutorul unor sisteme speciale numite analizoare. Structura și trăsăturile lor de lucru au fost studiate în detaliu de strălucitul om de știință rus I. P. Pavlov. S-a dovedit că compoziția tuturor sistemelor senzoriale include trei structuri: secțiunea periferică, de conducere și corticală.
De exemplu, în analizatorul care percepe mirosurile, prima parte este reprezentată de receptorii olfactivi, apoi urmează nervii, iar în final, ultima parte include o regiune din cortexul cerebral. Celulele nervoase care percep primele stimuli (diverse mirosuri) sunt situate în membrana mucoasă a cavității nazale, iar receptorii care disting gustul se află pe suprafața mucoasei gurii și a limbii. În plus, simțim gustul amar, dulce, sărat și acru în diferitele lor părți.
În articolul nostru vom afla ce sunt receptorii gustativi și olfactivi și, de asemenea, vom determina mecanismul fiziologicapariția senzațiilor corespunzătoare în corpul uman.
Ce este un receptor?
Acest termen, folosit în fiziologia activității nervoase superioare, începând cu studiile lui P. Erlich și P. Anokhin, are mai multe semnificații. Cel mai informativ este următorul: un receptor este un element al sistemului nervos sau endocrin, capabil să atașeze și să lege substanțe biologice-mediatori de natură chimică sau neurogenă. Conform teoriei terminațiilor nervoase, această formație coincide spațial cu molecula unei substanțe mirositoare sau gustative, precum o cheie și o broască. Acesta este un semnal pentru apariția unui proces de excitație în receptorii olfactivi localizați în secțiunea periferică a analizorului. Acesta este transmis în continuare următoarelor părți ale sistemului de percepție olfactiv, în care are loc analiza informațiilor primite.
Structura unei celule nervoase
Neurocitul are nu numai un corp, ci și două tipuri de procese. Un axon este o terminație foarte lungă care servește la transmiterea impulsurilor nervoase care au apărut deja în ramuri scurte (dendrite). Complexul lor cu celule de susținere de origine epitelială și substanță intercelulară, glia, va arăta ca o formațiune de receptor. Principiul de funcționare a diferitelor lor tipuri, de exemplu, terminațiile nervoase care percep substanțele chimice, care includ receptorii olfactivi, se reduce în cele din urmă la transferul excitației în regiunea corticală a creierului. Luați în considerare mai departe.
Mecanismul activității receptorului
Poate fi prezentat sub următoarea formă: în primul rând, există o percepție a stimulilor și o schimbare sub acțiunea lor a polarizării membranei sale. Modificarea configurației spațiale a proteinelor semnal situate pe suprafața dendritelor este de asemenea posibilă. Toate acestea determină generarea potențialelor de acțiune și, ca urmare, apariția impulsurilor nervoase în neuron. După cum sa dovedit, receptorii olfactivi sunt capabili să capteze o cantitate mică de molecule de diferite substanțe gazoase, adică au un prag de sensibilitate scăzut. Cum afectează percepția acestor compuși starea corpului nostru?
Lumea mirosurilor
În lucrarea lui V. Pikul „Simfonia parfumată a vieții”, bietul parfumier a căutat fără succes mâna și inima personajului principal. Pentru a-și enerva rivalul (un cântăreț celebru), a venit cu următoarele. Tânărul a adus la concert un coș mare cu violete parfumate și l-a așezat deasupra pianului. Artistul nu a reușit să atingă o singură notă în altă, iar premiera sa a eșuat. Se pare că parfumierul știa cu siguranță că receptorii olfactivi umani, captând mirosul de violete, afectează corzile vocale, perturbându-le activitatea.
Într-adevăr, analizorul olfactiv este unul dintre cele mai sensibile și mai puțin studiate tipuri de sisteme senzoriale. Activitatea sa este strâns legată de percepția gustului și afectează puternic starea emoțională și fizică a corpului uman. Pe această proprietate a mirosului a apărut o ramură a medicinei precum aromaterapia. Se știe că miroase a lavandă și rozmarin, carepercep receptorii olfactivi, calmează sistemul nervos și ameliorează stresul. Aroma de lămâie ajută la concentrare, în timp ce eucaliptul și iasomia măresc eficiența.
Sisteme senzoriale chemoreceptoare
Analizorul olfactiv transformă iritațiile cauzate de particulele chimice în senzații de miros. Ajută o persoană să prindă compuși toxici și periculoși în aer sau să identifice alimente nepotrivite. Acest lucru este vital și este o proprietate adaptivă protectoare a organismului. Deci, receptorul olfactiv percepe mucoasele caustice, iritante ale tractului respirator și plămânilor, mirosul de amoniac în doză de doar 70 de molecule la 1 ml de apă. Fiind un chemoreceptor, transmite excitația nervului olfactiv. De acolo, impulsurile nervoase intră în profunzimea lobului temporal al cortexului cerebral, unde este localizată zona olfactivă. De asemenea, rețineți că vilozitățile receptorilor de miros sunt capabile să răspundă la concentrații minime de substanțe chimice: de la 2 la 8 molecule în 1 ml de aer.
Nasul ca organ al mirosului
În membrana mucoasă a căilor nazale superioare și parțial mijlocii, pe o suprafață de 2,6 până la 5 cm2, există neurocite, în grupe de 8-10 celule. Sunt asociate cu elemente celulare de susținere și au fire de păr care conțin fibrile în interior. Celulele olfactive conțin un număr mare de molecule de ARN în citoplasmă. Acest lucru se datorează unui metabolism ridicat și reacțiilor active de biosinteză a proteinelor. Procese-dendritecontact direct cu moleculele substanțelor gazoase mirositoare. Aceștia sunt receptori olfactivi. Compușii chimici joacă rolul unor stimuli, sub influența cărora membranele celulelor nervoase se depolarizează. Acest proces poate fi încetinit din cauza reacțiilor inflamatorii rezultate din boli respiratorii sau alergice ale tractului respirator superior. Mucoasa epitelială a nasului se umflă, secretând excesul de mucus. Aceasta duce la o scădere a sensibilității terminațiilor nervoase și la o deteriorare a discriminării mirosurilor, până la pierderea completă a senzațiilor olfactive și gustative.
Ce determină sensibilitatea receptorilor?
Receptorii olfactivi sunt localizați în membrana mucoasă a tractului respirator superior, astfel încât apariția anumitor senzații de miros este afectată în primul rând de concentrația substanței mirositoare în aerul inhalat. Deci, uleiul gros stors din petale de trandafir are un miros neplăcut, greu de detectat. Aroma delicată a trandafirilor apare doar atunci când concentratul de ulei este puternic diluat.
Specialistii identifică șase senzații de bază. Acestea includ mirosuri: rășinoase, florale, picante, putrede, fructate, ars. În funcție de caracteristicile fiziologice ale percepției, sunt detectate mirosuri curate, iritante și amestecate. Sensibilitatea terminațiilor nervoase la acestea scade dacă o persoană este fumătoare sau abuzează de alcool.
Teorii științifice ale originii mirosului
Printre oamenii de știință nu există o viziune unică asupra esenței mecanismuluipercepția mirosului. Cea mai recunoscută poate fi considerată teoria stereochimică, conform căreia rolul principal în determinarea stimulului chimic revine terminațiilor nervoase ale neuronilor. Receptorii olfactivi sunt un fel de antene care captează moleculele de miros și schimbă structura propriilor proteine de membrană în conformitate cu configurația spațială a particulelor de compuși chimici. Ca urmare a acestui proces, membrana neuronului este polarizată și are loc un impuls nervos, adică apariția mirosului are o dublă natură: chimică și neurogenă.
De asemenea, observăm că oamenii de știință folosesc conceptul de pigment olfactiv pentru a explica aspectul mirosului. Această substanță are același principiu de acțiune ca rodopsina și iodopsina - compuși care fac parte din receptorii vizuali ai retinei: tije și conuri. Moleculele active ale pigmentului olfactiv conțin electroni în stare excitată, deoarece substanțele mirositoare determină și tranziția particulelor încărcate la niveluri de energie mai ridicate. Revenind la orbite staționare, electronii emit un cuantum de energie, care asigură apariția excitației în terminația nervoasă a neuronului olfactiv.
Metode pentru determinarea acuității mirosului
Unele profesii (de exemplu, un parfumier sau un degustător) necesită o sensibilitate crescută a simțurilor mirosului și gustului. Sensibilitatea puternică a receptorilor analizorului olfactiv la mirosuri este adesea o proprietate înnăscută a corpului uman, dar se poate dezvolta și după o perioadă prelungită.antrenamente. Există un test care se efectuează cu un dispozitiv - un olfatometru. Acesta definește pragul perceptiv: cantitatea minimă dintr-o substanță care poate provoca o senzație olfactivă corespunzătoare.
Se folosește în diagnosticul anosmiei, pentru a calcula concentrațiile maxime admise de substanțe toxice volatile în emisiile industriale. Este necesară utilizarea olfactometriei în activitatea laboratoarelor sanitare și epidemiologice pentru a stabili cauzele otrăvirii în masă la întreprinderi, în locurile de alimentație publică și în școli.