Мозок людини постійно приймає і переробляє сигнали, що надходять із зовнішнього світу з допомогою спеціальних систем, званих аналізаторами. Їх будова та особливості роботи були детально вивчені геніальним російським вченим В. П. Павловим. Виявилося, що до складу всіх сенсорних систем входять три структури: периферичний відділ, провідниковий і кірковий. Наприклад, в аналізаторі, сприймаючому запахи, перша частина представлена нюховими рецепторами, потім слідують нерви, і, нарешті, остання частина включає в себе ділянку в корі великого мозку. Нервові клітини, які першими сприймають подразники (різні запахи), знаходяться в слизовій оболонці порожнини носа, а рецептори, различающие смак – на поверхні слизової оболонки рота та язика. Причому гіркий, солодкий, солоний і кислий смак ми відчуваємо їх різними ділянками.


У нашій статті ми з'ясуємо, що являють собою смакові і нюхові рецептори, а також визначимо фізіологічний механізм виникнення відповідних відчуттів в організмі людини.

Що таке рецептор?

Даний термін, використовуваний у фізіології вищої нервової діяльності, починаючи з досліджень П. Ерліха і П. Анохіна, має кілька значень. Найбільш інформативним є наступне: рецептор - це елемент нервової або ендокринної системи, здатний приєднувати і пов'язувати біологічні речовини-медіатори, що мають хімічну або нейрогенну природу. Згідно теорії нервових закінчень, це утворення просторово збігається з молекулою пахучого або смакової речовини, як ключ і замок. Це є сигналом для виникнення в нюхових рецепторах, розташованих в периферичному відділі аналізатора, процесу збудження. Воно передається далі в наступні частини нюхової сприймаючої системи, в яких і відбувається аналіз інформації, що надійшла.

Будова нервової клітини

Нейроцит має не тільки тіло, але і два види відростків. Аксон – дуже довге закінчення, яке служить для передачі вже виникли в коротких гілочках (дендритах) нервових імпульсів. Їх комплекс з опорними клітинами епітеліального походження і міжклітинною речовиною, глией, і буде мати вигляд рецепторного освіти. Принцип дії різних їх видів, наприклад, нервових закінчень, які сприймають хімічні речовини, до яких відносяться нюхові рецептори, зводиться в зрештою до передачі збудження в кірковий відділ головного мозку. Розглянемо його далі.

Механізм рецепторної активності

Його можна представити в наступному вигляді: спочатку відбувається сприйняття подразнень і їх зміна під дією поляризації своєї мембрани. Можлива також і модифікація просторової конфігурації сигнальних білків, розташованих на поверхні дендритів. Все це викликає генерацію потенціалів дії і, як наслідок, поява в нейроні нервових імпульсів. Як з'ясувалося, нюхові рецептори здатні вловлювати мізерна кількість молекул різних газоподібних речовин, тобто вони мають низький поріг чутливості. Як же впливає сприйняття цих сполук на стан нашого організму?

Світ запахів

У творі Ст. Пікуля "Запашна симфонія життя" бідний парфумер безуспішно домагався руки і серця головної героїні. Щоб досадити своєму суперникові (відомому співакові), він придумав таке. Юнак приніс на концерт велику корзину запашних фіалок і поставив її на кришку рояля. Художник не вдалося взяти ні однієї високої ноти, і його прем'єра провалилася. Парфумер, виявляється, точно знав, що нюхові рецептори людини, що вловлюють запах фіалки, впливають на голосові зв'язки, порушуючи їх роботу. Дійсно, нюховий аналізатор – один з найбільш чутливих і недостатньо вивчених видів сенсорних систем. Його діяльність тісно пов'язана зі сприйняттям смаку і сильно впливає на емоційний і фізичний стан організму людини. На цій властивості нюху виникла така галузь медицини, як ароматерапія. Відомо, що запахи лаванди і розмарину, які сприймають нюхові рецептори, заспокоюють нервову систему і знімають стрес. Аромат лимона сприяє концентрації уваги, а евкаліпт і жасмин підвищують працездатність.

Хеморецепторние сенсорні системи

Нюховий аналізатор трансформує подразнення, викликані частками хімічних речовин, відчуття запаху. Він допомагає людині уловлювати в повітрі токсичні, небезпечні для здоров'я сполуки або визначати непридатні до їжі харчові продукти. Це життєво необхідно і є захисним пристосувальних властивістю організму. Так, їдкий, неприємний слизові оболонки дихальних шляхів і легенів запах аміаку нюховий рецептор сприймає в дозі всього 70 молекул в 1 мл води. Будучи хеморецептором, він передає збудження в нюховий нерв. Звідти нервові імпульси надходять у глибину скроневої частки кори головного мозку, де локалізується нюхова зона. Зазначимо також, що ворсинки рецепторів, що сприймають запахи, здатні реагувати на мінімальні концентрації хімічних речовин: від 2 до 8 молекул в 1 мл повітря.

Ніс як орган нюху

У слизовій оболонці верхнього та частково середніх носових ходів, на площі від 26 до 5 см 2 , розташовуються нейроцити, групами по 8-10 клітин. Вони пов'язані з опорними клітинними елементами і мають волоски, що містять всередині фібрили. Нюхові клітини містять в цитоплазмі велику кількість молекул РНК. Це пов'язано з високим обміном речовин і активно протікають реакціями біосинтезу білка. Відростки-дендрити безпосередньо контактують з молекулами пахучих газоподібних речовин. Це нюхові рецептори. Хімічні сполуки відіграють роль подразників, під дією яких мембрани нервових клітин деполяризуются. Цей процес може сповільнюватися через запальних реакцій, що виникають внаслідок респіраторних або алергічних захворювань верхніх дихальних шляхів. Епітеліальна оболонка носа набрякає, секретируя надлишкова кількість слизу. Це призводить до зниження чутливості нервових закінчень і погіршення розрізнення запахів, аж до повної втрати нюхових, а також смакових відчуттів.

Від чого залежить чутливість рецепторів?

Нюхові рецептори знаходяться в слизовій оболонці верхніх дихальних шляхів, тому на виникнення певних відчуттів запаху впливає насамперед концентрація пахучої речовини, що міститься у вдихуваному повітрі. Так, густе масло, вичавлена з пелюсток троянди, має неприємний, важко визначається запах. Тонкий аромат троянд з'являється тільки при сильному розведенні масляного концентрату. Фахівці виділяють шість базових відчуттів. До них відносяться і запахи: смолистий, квітковий, пряний, гнилісний, фруктовий, горілий. За фізіологічними характеристиками сприйняття виявляють чисті, дратівливі і змішані запахи. Чутливість нервових закінчень до них знижується, якщо людина є курцем або зловживає алкоголем.

Наукові теорії виникнення нюху

Серед вчених немає єдиного погляду на сутність механізму сприйняття запахів. Найбільш визнаною можна вважати стереохимическую теорію, згідно з якою головна роль у визначенні хімічного подразника належить нервових закінченнях нейронів. Нюхові рецептори – це своєрідні антени, що вловлюють молекули запаху і змінюють структуру власних мембранних білків згідно з просторовою конфігурацією часток хімічних сполук. Внаслідок цього процесу мембрана нейрона поляризується, і виникає нервовий імпульс, тобто виникнення запаху має двоїсту природу: хімічну і нейрогенну. Зазначимо також, що у поясненні виникнення запаху вчені застосовують поняття нюхового пігменту. Ця речовина має такий же принцип дії, як родопсин і йодопсин – сполуки, що входять до складу зорових рецепторів сітківки ока: паличок і колбочок. Активні молекули нюхового пігменту містять електрони в збудженому стані, так як пахучі речовини викликають і перехід заряджених частинок на більш високі енергетичні рівні. Повертаючись на стаціонарні орбіти, електрони випромінюють квант енергії, що забезпечує виникнення збудження в нервовому закінченні нюхового нейрона.

Методи визначення гостроти нюху

Деякі професії (наприклад, парфумера або дегустатора) вимагають підвищеної чутливості органів нюху і смаку. Сильна чутливість рецепторів нюхового аналізатора до запахів часто є вродженою властивістю організму людини, проте вона може розвинутися і після тривалих тренувань. Існує тест, який проводять приладом – ольфактометром. Він визначає поріг сприйняття: мінімальна кількість речовини, здатне викликати відповідне нюхове відчуття. Його використовують у постановці діагнозу аносмія, для обчислення гранично допустимих концентрацій токсичних летких речовин у викидах промислового виробництва. Необхідно застосування ольфактометрии в роботі санітарно-епідеміологічних лабораторій для встановлення причин виникнення масових отруєнь на підприємствах, в місцях громадського харчування, у школах.