«Он пил этот запах, утопал в нем, напитывался им до самой последней внутренней поры»
Патрик Зюскинд, «Парфюмер»
«Живите жизнью, в которой будете замечать запах соленой морской воды, разносимый холодным бризом, и ястреба с красным хвостом, горделиво парящего над озером», — советует известная американская писательница Анна Квиндлен (Anna Quindlen) в своей книге «Краткое руководство к счастливой жизни» (Short Guide to a Happy Life).
Сьюзен Зонтаг (Susan Sontag), режиссер театра и кино, литературный и художественный критик, успешная писательница, говорит, что одними из ее любимых вещей являются запахи свежескошенной травы и постиранного белья.
Джон Стейнбек (John Steinbeck), американский прозаик, автор многих всемирно известных повестей и романов, в своей книге «К востоку от эдема» (1952) пишет так: «Возможно, вся твоя прошлая жизнь была серой, ты жил в мрачном унылом краю, среди мрачных унылых деревьев. Но вдруг пришло озарение! И вот уже песнь сверчка пленяет твой слух, земля посылает тебе свои запахи, и рябь солнца, просеянная сквозь листву, ласкает взгляд».
Любое ваше воспоминание так или иначе связано с какими-то запахами. Американская писательница, поэтесса и историк Диана Аккерман (Diane Ackerman), ставшая известной благодаря книге «Естественная история чувств» (A Natural History of the Senses), пишет об этом феномене следующее:
«Обоняние человека практически всегда безошибочно, однако описать другому человеку незнакомый для него запах у вас не выйдет...
Мы видим что-то только тогда, когда вокруг достаточно света, слышим только тогда, когда звук достаточно громкий, ощущаем вкус, когда пища оказывается у нас во рту. Но запахи мы чувствуем всегда. Каждый вдох — это новая палитра ароматов.
Закройте глаза — и вы не сможете ничего увидеть, закройте уши — и на несколько секунд окружающий мир смолкнет. Прекратите дышать — и вы умрете».
Иллюстрация Венди МакНотон (Wendy MacNaughton) к книге Ричарда Беттса (Richard Betts) «The Essential Scratch and Sniff Guide to Becoming a Wine Expert»
Ежедневно человек делает 23 040 вдохов и выдохов, потребляя при этом 438 кубических футов воздуха, вдыхая который он всегда ощущает разнообразные запахи, исходящие от деревьев, цветов, земли, животных, пищи, других людей, промышленной деятельности и т. д. Однако при попытке описать тот или иной аромат мы всегда прибегаем к каким-то эфемерным сравнениям, вроде «это было похоже на запах яблоневого цвета» или «по-моему, немного отдает аммиаком».
Причина заключается в том, что связь между центром речи и совокупностью структур конечного мозга, связанных с восприятием запахов, слишком слабая, чего никак нельзя сказать о связи между обонятельным мозгом и гиппокампом (часть лимбической системы, ответственная за долгосрочную память).
«Когда я подношу к носу фиалку, молекулы ее аромата проникают в верхнюю область моей носовой полости, где в толще слизистой оболочки залегают обонятельные рецепторные клетки, образующие обонятельный эпителий. Каждая рецепторная клетка имеет около 10-12 тонких отростков (“ресничек”), основная функция которых состоит в улавливании молекул пахучих веществ. В результате такого контакта в рецепторной клетке рождает нервный импульс, который по обонятельной нити (центральные отростки рецепторных клеток) устремляется в головной мозг.
В отличии от нейронов глазного яблока и внутреннего уха, повреждение которых приводит к непоправимому ухудшению работы обоих органов, повреждение обонятельного эпителия не несет в себе никаких угроз, поскольку каждые 2-4 недели рецепторные клетки полностью обновляются».
Запах является одним из наиболее сильных эмоциональных триггеров. К примеру, человеку достаточно просто почувствовать запах своего возлюбленного, чтобы он начал испытывать приятное волнение.
«Запах способен пробудить самые сильные воспоминания, образы и, казалось бы, давно забытые ощущения. Когда вы даете человеку духи, вы даете ему жидкую память. Киплинг был абсолютно прав: “Духи заставляют сердечные струны звенеть сильнее, чем звуки и взгляды”».
В книге «Естественная история чувств» Диана Аккерман приводит классификацию основных природных запахов и объясняет, почему синтетические парфюмерные композиции пользуются большей популярностью, чем натуральные:
«Все запахи делятся на несколько основных категорий: мятные (мятные конфеты), цветочные (розы), эфирные (груши), мускусные (мускус), смолистые (камфара), отталкивающие (протухшие яйца) и резкие (уксус). Тем не менее, поскольку сегодня большинство парфюмов создаются синтетическим путем, потребности в натуральных веществах практически не возникает.
Как известно, первыми искусственными духами, созданными на альдегидной основе, являются культовые Chanel No. 5. Когда в 1954 году журналист спросил у Мэрилин Монро, что она надевает, когда ложится спать, актриса кокетливо ответила “Несколько капель Chanel No. 5”.
Верхней нотой популярного женского аромата является альдегид (синтетический цветочный запах) — его вы чувствуете первым. Потом ваш нос улавливает среднюю ноту (жасмин, роза, иланг-иланг и ландыш) и, наконец, базовую, которую часто называют “шлейфом аромата” (ветивер, ваниль, дубовый мох, сандаловое дерево, амбра, мускус и пачули)».
Далеко не все окружающие нас предметы имеют свой запах, поскольку одним из основных условий его возникновения является летучесть того или иного вещества (свойство молекул отрываться от поверхности жидких и твердых тел). Так, попадая в открытый космос, астронавты теряют способность ощущать вкус и запах, поскольку в условиях невесомости процесс испарения происходит в несколько раз медленнее.
Ни для кого не секрет, что человек различает всего 4 основных вкуса — соленый, кислый, горький и сладкий. То есть, большинство вкусовых качеств пищи определяются ничем иным, как ее запахом. Посудите сами: чаще всего желание отведать «чего-нибудь вкусненького» вызвано каким-то приятным ароматом. :)
Некоторые химики пошли настолько далеко в развитии данной теории, что начали утверждать, будто вино — это насыщенная различными ароматами абсолютно безвкусная жидкость. Согласно данной гипотезе, человек, страдающий насморком, не в состоянии отличить вино от простой воды. :)
На сегодняшний день существует огромное количество исследований, объясняющих, как работает обонятельная система человека. Но несмотря на то, что число нераскрытых секретов все еще остается большим, в одном мы можем быть абсолютно уверены — в жизни каждого из нас запахи играют далеко не второстепенную роль. :)
Является периферической частью обонятельного анализатора. Различают основной орган обоняния, представленный обонятельной областью слизистой оболочки носа, и вомероназальный (якобсонов) орган. Последний имеет вид парных эпителиальных трубок, замкнутых с одного конца и открывающихся в полость носа другим, расположенных в толще перегородки носа, на границе между хрящом перегородки и сошником. Вомероназальный орган воспринимает ферамоны, связанные с функциями половых органов и эмоциональной сферой.
Орган обоняния образован обонятельным эпителием. В его состав входят три типа клеток обонятельные, поддерживающие и базальные, лежащие на базальной мембране. Обонятельные клетки являются хемосенсорными нейронами. На апикальном конце они имеют булавовидное утолщение (булавы) с антеннами - ресничками, которые постоянно движутся. В них находятся хеморецепторы. Они взаимодействуют с пахучими веществами. При этом меняется проницаемость мембраны клеток для ионов и возникает нервный импульс, который передаётся по аксонам нейронов в составе обонятельного нерва в обонятельные луковицы мозга. У человека насчитывают до 6 млн. обонятельных клеток, а у собаки, которая отличается хорошо развитым обонянием, число этих клеток в 50 раз больше. Поддерживающие клетки располагаются в несколько рядов, они поддерживают обонятельные клетки в определённом положении и создают условия для их нормальной деятельности. Базальные клетки, размножаясь, служат источником образования новых поддерживающих и рецепторных клеток.
Под обонятельным эпителием в рыхлой соединительной ткани лежат альвеолярно-трубчатые обонятельные железы, выделяющие слизистый секрет, омывающий поверхность обонятельного эпителия. В нём растворяются пахучие вещества для лучшего взаимодействия с хеморецепторами. В концевых отделах этих желез, снаружи от секреторных клеток, лежат миоэпителиальные клетки. При их сокращении секрет желез выделяется на поверхность слизистой оболочки.
Обонятельный анализатор состоит из трёх частей: периферической (орган обоняния), промежуточной и центральной (обонятельная кора мозга). В периферической части расположены обонятельные, хемосенсорные клетки (первые нейроны). Их базальные отростки образуют обонятельные нервы, заканчивающиеся синапсами в виде клубочков на дендритах митральных клеток (вторые нейроны), расположенных в обонятельных луковицах головного мозга. Их аксоны идут в обонятельную кору мозга, где расположены третьи нейроны, которые относятся к центральной части обонятельного анализатора.
Орган зрения - глаз, это важнейший из органов чувств, дающий около 90% информации об окружающем мире. Глаз представляет собой периферическую часть зрительного анализатора. Он состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата (глазодвигательные мышцы, веки и слёзный аппарат).
В глазу различают три функциональных аппарата:
Рецепторный (сетчатка);
Диоптрический или светопреломляющий - образован системой прозрачных структур и сред, преломляющих попадающий в глаз свет (роговица, хрусталик, стекловидное тело, жидкость камер глаза)
Аккомодационный - обеспечивает изменение формы и преломляющей силы хрусталика, что обеспечивает четкое изображение объекта на сетчатке, независимо от расстояния до объекта. Он образован реснитчатым телом, цинновой связкой и хрусталиком.
Глазное яблоко образовано тремя оболочками: наружной - фиброзной, средней - сосудистой и внутренней - сетчатой. Кроме того, внутри глазного яблока находится хрусталик, стекловидное тело, жидкость передней и задней камер глаза.
Строение глазного яблока. Наружная (фиброзная) оболочка глаза. Состоит из склеры и роговицы. Склера покрывает заднебоковую поверхность глаза, состоит из плотной оформленной соединительной ткани толщиной 0,3-0,6 мм. Пучки её коллагеновых волокон, истончаясь, продолжаются в собственное вещество роговицы. В углу между склерой и радужкой расположен трабекулярный аппарат, в котором находятся многочисленные щелевидные отверстия, выстланные эндотелием - фонтановые пространства, через которые происходит отток водянистой влаги из передней камеры глаза в венозный синус (шлеммов канал), а оттуда - в венозное сплетение склеры.
Роговица - прозрачная часть наружной оболочки толщиной около 1 мм. Она расположена в передней части глазного яблока, отделена от склеры утолщением - лимбом. Роговица состоит из 5 слоев.
1. Передний эпителий - многослойный плоский неороговевающий эпителий. В нём много свободных нервных окончаний, обеспечивающих высокую тактильную чувствительность роговицы.
2. Передняя пограничная мембрана. Это толстая базальная мембрана переднего эпителия.
3. Собственное вещество. По строению напоминает плотную оформленную соединительную ткань. Состоит из параллельно расположенных коллагеновых волокон, образующих соединительнотканные пластинки, лежащих между ними фиброцитов и прозрачного основного вещества.
4. Задняя пограничная мембрана. Образована коллагеновыми волокнами, погружёнными в основное вещество. Является базальной мембраной для заднего эпителия.
5.Задний эпителий. Это однослойный плоский эпителий.
Кровеносных сосудов в роговице нет. Питание происходит за счет диффузии веществ из передней камеры глаза и кровеносных сосудов лимба. Если в роговицу прорастают кровеносные сосуды, то она теряет прозрачность, мутнеет, становится белой, поскольку передний эпителий ороговевает.
Сосудистая оболочка - средняя оболочка глаза. Она обеспечивает питание сетчатой оболочки, регулирует внутриглазное давление, поглощает избыток света, попадающего в глаз. Сосудистая оболочка состоит из трех частей:
1) собственно сосудистая оболочка; 2) цилиарное теле; 3) радужная оболочка. Состоит из 4-х слоев:
1. Надсосудистый слой - самый наружный слой, лежит на границе со склерой. Он образован рыхлой волокнистой соединительной тканью, богатой пигментными клетками.
2. Сосудистый слой. Состоит из сплетений артерий и вен, лежащих в рыхлой соединительной ткани.
3 Хориокапиллярный слой. В нём находится сплетение кровеносных капилляров, идущих от артерий сосудистого слоя.
4. Базальная пластинка. Через неё питательные вещества и кислород из кровеносных капилляров поступают к сетчатке.
Если сетчатка в результате травмы отслаивается от сосудистой оболочки, то её питание нарушается и наступает слепота. Производными сосудистой оболочки являются реснитчатое тело и радужная оболочка.
Реснитчатое (цилиарное) тело . Его основу составляет цилиарная мышца. От поверхности цилиарного тела отходят цилиарные отростки, к которым прикрепляются нити цинновой связки. На последней подвешен хрусталик. При расслаблении радиальной цилиарной мышцы нити натягиваются и растягивают хрусталик. Он уплощается, в результате чего преломляющая способность снижается, обеспечивая чёткое изображение удалённых предметов на сетчатке. При сокращении кольцевой цилиарной мышцы нити ослабляются, и хрусталик в силу своей упругости становится более выпуклым, сильнее преломляя свет, обеспечивая фокусирование на сетчатке предметов, находящихся на близком расстоянии. Эта способность глаза получать чёткое изображение предметов на разном расстоянии называется аккомодацией. Соответственно, цилиарное тело, циннова связка и хрусталик образуют аккомодационный аппарат глаза.
Снаружи цилиарное тело и его отростки покрыты пигментным эпителием, под которым лежит однослойный призматический секреторный эпителий, образующий водянистую влагу, заполняющую обе камеры глаза.
Радужная оболочка (радужка). Является производной сосудистой оболочки, отходит от цилиарного тела и лежит перед хрусталиком. В центре ной расположено отверстие -зрачок. Радужка состоит из 5 слоев:
1. Передний эпителий - однослойный плоский эпителий, который является продолжением заднего эпителия роговицы.
2.Наружный пограничный слой. Состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани, богатой пигментными клетками - меланоцитами и гладкомышечными клетками.
3.Сосудистый слой. Состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани с большим количеством кровеносных сосудов и меланоцитов.
4. Внутренний пограничный слой. Состоит из рыхлой соединительной ткани, богатой меланоцитами и гладкомышечными клетками.
5. Внутренний эпителий, или пигментный спой. Это слой пигментного эпителия, который является продолжением пигментного слоя сетчатки.
В наружном и внутреннем пограничных слоях радужной оболочки находятся две мышцы: суживающая и расширяющая зрачок. Первая расположена циркулярно вокруг зрачка. Вторая радиально, от зрачка к периферии. Путём изменения размеров зрачка регулируется количество света, поступающего в глаз. Поэтому радужка выполняет роль диафрагмы глаза (как диафрагма в фотоаппарате).
Хрусталик. Он имеет вид двояковыпуклой линзы. Снаружи хрусталик покрыт прозрачной капсулой - утолщённой базальной мембраной. Спереди под ней лежит, однослойный кубический эпителий. По направлению, к экватору эпителиоциты становятся выше и образуют ростковую зону хрусталика. Эти клетки размножаются и дифференцируются как в эпителий передней поверхности хрусталика, так и в хрусталиковые волокна.
Хрусталиковые волокна - это специализированные клетки, которые представляют собой прозрачные шестигранные призмы, содержащие прозрачное вещество кристалин. Они заполняют весь хрусталик и склеены между собой прозрачным межклеточным веществом. В хрусталике нет нервов и кровеносных сосудов.
Хрусталик подвешен в задней камере глаза на нитях цинновой связки. При изменении натяжения нитей меняется кривизна хрусталика и его преломляющая способность. Этим обеспечивается аккомодация способность чёткого видения предметов на разных расстояниях.
В настоящее время всё чаще встречается помутнение хрусталика (катаракта). При этом зрение резко снижается и необходимо удаление измененного хрусталика с заменой его на искусственный.
Стекловидное тело. Это прозрачная: желеобразная бесклеточная масса. Состоит из воды, гиалуроновой кислоты белка витреина. Её каркас образует сеть тонких прозрачных волокон. Сетчатая оболочка (сетчатка) Это внутренняя оболочка глазного яблока. Она состоит из задней - зрительной и передней - слепой частей. Граница между ними неровная и называется зубчатым краем. Слепая часть состоит из двух слоев кубического глиального эпителия. Зрительная часть сетчатки образует рецепторный аппарат глаза. Он состоит из 10 слоев:
1. П игментный слой . Состоит из одного слоя призматических клеток, содержащих меланосомы с пигментом меланином. Основания клеток лежат на базальной мембране, расположенной на границе с Сосудистой оболочной, а их апикальные части образуют отростки, окружающие палочки и колбочки, и предохраняющие их от чрезмерного освещения. Они также поглощают лишний, рассеянный свет и благодаря этому повышают разрешающую способность глаза. Кроме того, они обеспечивают нормальную работу фоторецепторных нейронов, обеспечивая их ретиналем, а также фагоцитируют стареющие, отработавшие фрагменты фоторецепторных нейронов;
2. Слой палочек и колбочек (фотосенсорный слой). Он образован апикальными частями (дендриты) фоторецепторных клеток, которые имеют форму палочек или колбочек. Они состоят из наружного, внутреннего и связующего сегментов. Наружный сегмент палочки содержит стопку дисков (до 1000), образованных глубокими складками плазмолеммы. В них находится фоторецепторных белок родопсин: Палочки - рецепторы чёрно-белого, ночного зрения. В сетчатке их около 130 млн. Колбочки отличаются тем, что их наружные сегменты - содержат полудиски, в которых находится фоторецепторный белок йодопсин, а во внутренней сегменте находится эллипсоид - липидная капля, окружённая митохондриями. Колбочки отвечают за цветное зрение. Их в сетчатке 6-7 млн. Способность колбочек воспринимать цвета обусловлена существованием трёх видов колбочек, чувствительных к длинноволновой (красной), средневолновой (желтой) и коротковолновой (синей) части спектра, содержащих, соответственно, три разновидности зрительного пигмента. Цветовая слепота (дальтонизм) обусловлена врождённым отсутствием этих белков. Под действием света зрительный пигмент в палочках и колбочках распадается, закрываются Na-каналы, происходит гиперполяризация мембраны, которая передаётся по аксонам фоторецепторных нейронов мембран фоторецепторных клеток, а затем возбуждение передаётся цепи нейронов зрительного анализатора в кору головного мозга. В результате анализа и синтеза миллионов импульсов, поступающих от фоторецепторных клеток, в коре мозга возникает зрительный образ.
3. Наружный пограничный слой . Образован отростками глиальных клеток Мюллера Расположен между 2-м и 3-м слоями сетчатки.
4. Наружный ядерный слой . Он образован телами и ядрами фоторецепторных нейронов
5. Наружный сетчатый слой . Образован как сомами фоторецепторных нейронов, дендритами биполярных нейронов и синапсами между ними.
6. Внутренний ядерный слой . Представлен телами биполярных, горизонтальных и амакриновых нейронов.
7. Внутренний сетчатый слой . Образован аксонами биполярных нейронов, дендритами ганглионарных нейронов и синапсами между ними.
8. Ганглионарный слой . Образован телами ганглионарных нейронов. По количеству их гораздо меньше, чем биполярных нейронов и, особенно, фоторецепторных нейронов.
9. Слой нервных волокон . Образован аксонами ганглионарных нейронов, которые в совокупности образуют зрительный нерв.
10. Внутренний пограничный слой . Выстилает сетчатку изнутри. Она образована отростками глиальных клеток-волокон.
Таким образом, в сетчатке расположены цепочки из трёх нейронов: 1 - фоторецепторного, 2 - биполярного и 3 - ганглирнарного. При этом ядерные и ганглионарный слои - образованы телами нейронов, а сетчатые слой - их отростками и синапсами. Сетчатка человека является инвертированной, т. е. фоторецепторные клетки являются самым глубоким её слоем, самым отдалённым от света.
Слепое пятно - место, куда от всей сетчатки сходятся аксоны ганглионарных клеток, в совокупности образуя зрительный нерв. Здесь отсутствуют все другие слои сетчатки, включая палочки и колбочки. Поэтому это место сетчатки свет не воспринимает.
Желтое пятно - это место наилучшего видения. Оно расположено в сетчатке на световой оси глаза. Здесь все слои сетчатки раздвинуты, кроме колбочек, к которой облегчается доступ света.
Адаптивные изменяя сетчатки на свету и в темноте. При ярком освещении в пигментных клетях сетчатки происходит перемещение меланина из тел в отростки, которые окружают наружные членики палочек и колбочек. Это защищает фоторецепторные клетки от излишнего света. При темновой адаптации происходит обратное перемещение меланина из отростков тела пигментных клеток, и фоторецепторы становятся более доступными свету.
Регенерация сетчатки . Происходит постоянное обновление сетчатки. Ежедневно в каждой палочке и колбочке обновляется до 160 мембранных дисков. Продолжительность жизни палочки составляет 9-12 дней. После этого она фагоцитируется пигментными клетками и на ее месте образуется новая фоторецепторная клетка.
Глаз - периферическая часть зрительного анализатора. Промежуточная часть образована аксонами ганглионарных нейронов и нейронами, лежащими в зрительных буграх. Центральная часть представлена нейронами зрительной зоны коры больших полушарий.
Вспомогательный аппарат глаза - состоит из поперечнополосатых мышц, век и слезного аппарата глаза, подробно описанных в курсе анатомии человека.
13 Мая 2009Обоняние дает нам возможность получать удовольствие от приятных запахов, а иногда способно спасти нам жизнь: не дать выпить уксус вместо водки, подсказать, что не стоит есть пирожок с тухлятиной или напомнить, что при запахе газа нельзя щелкать выключателем. Однако окружающие нас запахи обладают свойствами, о которых многие, возможно, даже и не подозревают.
Что-то вроде человеческого обоняния существует даже у микроорганизмов: хемотаксис – способность перемещаться к источникам пищи и подальше от опасных веществ – проявляют все подвижные одноклеточные. Но давайте пропустим примерно 3,5 миллиарда лет эволюции обоняния и перейдем сразу к млекопитающим и человеку.
Для многих животных обоняние является как минимум не менее важным источником информации, чем зрение и слух: любой собачник знает, что собаки теряются при встрече с выпившим хозяином: выглядит и говорит он так же, а пахнет совсем по-другому! И не от «выхлопа» (запах краски, селедки и т.д. такого действия не оказывают), а оттого, что вместе с остальной биохимией алкоголь меняет состав пота и, соответственно, неощутимые для человеческого носа оттенки индивидуального запаха.
Для нас с вами способность чувствовать и различать запахи, на первый взгляд, не так уж и важна. Иногда она даже мешает: каждый может припомнить ситуации, когда он был готов отдать полцарства за то, чтобы не ощущать запаха вошедшего в троллейбус бомжа или наевшегося чеснока коллеги. И хотя без удовольствия от запаха цветов, духов, пищи и множества других ароматов мир потерял бы многое, для человека обоняние стоит на четвертом месте в ряду пяти чувств. За счет зрения мы получаем не менее 90% информации об окружающем мире, а без него человек использует для ориентации в пространстве и распознавания живых и неживых объектов тактильные ощущения и слух.
Основные механизмы работы обоняния ученые расшифровали совсем недавно. Это отставание обусловлено не только недооценкой важности его роли в жизни человека, но и чрезвычайной сложностью устройства обонятельных рецепторов.
Чем мы нюхаем?
Гордон Шеферд, профессор неврологии Йельского университета, автор выдержавшего несколько переизданий трехтомника «Нейробиология» и несравненный знаток механизмов передачи импульсов синапсами дендритных шипиков обонятельной луковицы (вот такая у него узкая специализация), начал ответ на этот вопрос так: «Нам кажется, что мы нюхаем с помощью носа, но это – все равно, что сказать, что мы слышим мочками ушей». Сам по себе нос необходим для того, чтобы направить содержащий ароматические молекулы воздух на обонятельный эпителий – симметричные участки слизистой оболочки, находящиеся глубоко в полости носа, немного ниже уровня глаз.
Запахи мы ощущаем только во время вдоха, так как выдыхаемый воздух проходит только через нижние носовые раковины и не соприкасается с дыхательным эпителием. При спокойном вдохе вблизи находящегося в самой верхней части носовой полости обонятельного эпителия проходит всего 7-10% вдыхаемого воздуха, поэтому для усиления ощущений необходимо вдохнуть максимально глубоко. Можно также взять пример с животных и «принюхаться», делая частые короткие вдохи в непосредственной близости от изучаемого объекта, что позволяет максимально сконцентрировать пахучие молекулы вблизи обонятельных рецепторов.
За счёт складок, по форме напоминающих гребни, общая площадь обонятельного эпителия у человека составляет 5-10 см 2 . На этом втором рубеже обонятельной системы расположено, по данным разных источников, от 10 до 50 миллионов клеток, осуществляющих регистрацию запахов. У животных их количество, как правило, значительно больше. Например, обонятельный эпителий у овчарок содержит до 220 миллионов рецепторных клеток.
Обонятельный рецептор представляет собой сенсорную (чувствительную) нервную клетку, от которой отходят два отростка. К полости носа – короткий дендрит (чувствительный отросток нейрона), имеющий не менее 10 ресничек, кончики которых находятся на самой поверхности обонятельного эпителия и выступают в покрывающую его слизь. К мозгу – более длинный двигательный (передающий) отросток, аксон, сплетающийся с аксонами других обонятельных нейронов в нити обонятельного нерва, проходящие через отверстия решетчатой кости черепа в обонятельную луковицу – структуру мозга, осуществляющую первичную обработку информации о запахах. Обонятельная луковица тем крупнее, чем острее обоняние животного, поэтому у собак-ищеек она значительно больше, чем в куда большем по размеру мозге человека.
Из обонятельной луковицы нервные импульсы поступают в первичные, а затем в высшие обонятельные участки коры головного мозга, формирующие осознанное ощущение характера и интенсивности запаха. Конечным пунктом обработки данных о запахах является лимбическая система, регулирующая эмоциональные и поведенческие реакции организма.
Как это работает?
Молекулы ароматических веществ, попадающие с током воздуха в носовую полость, растворяются в слизи, покрывающей обонятельный эпителий, и взаимодействуют с рецепторными белками, содержащимися в мембране ресничек обонятельных нейронов. Это взаимодействие изменяет ионную проницаемость мембраны клеток и формирует электрический импульс, передающийся по аксону клетки в обонятельный нерв и далее, вплоть до двигательных нейронов спинного мозга, дающих мышцам команды зажать нос пальцами и отойти подальше – или наоборот.
С центральными механизмами системы обоняния специалисты, занимавшиеся ее изучением, разобрались довольно давно, но белковые рецепторы, несомненно присутствующие на мембранах дендритов нейронов обонятельного эпителия, много лет оставались неуловимыми. Решить эту загадку удалось только в 1991 году ученым Колумбийского университета Линде Бак и Ричарду Экселу. В 2004 году открытие принесло им Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Традиционный подход к изучению механизмов работы рецепторов обоняния заключался в измерении активности тех или иных нейронов в ответ на различные раздражители. Для этого к обонятельным нервам животных подсоединяли электроды и давали им вдыхать различные вещества. В результате удалось выяснить только то, что один и тот же нейрон может реагировать на различные вещества, однако механизмы, лежащие в основе этого процесса, долгое время оставались непонятными.
Бак и Эксел избрали принципиально новый подход – они обратились к стремительно развивающейся генетике и начали поиск генов, активность которых регистрируется исключительно в обонятельном эпителии. Вначале их эксперименты также были безуспешны, что позже Эксел объяснил существованием огромного количества белков-рецепторов, реакция каждого из которых на конкретный запах слишком слаба, чтобы ее можно было обнаружить существующими методами.
Справиться с этой проблемой ученым помогла придуманная Бак схема, с помощью трех допущений значительно сократившая область поиска. Согласно первому допущению, основанному на имевшихся на тот момент разрозненных научных фактах, искать следовало только гены белков, обладающих определенным сходством с родопсином – рецепторным белком, за счет которого происходит формирование электрического импульса в палочках сетчатки глаза, клетках, не различающих цвета, а реагирующих на изменение освещенности и обеспечивающих сумеречное зрение. Кроме того, искомые белки должны были относиться к одному семейству, а кодирующие их гены – проявлять активность исключительно в клетках обонятельного эпителия.
У крыс генов, отвечающих всем трем критериям, нашлось около тысячи – примерно 1% от всего генома. Каждый сотый крысиный ген задействован в распознавании запахов, что указывает на чрезвычайную важность системы обоняния для грызунов – близких родственников приматов: наши ветви на древе эволюции разошлись около 25 миллионов лет назад. Поиск в ДНК-библиотеках позволил найти в геномах других видов (мыши, саламандры, зубатки, собаки, человека и других животных) гены-аналоги, связанные с первичным восприятием запахов. Правда, в отличие от большинства животных, у которых бОльшая часть этих генов исправно синтезирует соответствующие белки, у разных видов человекообразных обезьян неактивно 28-36% генов белков обонятельных рецепторов, а у человека – почти 60%. Судя по всему, мутации, блокирующие активность генов обонятельных рецепторов, стали накапливаться с того времени, когда острое обоняние утратило свою важность для выживания обезьяноподобных предков человека.
Дальнейшее изучение системы органов обоняния показало, что каждый отдельный рецепторный нейрон может распознавать множество пахучих молекул, каждая из которых активирует различные белковые рецепторы на поверхности его мембраны. Такая комбинаторная система кодирования сигналов позволяет распознавать практически неограниченное количество ароматов.
Даже незначительно отличающиеся по химической структуре молекулы активируют различные комбинации рецепторных белков, находящихся на мембранах разных нейронов, поэтому запах октанового спирта напоминает запах цитрусовых, а отличающейся от него только одним дополнительным атомом кислорода октановой кислоты – запах пота.
К тому же эффекту может привести изменение пространственного строения молекул. Например, запахи тмина и кудрявой мяты (от более известной перечной она отличается отсутствием холодящего ощущения и менее резким запахом) обеспечивают d-карвон и l-карвон – хиральные (от древнегреческого χειρ – «рука») изомеры, молекулы с одинаковым химическим составом, отличающиеся друг от друга, как предмет от его зеркального изображения.
Кроме того, большее количество молекул активирует более широкий спектр рецепторов, из-за чего одно и то же вещество может пахнуть по-разному в зависимости от концентрации.
Самым удивительным примером является скатол – гетероциклическое соединение, образующееся при разложении белковых соединений и придающее специфический запах испражнениям. В то же время в малых концентрациях скатол обладает приятным запахом и входит в состав парфюмерных продуктов и пищевых эссенций.
Наиболее многогранными в этом отношении являются альдегиды. Так, кокосовый альдегид в небольшой концентрации пахнет не кокосом, а абрикосом или персиком, а запах анисового альдегида при разбавлении ощущается как аромат свежего сена, шиповника и цветов боярышника.
К наиболее неприятно пахнущим соединениям относятся серосодержащие вещества, начиная с самого простого – сероводорода H 2 S. «Чемпионами» среди них считаются меркаптаны. Их смесь обеспечивает вонь скунсовой струи, от которой человек может упасть в обморок. Меркаптаны придают неповторимый аромат гнилой капусте и бытовому газу: природный газ ничем не пахнет, и в целях безопасности в него добавляют чуть-чуть изоамилмеркаптана. Серосодержащие соединения диаллилдисульфид (CH 2 =CH–CH 2) 2 S 2 и аллицин CH 2 =CH–CH 2 –SO–S–CH 2 –CH=CH 2 обеспечивают резкий запах чеснока, а основной компонент запаха лука – аллилпропилдисульфид CH 2 =CH–CH 2 –S–S–CH 2 –CH–CH 3 . В самих чесноке и луке (относящихся к роду Allium) нет аллилов: в них при разрезании под действием ферментов превращаются многочисленные молекулы аминокислоты цистеина, содержащие сульфгидрильные группы –SH. Особенностью этих дисульфидов является то, что от запаха практически невозможно избавиться ни с помощью чистки зубов, ни полосканием рта. Дело в том, что эти соединения, проникнув через стенки кишечника в кровь, разносятся по организму, в том числе и в легкие, откуда выделяются с выдыхаемым воздухом.
Обоняние в нашей жизни
Наиболее важно обоняние в первые минуты жизни человека, так как только благодаря ему младенец узнает свою маму и находит пахнущую молоком грудь. В следующие пару месяцев, пока зрение ребенка не приобретет достаточную остроту, окружающий мир он воспринимает главным образом посредством запахов. По мере взросления и формирования других органов чувств обоняние утрачивает свою значимость. Одновременно с этим происходит атрофия (отмирание) волокон обонятельного нерва. В течение первого года жизни острота обоняния человека снижается на 40-50%, а дальнейшая скорость и степень ухудшения способности распознавать запахи зависит от индивидуальных особенностей организма, пола, образа жизни и воздействия различных факторов окружающей среды. Например, у начинающих курильщиков способность различать запахи снижается на 50-60%, после чего восстанавливается на 20-30%. При отказе от курения развивается гиперосмия – острота обоняния повышается примерно на 20% по сравнению с исходной.
Считается, что человек более чувствителен к неприятным запахам. Почти всегда как неприятные мы воспринимаем запахи, сигнализирующие об опасности: не ешь протухшие мясо или подгнившие фрукты, держись подальше от сероводорода, хлора, аммиака, не вляпайся в экскременты – в них могут быть яйца глист, дизентерийные амёбы и прочая холера... Тех из наших предков (покрытых ещё чешуёй, а не шерстью), у которых таких ассоциаций не возникало, отсеял естественный отбор. Хотя бывают и исключения – например, чеснок, который полностью подпадает под народную пословицу «своё не пахнет»:)
Однако вещества, которые мы можем почувствовать в наименьших концентрациях, пахнут приятно. Рекордсменом долгое время считался ванилин: его можно унюхать при концентрации 2×10 –11 г в литре воздуха. Но совсем недавно выяснилось, что один из хиральных изомеров вещества под названием винный лактон (он придает винам сладковато-кокосовый аромат) ощущается при концентрации, в две тысячи раз меньшей: одна стотриллионная (10 –14)грамма в 1 л воздуха. А запах его зеркального изомера (на рисунке – справа) можно почувствовать только при концентрации, на 11 порядков большей – 1 мг/л.
Женщины в целом обладают более острым обонянием, сохраняющимся до более преклонного возраста. Однако, как это не парадоксально, профессии, связанные с различением запахов, являются исключительно мужскими. Дело в том, что изменения гормонального фона в течение месячных циклов женского организма, влияют на работу различных органов и систем, в том числе и системы обоняния. В результате в начале цикла у женщин часто развивается временная гипосмия – снижение чувствительности к запахам. Этого не наблюдается при приеме гормональных противозачаточных средств, поддерживающих постоянный гормональный фон в организме, однако очевидно, что прием пилюль не может быть обязательным условием приема на работу.
Без обоняния наша пища стала бы практически безвкусной. Вкусовые рецепторы человека различают только четыре ощущения: сладкий, соленый, кислый и горький, а остальное разнообразие вкусов различных блюд и напитков обеспечивают комбинации ароматических веществ. При сильном насморке, когда верхние носовые раковины «забиты» и содержащий ароматы воздух до них просто не доходит, все кажется безвкусным и неаппетитным. Эксперименты показали, что если человеку с зажатым носом еще и завязать глаза, чтобы лишить его зрительных ассоциаций с употребляемыми продуктами, он вряд ли сможет отличить яблоко от картошки или красное вино от кофе.
Запахи способны изменять работу различных систем организма. Самый очевидный пример – усиление выработки слюны и пищеварительных соков от запахов пищи. Резкие и неприятные запахи (например, аммиака) повышают давление крови и ускоряют сердцебиение, а приятные – наоборот, снижают давление, замедляют пульс и вызывают повышение температуры кожи, что расслабляет и успокаивает человека.
Насколько обоснованны утверждения ароматерапевтов – например, такое: «ароматы лаванды, ромашки, лимона и сандала ослабляют активность головного мозга быстрее, чем любой депрессант, а жасмин, роза, мята и гвоздика возбуждают клетки серого вещества мощнее, чем крепкий кофе»? Судя по тому, что в статьях разных авторов можно найти прямо противоположные утверждения о действии запахов на психофизиологическое состояние человека, это действие объясняется не характером самого запаха, а психологической установкой на ожидаемый эффект.
Еще один, пожалуй, самый загадочный вопрос в науке о запахах – их роль в половом поведении Homo sapiens. Об этом мы поговорим .
Евгения Рябцева,
портал «Вечная молодость»
Ответ: Орган обоняния расположен в носовой полости в начале дыхательного тракта. Он занимает площадь, равную площади небольшой монетки в верхней носовой пазухе и носовой перегородке.
Строение анализатора обоняния?
Ответ: ак известно, в верхней части носовой полости, так называемой обонятельной щели, располагается обонятельная область. Пространством, ограничивающим эту область, является перегородка, верхние и средние раковины и решетчатая пластинка. Слизистая оболочка, покрывающая эту область, отличается от остальной слизистой оболочки носовой полости коричневыми пятнами, получающими свою окраску от пигмента, заключенного в обонятельных клетках: означенные пятна или островки в общем занимают 250 мм2 площади и имеют неправильную форму. Точного определения площади распространения обонятельной части слизистой носа, содержащей пигмент, нет; эта площадь различна у отдельных индивидуумов, занимая то часть верхней носовой раковины и носовой перегородки, то переходя на среднюю носовую раковину. Обонятельный пигмент аналогичен, по-видимому, пигменту сетчатки и исчезновение его ведет за собой потерю обоняния, что наблюдается у стариков, у людей с заболеванием самого эпителия обонятельной щели.
Где расположен корковый центр обоняния?
Ответ:Центральный отдел - корковый обонятельный центр, расположенный на нижней поверхности височной илобной долей коры больших полушарий. Обонятельная зона коры находится на основании мозга, вобласти парагиппокампальной извилины
Что представляет из себя орган вкуса?
Ответ: Рецепторы вкуса состоят из нейроэпителиальных клеток, содержат разветвления вкусового нерва и носят название вкусовых луковиц.
Вкусовые луковицы (gemma gustatoria) имеют овальную форму и располагаются преимущественно в листовидных, грибовидных и желобоватых сосочках слизистой оболочки языка (см. раздел «Пищеварительная система»). В незначительном количестве они имеются в слизистой оболочке передней поверхности мягкого нёба, надгортанника и задней стенки глотки.
Раздражения, воспринимаемые луковицами, поступают к ядрам мозгового ствола, а затем в область коркового конца вкусового анализатора.
Рецепторы способны различать четыре основных вкуса: сладкое воспринимают рецепторы, располагающиеся на кончике языка, горькое - рецепторы, находящиеся у корня языка, соленое и кислое - рецепторы по краям языка.
Где расположен орган вкуса?
Ответ: Орган вкуса (organum custus) представляет собой периферический отдел вкусового анализатора и располагается в полости рта.
Строение вкусового анализатора?
Где расположен корковый центр вкуса?
Какое значение имеет кожа для организма человека?
Кожа человека имеет сложное строение и выполняет целый ряд важных функций. Она покрывает всю поверхность тела и надежно защищает его от негативного воздействия внешних факторов. Благодаря особенностям строения эпидермиса, он препятствует проникновению в организм болезнетворных бактерий, вредных химических соединений, воды и различных загрязнений. Кроме того, кожа предохраняет внутренние органы от механических травм, температурных и иных физических воздействий. Особый кожный пигмент меланин нейтрализует вредное воздействие ультрафиолетовых лучей
Назовите слои и придатки кожи, указанные на рисунке цифрами?
роговой слой
Какие образования воспринимают боль, где расположены эти образования?
Ответ: Болевые ощущения воспринимаются ноцирецепторами
Какие образования воспринимают прикосновения, где расположены эти образования?
Ответ: Орган осязания воспринимает тактильные раздражения, возникающие в результате прикосновения или давления предметов на кожу. Афферентная иннервация кожи осуществляется нервными волокнами, идущими от чувствительных нейронов спинномозговых ганглиев. Дендриты чувствительных нейронов формируют осязательные рецепторы, которые находятся в коже.
Какие образования воспринимают давление, где расположены эти образования?
Ответ: При действии на органы осязания и давления в механорецепторах кожи энергия раздражителя трансформируется в нервное возбуждение, которое по цепи нейронов передается от периферической части кожного анализатора в его корковую часть - в заднюю центральную извилину. В верхней части ее проецируется чувствительность кожи ног, в средней - рук и туловища, а в нижней - кожи головы.
Какие образования воспринимают чувство тепла, где расположены эти образования?
Какие образования воспринимают чувство холода, где расположены эти образования?
Обоняние – это способность ощущать и распознавать запахи различных веществ, а также различать эти запахи между собой. За обоняние человека отвечают обонятельные рецепторы, находящиеся в верхних отделах носовой полости.
Орган обоняния (нос) - начало дыхательных органов. Носовая перегородка разделяет носовую полость на два примерно одинакового размера носовых отверстия. Вход в носовую полость называется носовым отверстием, а там, где носовая полость переходит в глотку, находятся хоаны. Поскольку нос является выступающей частью лица, он является эластичным и не так легко травмируется. Стенки носовой полости образованы костями и хрящами. Передняя внешняя часть носа, кончик носа, образован соединительной тканью. Носовая перегородка состоит из нескольких костей и хрящей. Носовая полость -это полость, разделенная на две части, которая расширяется книзу и сужается кверху. В каждой половине имеются три носовые раковины. У новорожденных бывает еще и четвертая раковина, которая в процессе роста исчезает. Нос - это очень сложная система каналов, проходов, полостей и околоносовых пазух, связанная с полостью рта и глоткой.
Человек способен различать многие запахи. Однако у животных обоняние развито лучше. Например, у собаки в 100 миллионов раз больше обонятельных клеток по сравнению с человеком. Чрезвычайно острым обонянием обладают и некоторые насекомые, например, бабочки улавливают запахи на расстоянии километра.
Большая часть носа предназначена для дыхания, и лишь незначительная ее часть служит для различения запахов. Площадь обонятельной части слизистой оболочки верхней носовой раковины около 250 мм кв. Обонятельная слизистая оболочка, в отличие от других отделов слизистой, которые имеют красный цвет, желтовато-розового цвета. Обонятельная слизистая оболочка выстлана особыми клетками с ресничками, т.н. мерцательным эпителием. Эти клетки воспринимают пахучие вещества из вдыхаемого воздуха.
Орган обоняния выполняет и другие функции - это физическая и иммунная защита нашего организма. Обоняние предохраняет от ядов, газа. Оно чрезвычайно важно для людей некоторых профессий, например, кулинаров, виноделов, работников парфюмерной отрасли. Нос участвует в образовании звуков.
Соответствующие обонятельные клетки, соединенные с волокнами обонятельного нерва, улавливают пахучие вещества и передают сигналы в головной мозг, где они распознаются и классифицируются. Если запах очень интенсивный, то достаточно небольшого количества пахучего вещества, для того чтобы головной мозг распознал сигнал. Порог обоняния зависит от относительной влажности и температуры воздуха, а также от вида пахучего вещества. При глубоком вдохе в нос попадает больше воздуха, поэтому запахи лучше различаются.
Ощущения вкуса и запаха связаны между собой. Это можно ощутить при насморке, когда еда кажется безвкусной, т.к. не ощущается ее запах, а, следовательно, не стимулируется функция пищеварения. На вкус пищи, помимо запаха, влияет ее температура.
Приятный запах стимулирует секрецию желудка и слюнных желез. Поэтому еда, обладающая приятным ароматом, способствует усиленному выделению желудочного сока и слюны - первой стадии переваривания пищи.
Обоняние выполняет и социальную функцию. Мы часто, порой несознательно, по запаху определяем своих близких - членов семьи или друзей, а также врагов. Определенные запахи стимулируют активность половых желез, влияют на наше настроение. Обонятельные клетки «проверяют» вдыхаемый нами воздух. Довольно часто опасные ядовитые вещества обладают неприятным острым запахом.
Нос может оказывать рефлекторное воздействие на различные органы (легкие, сердце). Вот почему дыхательная гимнастика имеет такой широкий спектр воздействия, помогает при массе различных заболеваний органов и систем.