Раскрыт принцип работы обонятельных рецепторов у людей

Ощущения в психологии

Ощущения (от англ. sensation, или еще чувственный опыт) представляют собой психофизический процесс, в ходе которого происходит реагирование органов чувств на прямое воздействие объектов или явлений. Вследствие этого воздействия (стимулирования рецепторов) происходит определенное переживание интенсивности, местоположения и характеристик воздействующего на анализаторы явления.

Концепции об ощущениях возникли в философии в рамках теории познания. В древности этот процесс рассматривался как любые явления чувственного познания (Протагор, Гераклит). В ассоциативной психологии Вундта были разграничены понятия восприятия и ощущений (восприятие – совокупность взаимосвязанных ассоциациями опытов). Гештальт психология утверждала, что ощущения человека не обязательно связаны с раздражителями: один и тот же раздражитель может вызывать различные ощущения.

Виды ощущений в психологии

Одна из самых известных классификаций ощущений человека, основанная на анатомическом расположении рецепторов и их функциональных различиях, была предложена британским физиологом Шеррингтоном.

Экстероцептивные ощущения

Экстероцептивные ощущения возникают при воздействии раздражителей на рецепторы, расположенные на поверхности тела. Они делятся на дистантные (зрительные и слуховые) и контактные (тактильные и густаторные).

Проприоцептивные ощущения

Проприоцептивные ощущения возникают при стимуляции рецепторов в мышцах, сухожилиях и суставах. Они отражают движения и относительное положение различных частей тела человека или животного в пространстве.

Интероцептивные ощущения

Интероцептивные ощущения связаны с процессами, происходящими внутри организма. Они также называются органическими. Рецепторы для этих ощущений расположены во внутренних органах, сосудах и т.д.

Что может предложить вам Alter

Ощущения — это то, что делает нас живыми, позволяет оценивать окружающий мир и наше взаимодействие с ним. Иногда они могут быть сложными и противоречивыми, требующими осознания и понимания. Важно не пренебрегать своими эмоциями, а учиться справляться с ними эффективно и конструктивно.

Именно поэтому мы предлагаем воспользоваться сервисом подбора психолога и консультации со специалистом Alter. Мы поможем вам найти опытного психотерапевта, который сможет разобраться в вашей ситуации и предложить индивидуальный подход к решению проблем. Общение с психологом позволит вам научиться осознавать свои эмоции, а также справляться с негативными чувствами и переживаниями.

Вместе с Alter вы сможете преодолеть сложные жизненные ситуации, улучшить качество своих отношений и повысить уровень самооценки. Не откладывайте заботу о своем эмоциональном благополучии – обратитесь к профессионалам, которые помогут сделать вашу жизнь гармоничной и счастливой.

Консультация психолога онлайн

Ссылка на видео

Зрительная система: рецепторы палочек и колбочек

Все предметы и оттенки окружающего мира мы видим благодаря сложной работе наших органов зрения. Не последняя роль в этой системе отведена рецепторам сетчатки глаза — палочкам и колбочкам.

Палочки и колбочки — что это?

Палочки и колбочки — это особые рецепторы глазного яблока, которые отвечают за передачу световой энергии и ее трансформацию в нервный импульс. Нервный импульс в свою очередь передает информацию в головной мозг, где формируется реальное изображение.

Палочки воспринимают только светлое и темное излучение, то есть только черно-белое изображение. Колбочки же распознают различные цвета и являются показателем остроты зрения. Слаженная работа рецепторов и особенность их строения обеспечивают высокую остроту зрения.

Палочки напоминают по форме цилиндр, почему и получили такое название. Их делят на четыре сегмента:

• наружный сегмент,
• внутренний сегмент,
• ядро,
• синаптический конец.

Энергия приводит палочки к возбуждению, которое человек воспринимает как свет и поэтому может видеть предметы даже при низкой освещенности. В палочках содержится особый пигмент — родопсин (основной зрительный пигмент, отвечающий за возникновение зрительного возбуждения).

Колбочки по форме напоминают — соответственно — колбочки. В них содержится другой пигмент — йодопсин, обеспечивающий восприятие зеленого, синего и красного цветов. Под воздействием света различных длин волн происходит разрушение зрительных пигментов (родопсина и йодопсина) и образование нервных импульсов, отвечающих за формирование зрительного образа.

Итак, основная функция этих рецепторов — восприятие световых волн и их трансформация в зрительный образ. Палочки помогают нам видеть в сумерках, а колбочки — при нормальном освещении.

Симптоматика заболеваний палочек и колбочек

Палочки и колбочки составляют 1 из 10 слоев сетчатки и повреждаются при ее заболеваниях. Среди основных заболеваний выделяют:

1. Дистрофия пигментного эпителия,
2. Ретинит,
3. Дегенерация макулы,
4. Микроаневризмы.

При развитии описанных патологий возникают следующие симптомы: ухудшение цветопередачи, нарушение видения в темноте, пятна перед глазами, резкое снижение остроты зрения.

Подобные признаки могут сигнализировать об очень многих заболеваниях глаз, при появлении любых ухудшений зрения мы советуем обратиться сразу к врачу-офтальмологу.

Диагностика и лечение заболеваний палочек и колбочек

Для выявления заболеваний, при которых происходит поражение палочек или колбочек, доктор проводит различные исследования: осмотр глазного дна, электроретинограмму, определение визуальной остроты и др.

Лечение заболевания подбирается индивидуально в каждом случае и проводится комплексно: в первую очередь с устранения причины развития патологии.

Пройти полное обследование органов зрения можно в Глазной клинике доктора Беликовой. Мы используем только качественное современное оборудование и сопровождаем Пациента на всем пути — от диагностики до полного выздоровления.

Сахарный диабет 2-го типа

Сахарный диабет 2-го типа (инсулиннезависимый сахарный диабет, СД 2-го типа) — хроническое нарушение метаболизма, характеризующееся избытком глюкозы в крови и нечувствительностью клеток к гормону инсулину.

Глюкоза и инсулин работают вместе, чтобы обеспечить клетки энергией. Без инсулина глюкоза не может попасть внутрь и использоваться для нужд организма.

Сахарный диабет 2-го типа чаще всего развивается у людей с лишним весом, особенно в талии и бёдрах. Также на развитие заболевания влияют факторы, такие как генетическая предрасположенность, физическая неактивность, неправильное питание, стресс, возраст (чем старше человек, тем выше риск).

Эндокринологи и диетологи рекомендуют следующие меры для предотвращения развития сахарного диабета 2-го типа и улучшения состояния при уже установленном диагнозе:

• Поддержание здорового веса путем сбалансированного питания и физической активности. Ограничение потребления быстрых углеводов, жиров и сахаров.
• Регулярные медицинские осмотры для контроля уровня глюкозы в крови.
• Прием лекарственных препаратов по назначению врача.
• Поддержание здорового образа жизни: избегание вредных привычек, достаточный отдых и сон.

Важно помнить, что сахарный диабет 2-го типа контролируем и пациенты могут вести активную жизнь, при соблюдении рекомендаций врачей и заботе о своем здоровье.

Сахарный диабет 2-го типа: причины возникновения

Сахарный диабет 2-го типа возникает по двум основным причинам: поджелудочная железа перестаёт вырабатывать достаточно инсулина, а клетки теряют чувствительность к нему.

Причины возникновения

Генетические мутации

Некоторые мутации в генах влияют на чувствительность тканей к глюкозе, изменяют работу поджелудочной железы и снижают или полностью прекращают синтез инсулина, необходимого для усвоения глюкозы.

Хронический воспалительный процесс

Заболевания, такие как муковисцидоз или панкреатит, могут привести к снижению выработки инсулина.

Отравление токсичными веществами

Токсины, такие как родентициды или нитраты, могут изменять чувствительность клеток и влиять на работу поджелудочной железы.

Питание

Избыток жиров и простых углеводов в рационе может привести к ожирению и уменьшению чувствительности клеток к инсулину.

Нарушение микробиоты кишечника

Недавние исследования показывают, что состав микробиоты кишечника может быть одной из причин развития сахарного диабета 2-го типа.

Факторы риска

На развитие сахарного диабета 2-го типа влияют следующие факторы риска:

Образ жизни

• Лишний вес. Индекс массы тела (ИМТ) выше 25 повышает риск ожирения.

• Недостаток физической активности.

• Нарушение сна. Сон менее 7-9 часов увеличивает риск.

Чем выше индекс массы тела, тем выше вероятность развития сахарного диабета 2-го типа.

Физическая активность помогает уменьшить риск развития заболевания, поскольку активное движение способствует эффективному расщеплению глюкозы.

Соблюдение здорового образа жизни, регулярные физические упражнения и здоровое питание помогут снизить вероятность возникновения сахарного диабета 2-го типа.

Возраст старше 45 лет также увеличивает риск получить диагноз «сахарный диабет 2-го типа». Всё дело в возрастных изменениях, которые затрагивают поджелудочную железу и приводят к снижению выработки инсулина. Кроме того, с возрастом менее чувствительными к инсулину становятся клетки печени, в которых хранится глюкоза про запас. В результате сахар остаётся в крови и оказывает токсическое действие на сосуды.

Наследственность

Вероятность заболеть выше, если диабет есть у кровных родственников. Так, исследования показали, что сахарный диабет 2-го типа у отца или матери увеличивает риск развития диабета у детей в три раза.

Учёные выявили более 120 генетических вариантов, ответственных за развитие сахарного диабета 2-го типа.

Однако врачи предупреждают, что это не означает, что человек, у которого в семье есть случаи диабета, точно заболеет. Большую роль играет образ жизни. Здоровый вес и регулярная физическая активность помогают значительно снизить риск.

Этническая принадлежность также может влиять на вероятность заболеть. Согласно исследованию 2019 года, уровень заболеваемости диабетом 2-го типа среди этнических групп, проживающих на территории США, распределён следующим образом:

Метаболический синдром

Метаболический синдром — это нарушение обмена веществ, связанное с ожирением. У людей с метаболическим синдромом выше вероятность развития сахарного диабета, а также других проблем со здоровьем: атеросклероза, ишемической болезни сердца, инсульта.

Критерии, определяемые при метаболическом синдроме:

Исследования показывают, что метаболический синдром увеличивает риск развития сахарного диабета 2-го типа в пять раз.

Основные факторы, которые приводят к развитию метаболического синдрома, — это отсутствие физической активности и избыточный вес.

Другие вероятные факторы риска сахарного диабета 2-го типа:

Симптомы сахарного диабета 2-го типа

Сахарный диабет 2-го типа — заболевание, которое может длительно развиваться бессимптомно. Обычно патология проявляется, когда у человека уже есть необратимое повреждение сосудов.

Симптомы сахарного диабета 2-го типа:

Осложнения сахарного диабета 2-го типа

Осложнения обычно развиваются у пациентов, которые не получают лечения, и включают поражение сетчатки глаз, сосудов, почек, нервной системы. Также нарушается регенерация мелких сосудов. Из-за этого раны на теле плохо заживают: даже небольшой порез может превратиться в глубокую загноившуюся язву. Кроме того, у пациентов с сахарным диабетом может развиться жизнеугрожающее осложнение — диабетическая кома. Как правило, при сахарном диабете 2-го типа диагностируют гипогликемическую, кетоацидотическую или гиперосмолярную кому.

Гипогликемическая кома

Причина такой комы — резкое снижение уровня глюкозы в крови, которое возникает из-за избытка инсулина. Он не даёт организму поднять сахар крови до нормальных значений. Обычно так бывает, если человек ввёл неправильную дозу инсулина или произошла передозировка сахароснижающими препаратами.

Предвестники гипогликемической комы:

«Правило 15», чтобы купировать гипогликемию при сахарном диабете:

Если уровень сахара снижен, следует съесть 15 г быстрых углеводов (выпить сока, принять таблетку глюкозы) и через 15 минут измерить глюкозу в крови. Если её уровень низкий, съесть ещё 15 г быстрых углеводов. Повторять эти действия, пока сахар не поднимется хотя бы до 3,9 ммоль/л.

В редких случаях из-за низкого уровня сахара в крови человек может потерять сознание. В такой ситуации ему нужна срочная инъекция гормона глюкагона, которую выполняет сотрудник скорой помощи.

Кетоацидотическая кома

Диабетический кетоацидоз, или диабетическая кетоацидотическая кома, напротив, возникает на фоне острой нехватки инсулина.

При таком нарушении уровень глюкозы в крови превышает 15 ммоль/л, то есть превосходит норму в три и более раза (норма сахара в крови взрослых — 3,5–5,5 ммоль/л). В крови, а затем и в моче появляются токсичные соединения — кетоновые тела, а человек ощущает слабость, испытывает сильную жажду, частые позывы к мочеиспусканию. У него пропадает аппетит, появляется боль в животе, а в выдыхаемом воздухе чувствуется выраженный запах ацетона. Такие симптомы — показание для экстренной госпитализации.

Гиперосмолярная кома

При гиперосмолярной коме у человека значительно повышается уровень глюкозы (обычно более 33 ммоль/л) и концентрация электролитов в крови (330–500 мосмоль/л). Кроме того, у него сгущается кровь, а жидкость усиленно выводится из организма, развивается обезвоживание.

В результате нарушается микроциркуляция крови в головном мозге. При этом, в отличие от кетоацидотической комы, уровень кетонов не превышает норму.

Симптомы гиперосмолярной комы развиваются постепенно и включают:

Без лечения могут появиться нарушения со стороны нервной системы: возбуждённость, галлюцинации, судороги, заторможенность и потеря сознания.

Диагностика сахарного диабета 2-го типа

Особенность заболевания — длительное бессимптомное течение, поэтому чаще всего сахарный диабет 2-го типа выявляют случайно либо в ходе профилактического обследования пациентов с ожирением, ишемической болезнью сердца, артериальной гипертензией, подагрой, поликистозом яичников.

К какому врачу обращаться при подозрении на диабет

Если у человека появились симптомы повышенной концентрации сахара в крови — постоянная жажда, учащённое мочеиспускание, общая слабость, нарушения зрения, онемение в конечностях, — нужно как можно скорее обратиться к врачу-терапевту.

Прицельной диагностикой и лечением занимается профильный специалист — врач-эндокринолог.

Осмотр

У сахарного диабета 2-го типа нет специфических признаков, которые можно было бы выявить во время осмотра. Диагноз ставится на основании результатов анализа крови. Для определения причин патологии врач проводит опрос, уточняет, был ли диабет у родственников, есть ли у человека хронические заболевания, какой образ жизни он ведёт.

Во время осмотра специалист также измеряет вес, оценивает состояние кожи: при сахарном диабете она, как правило, сухая и шелушащаяся, на ней могут быть видны тёмные участки.

Лабораторные методы исследования

Для диагностики выполняют анализ крови на гликированный гемоглобин (HbA1c), который отражает среднее содержание сахара крови за последние 3 месяца. Нормальным считается уровень HbA1c не более 6,0% (42 ммоль/л).

Чтобы оценить чувствительность клеток к инсулину, врач может назначить анализ для расчёта индекса HOMA-IR (Homeostasis model assessment of insulin resistance), который учитывает уровень глюкозы и инсулина в крови.

Кроме того, назначают и другие исследования, чтобы оценить, как организм усваивает глюкозу: анализ крови на сахар, глюкозотолерантный тест, случайный тест на глюкозу, который выполняется не натощак.

Вен. кровь (+260 ₽)

Чтобы поставить точный диагноз, тесты делают как минимум дважды в разные дни.

Пациентам с впервые выявленной патологией также могут назначить анализ крови на С-пептид для определения остаточной выработки инсулина.

Лечение сахарного диабета 2-го типа

Вылечиться от сахарного диабета 2-го типа невозможно. Пациентам назначают препараты, которые помогают поддерживать допустимый уровень глюкозы в крови и предотвращают развитие осложнений. Важная часть лечения — изменение образа жизни и рациона.

Составляющие лечения при сахарном диабете 2-го типа:

Коррекция питания при сахарном диабете 2-го типа

Особой «диабетической диеты» не разработано, главное — сократить употребление углеводов. Рассчитать их необходимое количество помогает диетолог или лечащий врач.

Кроме того, людям с таким диагнозом рекомендуют ограничить калорийность рациона, чтобы поддерживать здоровый вес, отдавать предпочтение продуктам с низким содержанием жиров и добавленного сахара. Упор в питании стоит делать на некрахмалистые овощи, цельнозерновые продукты, нежирный белок и клетчатку.

Людям с диабетом также следует отказаться от продуктов, которые резко повышают уровень сахара в крови: фруктовых соков, белого хлеба, кондитерских изделий (так называемых продуктов с высоким гликемическим индексом — ГИ).

Кроме того, следует исключить или ограничить употребление алкогольных напитков.

Физическая активность

Регулярная физическая активность помогает снизить вес людям с ожирением и сахарным диабетом 2-го типа. Во время занятий спортом глюкоза активно расщепляется для получения энергии. Организм берёт её из пищи, а также из собственных жировых запасов. В результате клетки становятся более чувствительными к инсулину и лучше усваивают глюкозу.

Американская диабетическая ассоциация рекомендует взрослым людям с диабетом 2-го типа уделять аэробным упражнениям минимум 150 минут в неделю. Подойдёт быстрая ходьба, плавание, катание на велосипеде. Эксперты предлагают распределить нагрузку, например, на 3 дня и заниматься по часу или ежедневно уделять тренировкам не менее 30 минут.

Пожилым людям рекомендуют заниматься 2–3 раза в неделю и делать упор на растяжку и развитие равновесия. Для этого подходит йога, пилатес, тай-чи.

Тай-чи — хороший способ добавить физической активности в свою жизнь и улучшить способность удерживать равновесие

Приём сахароснижающих препаратов

Если изменение образа жизни не помогает держать под контролем глюкозу в крови, врач может дополнительно назначить сахароснижающие препараты. Некоторые из них выпускают в виде таблеток, другие вводятся инъекционно. Кроме того, пациентам с сахарным диабетом 2-го типа иногда назначают инъекции инсулина, так же как и людям с диабетом 1-го типа.

Контроль глюкозы в крови

Для людей с диабетом 2-го типа важно регулярно измерять уровень глюкозы в крови. Результаты помогают понять, насколько хорошо работает лечение и как на уровень сахара влияет изменение питания и добавленная физическая активность.

Для мониторинга используют глюкометры, в комплекте с которыми идут тонкие иглы и тест-полоски. Человек прокалывает палец и капает каплю крови на полоску. На экране глюкометра сразу отображается результат.

Хирургическое лечение при ожирении

Бариатрическую хирургию, или операции по уменьшению объёма желудка, могут назначить пациентам с сахарным диабетом 2-го типа, которые не смогли снизить вес другими способами (изменением питания и физическими упражнениями), а риск вреда здоровью из-за ожирения велик.

Показания для бариатрической операции при сахарном диабете 2-го типа:

Операции выполняются под общим наркозом с помощью лапароскопии — через небольшие разрезы брюшной стенки с помощью небольшой камеры, вводимой внутрь.

После бариатрической операции объём желудка уменьшается, поэтому чувство насыщения приходит быстрее

Для сохранения результатов после операции человеку требуется поддерживать здоровый вес, питаться сбалансированно и разнообразно, а также регулярно тренироваться. Кроме того, необходимо проходить периодические профилактические обследования и сдавать анализы крови для контроля уровня витаминов и минералов.

Прогноз и профилактика сахарного диабета 2-го типа

Хотя сахарный диабет 2-го типа — это хроническое заболевание, от которого невозможно полностью вылечиться, изменение образа жизни в сторону более здорового позволяет пациентам поддерживать её привычное качество.

Без лечения прогноз неблагоприятный: человек может умереть из-за поражения сосудов и внутренних органов.

Способы профилактики сахарного диабета 2-го типа:

Чтобы не пропустить осложнения болезни, люди с такой патологией вынуждены всю жизнь наблюдаться у врача и проходить регулярные профилактические обследования.

Кроме того, один раз в три года проходить скрининг на диабет следует всем людям начиная с 35-летнего возраста: определять содержание глюкозы и гликированного гемоглобина в крови, проводить клинический и биохимический анализ крови.

Углубленное исследование может потребоваться пациентам из групп риска: людям с семейной историей диабета, ожирением, гипертонией, сердечно-сосудистыми заболеваниями, синдромом поликистозных яичников.

Вкусовая сенсорная система

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 февраля 2021 года; проверки требует 1 правка.

Схема строения сенсиллы насекомого

Строение вкусовой почки

Рецептор сладкого вкуса, связавший молекулу глюкозы.

Обоняние и вкус в значительной степени связаны с функцией пищеварения, поэтому относятся к внутренним чувствам тела. Их формируют ощущения, получаемые мозгом из рецепторов, расположенных во внутренних органах.

Воспринимающие структуры органов обоняния и вкуса – хеморецепторы. Они возбуждаются вкусовыми и пахучими веществами.

Обоняние и вкус тесно сплетены между собой, ведь запах пищи влияет на её вкус. При простуде, заложенном носе или в сухом воздухе в кабине самолёта пища кажется безвкусной. Ведь обонятельные рецепторы не справляются со своей задачей, хотя вкусовые рецепторы продолжают исправно трудиться.

Почему мы принюхиваемся? Область, содержащая обонятельные рецепторы, плохо вентилируется. Обычно воздух спокойно движется над носовыми раковинами во время каждого дыхательного движения. Количество воздуха, достигающего обонятельной области, заметно возрастает при интенсивном втягивании воздуха (принюхивании). Это происходит за счёт сокращения нижней части ноздрей, прижимающихся ближе к носовой перегородке и помогающих отклонять струю воздуха вверх. Втягивание воздуха – полурефлекторный акт, возникающий в случаях, когда внимание привлечено новым запахом.

А почему мы чихаем или плачем от некоторых запахов? В обонятельной слизистой оболочке находится много рецепторов особого типа – ноцирецепторы или рецепторы боли. Они реагируют только на раздражающие вещества, формирующие характерный запах ряда веществ как аммиак, хлорная известь и другие. Другими словами, эти рецепторы боли ответственны за чихание, слёзы, задержку дыхания и другие рефлексы, вызванные раздражением слизистой оболочки носа.

Правда ли, что у языка есть карта вкусовых зон? Рецепторы вкуса находятся во вкусовых луковицах языка и активируются при контакте со вкусовыми веществами, растворёнными в жидкости/слюне. Человек различает четыре первичных вкуса (сладкий, кислый, горький и солёный), а также «умами» (от японского «изысканный», вкус глутамата натрия). Существуют карты привязанности преимущественного восприятия основных вкусов, но необходимо иметь в виду, что такие карты действительны только для низких концентраций вкусовых веществ. Некоторые вкусовые луковицы отвечают преимущественно на горькие раздражители, в то время как другие – на сладкие, кислые или солёные. Часть вкусовых клеток может активироваться сразу несколькими вкусовыми веществами. Если же их концентрация увеличивается, то происходит возбуждение вкусовых луковиц практически всего языка.

Розы, ваниль, сигареты или бензин, каждый аромат начинается со свободно плавающих молекул запаха, которые взаимодействуют с рецепторами в носу. Множество таких союзов делает возможным восприятие запахов, которые мы любим, ненавидим или терпим. Поэтому исследователи хотят знать в мельчайших деталях, как обонятельные рецепторы обнаруживают молекулы запаха и реагируют на них.

Однако до сих пор попытки визуализировать то, как работают человеческие обонятельные рецепторы, не имели успеха. Возможно, теперь всё изменится, ведь исследователи сумели определить, каким образом белок обонятельного рецептора в человеческом носу обнаруживает переносимые по воздуху молекулы пропионата, одной из составляющих запаха швейцарского сыра.

Введение

В недавней статье, опубликованной в журнале Nature, группа исследователей описала неуловимую трехмерную структуру одного из обонятельных рецепторов в процессе удерживания “добычи”, соединения, которое позволяет ощутить аромат швейцарского сыра.

Описанная структура позволяет лучше понять, как нос и мозг совместно создают из находящихся в воздухе химических веществ запахи, предупреждающие нас о вкусной или гнилой еде, пробуждающие детские воспоминания, помогающие находить себе пару и выполняющие другие важные функции.

Сложность химии, которую обнаруживает нос, делает обоняние особенно трудным для объяснения. Исследователи считают, что человеческий нос обладает примерно 400 типами обонятельных рецепторов, задача которых — обнаруживать гораздо большее количество пахучих «летучих веществ», от трехатомного сероводорода с запахом тухлых яиц до гораздо более крупных молекул мускона. По одной из недавних оценок число возможных соединений, несущих запах, составляет 40 миллиардов.

Поймали с поличным

Обонятельные рецепторы, расположенные на поверхности нейронов в носу, меняют форму, когда захватывают молекулы запаха. Эта реконфигурация побуждает нейроны посылать сигналы в отделы мозга, отвечающие за обработку запахов. Исследователи давно пытались детально рассмотреть, как происходит взаимодействие между рецептором и молекулой запаха.

Исследование, опубликованное в 2021 году, дало им представление об этом процессе у насекомых (на примере прыгающего щетинохвоста), а также указало на способность рецептора распознавать молекулы с расходящимся химическим составом. Однако это открытие мало что рассказывало об обонянии человека, потому что обонятельные рецепторы насекомых работают принципиально иначе.

Обонятельные рецепторы человека принадлежат к огромному семейству белков, известных как рецепторы, связанные с G-белком (GPCR). Эти белки расположены в клеточных мембранах и участвуют в широком спектре физиологических процессов, обнаруживая все виды раздражителей, от света до гормонов.

За последние два десятилетия исследователи определили подробные структуры постоянно растущего числа GPCR, но среди них не было обонятельных рецепторов. Чтобы получить достаточное количество рецепторов для этих исследований, необходимо было производить их в культивируемых клетках. Однако обонятельные рецепторы обычно отказываются созревать должным образом при выращивании вне обонятельных нейронов, их естественной среды обитания.

Чтобы преодолеть эту проблему, учёные начали изучать возможность генетического изменения обонятельных рецепторов, чтобы сделать их более стабильными и облегчить их рост в других клетках.

Хотя эта работа продолжалась, исследователи решили ещё раз попытаться извлечь природный рецептор. Чтобы повысить шансы на успех, они решили использовать рецептор запаха OR51E2, который находится за пределами носа — в кишечнике, почках, простате и других органах. Им удалось получить достаточное количество OR51E2 для изучения. Затем они воздействовали на рецептор молекулой пропионата, короткой жирной кислоты, полученной в результате ферментации.

Для создания подробных изображений сцепленных вместе рецептора и пропионата (союз, благодаря которому срабатывает сенсорный нейрон), учёные использовали криоэлектронную микроскопию – передовую технику визуализации, которая делает снимки быстро замороженных белков.

Команда обнаружила, что OR51E2 захватил пропионат в небольшой "карман". Когда они увеличили "карман", рецептор потерял большую часть своей чувствительности к пропионату и к другой небольшой молекуле, которая обычно активирует его. Измененный рецептор предпочитал более крупные молекулы запаха, а значит, размер и химический состав связывающего кармана рецептор настраивает на обнаружение только узкого набора молекул.

Структурный анализ также обнаружил маленькую гибкую петлю на вершине рецептора, которая, подобно крышке, закрывает "карман", как только молекула запаха связывается внутри него. Эта изменчивая петля может способствовать нашему умению обнаруживать разнообразный химический состав.

Основная логика аромата

У OR51E2 могут быть и другие секреты. Исследователи говорят, что хотя исследование было сосредоточено на "кармане", содержащем пропионат, у рецептора могут быть другие участки связывания для других запахов или для химических сигналов, с которыми он может столкнуться в тканях за пределами носа.

Кроме того, изображения под микроскопом показали только статическую структуру, но эти рецепторы на самом деле являются динамическими. Учёные использовали компьютерное моделирование, чтобы визуализировать, как OR51E2, вероятно, движется, когда не заморожен.

Другие обонятельные рецепторы человека, особенно те, которые тесно связаны с OR51E2 скорее всего функционируют аналогичным образом. Исследователи рассматривают идентификацию функциональной структуры как шаг к пониманию логики, лежащей в основе работы нашего обоняния.

Понятно, что впереди ещё долгий путь. Тем не менее, с большим количеством структур, подобных OR51E2, возможно, удастся открыть биологический чёрный ящик обоняния. Благодаря большему пониманию того, как работает нейронное кодирование обоняния, теперь можно создавать надёжные модели того, какие запахи будут связываться с определёнными рецепторами.

, 5-hydroxytryptamine (serotonin) receptor 1A, G protein-coupled, 5-HT-1A, 5-HT1A, 5HT1a, ADRB2RL1, ADRBRL1, G-21, PFMCD, 5-hydroxytryptamine receptor 1A

Внешние IDOMIM: 109760 MGI: 96273 HomoloGene: 20148 GeneCards: HTR1A

Расположение гена (человек)Хр.ЛокусНачалоКонец

Расположение гена (Мышь)Хр.ЛокусНачалоКонец

Паттерн экспрессии РНКBgeeЧеловекМышь (ортолог)Наибольшая экспрессия вmiddle temporal gyrusBrodmann area 46superior vestibular nucleushippocampus properЦитоархитектоническое поле Бродмана 23Наибольшая экспрессия вventral nuclear groupventral posterolateral nucleusventral posteromedial nucleusthalamic reticular nucleusRegion I of hippocampus properhippocampus properДополнительные справочные данныеBioGPSДополнительные справочные данные

ОртологиВидЧеловекМышьEntrezEnsemblUniProtRefSeq (мРНК)RefSeq (белок)Локус (UCSC)Chr 5: 63.96 – 63.96 MbChr 13: 105.58 – 105.58 MbПоиск по PubMed

Информация в Викиданных

Смотреть (человек)Смотреть (мышь)

Серотониновый рецептор подтипа 5-HT1A является белком (вернее гликопротеином), состоящим у человека из 422 аминокислот (молекулярная масса 46107 дальтон). Подобно другим G-белок-связанным рецепторам, он имеет семь трансмембранных доменов и семь α-спиральных доменов, среди которых находится и активный сайт рецептора — место связывания с лигандами, такими, как серотонин. Обращённая к синапсу сторона имеет небольшой отрицательный электростатический заряд (что способствует электростатическому притяжению положительно заряженных лигандов), а обращённая внутрь клетки сторона имеет небольшой положительный электростатический заряд, способствующий связыванию с отрицательно заряженным сайтом Gi.

Гликозилируется по аспарагину в позициях 10, 11, 24 (Asn10, Asn11, Asn24). Связывается с убиквитином в позиции лизина 334 (Lys334).