20.6: Обонятельные рецепторы: расположение и структура

Процесс обоняния, также известный как обоняние, представляет собой сложную систему химических реакций. Специализированные сенсорные нейроны, которые облегчают этот процесс, известные как нейроны обонятельных рецепторов, расположены в верхнем сегменте носовой полости, известном как обонятельный эпителий. Обонятельные сенсорные нейроны биполярны, их дендриты простираются от верхушки эпителия до слизи, выстилающей полость носа. Молекулы, переносимые по воздуху, при вдыхании проникают через обонятельный эпителий, растворяясь в слизи. Эти молекулы, называемые одорантами, связываются со специфическими белками, которые поддерживают их растворимость в слизи и способствуют их транспортировке к обонятельным дендритам. Комплексы белков связанных за запах связываются с рецепторными белками внутри клеточной мембраны обонятельных дендритов. Белки-рецепторы связаны с G-белком и генерируют градуированный мембранный потенциал в обонятельных нейронах.

Аксон обонятельного нейрона берёт начало от базальной поверхности эпителиального слоя, пересекает обонятельное отверстие в решётчатой пластинке решётчатой кости и затем проецируется в мозг. Совокупность этих аксонов, называемая обонятельным трактом, соединяется с обонятельной луковицей на вентральной поверхности лобной доли. В результате эти аксоны раздваиваются, прокладывая разные пути к различным участкам мозга. Некоторые аксоны сходятся в головном мозге, особенно в первичной обонятельной коре в нижних и медиальных областях височной доли. И наоборот, другие целевые структуры встроены в лимбическую систему и гипоталамус, облегчая связь запахов с устойчивой памятью и эмоциональными реакциями. Примером этого явления является пробуждение эмоциональных воспоминаний с помощью определённых запахов, например, аромата еды, родной для места происхождения. Примечательно, что обоняние — это особая сенсорная модальность, минующая синапс в таламусе перед взаимодействием с корой головного мозга. Эта глубокая взаимосвязь между обонятельной системой и корой головного мозга объясняет, почему запахи могут служить мощными катализаторами памяти и эмоций.

Респираторная эпителиальная ткань, включая обонятельные нейроны, может быть подвержена повреждению вредными веществами, передающимися по воздуху. Следовательно, обонятельные нервные клетки респираторного эпителия подвергаются периодической регенерации, в ходе которой аксоны вновь образовавшихся нейронов должны установить подходящие связи внутри обонятельной луковицы. Эти новые аксоны направляют свой путь роста, следуя за существующими аксонами внутри черепного нерва.

Аносмия: нарушение обонятельной функции

Обонятельный нерв, играющий ключевую роль в восприятии запахов, может подвергнуться деградации или полной потере из-за тяжёлой травмы лица, что часто наблюдается при автомобильных авариях. Это конкретное заболевание называется «аносмией». Относительное перемещение лобной доли и решетчатой кости может привести к разрыву аксонов обонятельного тракта. Лица, занимающиеся профессиональными единоборствами, часто подвержены аносмии из-за постоянных травм лица и черепа. Более того, некоторые лекарства, особенно антибиотики, могут вызывать аносмию за счеё одновременного уничтожения всех обонятельных нейронов. Отсутствие аксонов в обонятельном нерве означает, что аксонам вновь созданных обонятельных нейронов не хватает пути к соответствующим соединениям в обонятельной луковице. Аносмия также может быть преходящей из-за воспаления, вызванного респираторными инфекциями или аллергией.

Аносмия может ухудшать вкусовые ощущения, делая пищу безвкусной. Людям с нарушенным обонянием может потребоваться увеличение количества специй и приправ, чтобы почувствовать вкус пищи. Существует потенциальная связь между аносмией и легкими депрессивными состояниями, поскольку уменьшение удовольствия, получаемого от еды, потенциально может спровоцировать всепроникающее чувство меланхолии.

Регенеративная способность обонятельных нейронов снижается, что приводит к возрастной аносмии. Это может объяснить более частое употребление соли пожилыми людьми по сравнению с более молодыми людьми. Однако повышенное потребление натрия может увеличить объём крови и артериальное давление, что впоследствии увеличивает вероятность сердечно-сосудистых заболеваний среди пожилых людей.

Обонятельный орган расположен на крыше носовой полости. Он покрывает верхнюю носовую раковину с каждой стороны носовой перегородки.

Он состоит из соединительной ткани, называемой собственной пластинкой, и обонятельного эпителия, площади в пять квадратных сантиметров, богатой обонятельными сенсорными нейронами.

Каждый обонятельный нейрон является биполярным нейроном. Их апикальные дендриты переходят в луковицу и образуют несколько излучающих неподвижных обонятельных ресничек, которые содержат рецепторные белки.

Обонятельные нейроны перемежаются столбчатыми опорными клетками и обонятельными железами, которые вырабатывают слизь вокруг обонятельных ресничек.

Слизь помогает улавливать и растворять переносимые по воздуху одоранты, что позволяет эффективно обнаруживать их рецепторными белками.

Кроме того, обонятельный эпителий также содержит обонятельные стволовые клетки в основании. Они дифференцируются каждые 30-60 дней, чтобы заменить старые обонятельные нейроны.