Народ, скажите действие скольких молекул пахучего вещества нужна для возникновения импульса в рецепторе обоняния.

Обонятельная система как химический анализатор не имеет себе равных по чувствительности. В последнее время механизмы обонятельного восприятия рассматриваются на молекулярном уровне структурной биохимии икинетики ферментативных реакций. Статья посвящена этим вопросам и обсуждению роли фермента щелочной фосфатазы как важного транспортного белка обонятельных систем позвоночных.
ХИМИЧЕСКИЕ

И БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ОБОНЯНИЯ

И УСИЛЕНИЯ ПЕРВИЧНЫХ ЗАПАХОВЫХ СИГНАЛОВ

О. М. ПОЛТОРАК

Московский государственный университет

им. М. В. Ломоносова

ВВЕДЕНИЕ

В жизни животных хемокоммуникация играет гораздо более важную роль, чем у человека. У позвоночных есть специализированный орган обоняния, который помогает животному ориентироваться в сложном мире, наполненном множеством молекул различного вида, несущих ту или иную жизненно важную информацию: пища, враг, особь другого пола и т. п. Обонятельная система имеет замечательную способность гораздо тоньше, чем другие органы чувств, различать заданные вещества на фоне необозримого числа других. Как химический анализатор запаховая рецепция не имеет себе равных. Сейчас установлено, что принципы восприятия запаха у различных видов животных одинаковы, хотя уровень специфической чувствительности может различаться чрезвычайно сильно. В настоящее время анализ запаховой рецепции достиг уровня, позволяющего обсуждать молекулярные механизмы процессов запахового восприятия. Это привлекает интересы химиков, биохимиков и физикохимиков. Настоящая статья посвящена не столько проблеме в целом, сколько основным моментам молекулярного механизма запаховой рецепции и использованию в этой области результатов изучения кинетики биохимических реакций.

КАК УСТРОЕН ОБОНЯТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ПОЗВОНОЧНЫХ?

В носовой полости большинства позвоночных запаховыми рецепторами являются специализированные нервные клетки - обонятельные нейроны, которые формируют сенсорный эпителий. Эти нейроны связаны через свой аксон с центральной нервной системой. Они являются клетками нервной системы, открытыми непосредственно в окружающую среду. Ткань наружной поверхности обонятельной выстилки (так называется сенсорный эпителий) представляет собой мозаичную структуру из поддерживающих клеток, которые окружают сферические концевые утолщения обонятельных нейронов. Каждый обонятельный нейрон имеет головку, снабженную обонятельными волосками (жгутиками) , расположенными в слизи, прикрывающей снаружи обонятельную выстилку. Схематически это изображено на рис. 1. В структуре обонятельной выстилки важную роль играют специальные секреторные железы Боумена, генерирующие слизь, первой воспринимающую запаховые молекулы.

Длина обонятельных волосков нейрона составляет 16-30 мкм, диаметр у основания 0,25-0,3 мкм. Количество волосков одного нейрона колеблется у разных видов животных. Например, у собаки и белой крысы по 15-20 волосков. Общая поверхность обонятельных волосков у кролика составляет 600 см2 при внешней поверхности обонятельного эпителия 9,3 см2, большая часть которой образована вершинами опорных клеток (см. рис. 1). Это достаточно развитая поверхность по своей структуре напоминает гетерогенный биокаталитический реактор с адсорбированными молекулярными белками-рецепторами. Биохимические и электрофизиологические исследования показали, что белковые молекулы, непосредственно реагирующие на запаховый сигнал, располагаются главным образом на поверхности жгутиков (волосков) нейронов. Среди набора белков наружной поверхности обонятельного эпителия, как и для ряда других рецепторов [1], важную роль играют белки, обладающие фосфатазной активностью (гидролизуют фосфатные связи фосфорных эфиров) в слабощелочной среде (рН 7,5-9). Такие белки в биохимии называют щелочными фосфатазами.

Полностью