Kodowanie zapachu
Z Wikipedii, wolnej encyclopedia
Kodowanie zapachu, kodowanie informacji o bodźcach węchowych – jedno z pojęć określających zasady działania węchu, który jest częścią układu nerwowego, odpowiedzialną za procesy poznawcze związane z percepcją zapachu, jego rozpoznawaniem oraz kształtowaniem negatywnych lub pozytywnych emocji.
Węch odbiera i przetwarza bodźce chemiczne, jakimi są cząsteczki niektórych związków chemicznych (odorantów), obecne w powietrzu. Drugim z chemicznych zmysłów człowieka jest smak, niemal nierozłącznie związany z węchem (oba rodzaje wrażeń są odbierane równocześnie). O ile wiedza na temat wzroku, słuchu, smaku i innych zmysłów jest bogata od dawna, to zasady działania węchu długo pozostawały zagadkowe. Prawdopodobnie było to spowodowane ich większą złożonością, wynikającą z najdłuższej historii ewolucji tego sposobu „obserwacji” otoczenia przez organizmy żywe.
Sytuacja zmieniła się dopiero w końcu XX wieku, dzięki postępowi wiedzy na pograniczu nauk ścisłych i przyrodniczych, tj. biochemia, biofizyka, elektrofizjologia, dzięki rozwojowi genetyki i inżynierii genetycznej. Wykazano (na podstawie badań nabłonka węchowego myszy), że liczne węchowe białka receptorowe – receptory węchowe – należą do dużej grupy receptorów GPCR, oraz opisano „system węchowy” – sposób interpretacji w mózgu wzorów pobudzenia nabłonka węchowego (Linda B. Buck[1] i Richard Axel[2], Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny, rok 2004). Na podstawie baz danych, zgromadzonych w ramach „Projektu poznania ludzkiego genomu” (Human Genome Project, HGP), stwierdzono, że nadrodzina receptorów węchowych (Olfactory Receptors, OR) jest największą rodziną w genomie. Białka te są kodowane przez ponad 2% z ok. 30 tys. wszystkich genów[3][4][5].
W błonie komórkowej receptorowych neuronów nabłonka węchowego człowieka występuje ponad 300 takich białek. Liczba receptorów różnych bodźców chemicznych jest więc wielokrotnie większa od liczby receptorów innych bodźców, na przykład ponad sto razy większa od liczby różnych czopków siatkówki oka – receptorów promieniowania widzialnego. Obserwację barwnych obrazów umożliwiają tylko trzy rodzaje rodopsyny, reagujące na trzy podstawowe barwy.
Jedna komórka węchowa (receptor) człowieka i innych ssaków zawiera tylko jeden OR. Powstająca pod wpływem odorantów mozaika pobudzeń różnych receptorów, rozsianych na powierzchni nabłonka, znajduje odbicie w opuszce węchowej. W jej kłębuszkach grupują się aksony neuronów wyposażonych w taki sam OR. Jest to pierwszy etap identyfikacji chemicznego bodźca, jakim jest odorant (związek chemiczny lub mieszanina związków). Rozkład pobudzeń w opuszce (neurony II rzędu) jest zależny od struktury cząsteczek odorantów i stężeń tych związków[1][2][6].
Z opuszki droga węchowa prowadzi sygnał do kory zakrętu hipokampa, w której znajduje się pole węchowe (ośrodek węchu). Hipokamp jest częścią atawistycznego układu limbicznego (kiedyś kojarzonego wyłącznie z węchem), który uczestniczy w kształtowaniu stanów emocjonalnych, np. strachu, lęku, przyjemności, głodu. Bierze też udział w procesie zapamiętywania i wpływa na procesy wegetatywne (np. choroby psychosomatyczne, zaburzenia somatoformiczne).