Медицина будущего

В ближайшем будущем диагностировать болезнь можно будет с помощью мобильных приложений. А первые «здоровые» приложения для Android и iOS появляются уже сегодня.

От диагноза по интернету до микросхем в таблетках...

Обонятельная и вкусовая система

Островковая область связана с функцией речи, частично – с анализом обонятельных и вкусовых ощущений. Древняя кора включает обонятельный бугорок.

В процессе эволюции вкус формировался как механизм выбора или отвергания пищи. В естественных условиях вкусовые ощущения комбинируются с обонятельными, тактильными и термическими, также создаваемыми пищей. Важным обстоятельством является то, что предпочтительный выбор пищи отчасти основан на врожденных механизмах, но в значительной мере зависит от связей, выработанных в онтогенезе условнорефлекторным путем.

Вкус, так же как и обоняние, основан на хеморецепции. Вкусовые рецепторы несут информацию о характере и концентрации веществ, поступающих в рот. Их возбуждение запускает сложную цепь реакции разных отделов мозга, приводящих к различной работе органов пищеварения или к удалению вредных для организма веществ, попавших в рот с пищей.

Рецепторы вкуса. Вкусовые почки – рецепторы вкуса – расположены на языке, задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах и надгортаннике. Больше всего их на кончиках, краях и задней части языка. Каждая из примерно 10000 вкусовых почек человека состоит из нескольких (2-6) рецепторных клеток и, кроме того, из опорных клеток. Вкусовая почка имеет колбовидную форму; у человека её длина и ширина около 70 мкм. Вкусовая почка не достигает поверхности слизистой оболочки языка и соединена с полостью рта через вкусовую пору. Вкусовые клетки – наиболее коротко живущие эпителиальные клетки организма: в среднем через каждые 250 часов старая клетки сменяется молодой, движущейся к центру вкусовой почки от её периферии. Каждая из рецепторных вкусовых клеток длиной 10-20 мкм и шириной 3-4 мкм имеет на конце, обращенном в просвет поры, 30-40 тончайших микроворсинок толщиной 0,1-0,2 мкм и длиной 1-2 мкм. Считают, что они играют важную роль в возбуждении рецепторной клетки, воспринимая те или иные химические вещества, адсорбированные в канале почки. Предполагают, что в области микроворсинок расположены активные центры – стереоспецифические участки рецептора, избирательно воспринимающие разные адсорбированные вещества. Этапы первичного преобразования химической энергии вкусовых веществ в энергию нервного возбуждения вкусовых рецепторов ещё не известны.

Электрические потенциалы вкусовой системы. В опытах с введение микроэлектрода внутрь вкусовой почки животных показано, что суммарный потенциал рецепторных клеток изменяется при раздражении языка разными веществами (сахар, соль, кислота). Этот потенциал развивается довольно медленно: максимум его достигается к 10-15 секунде после воздействия, хотя электрическая активность в волокнах вкусового нерва начинается значительно раньше.

Проводящие пути и центры вкуса. Проводниками всех видов вкусовой чувствительности служат барабанная струна и языкоглоточный нерв, ядра которых в продолговатом мозге содержат первые нейроны вкусовой системы. Многие из волокон, идущих от вкусовых рецепторов, отличаются определенной специфичностью, так как отвечают учащением импульсных разрядов лишь на действие соли, кислоты и хинина. Другие волокна реагируют на сахар. Наиболее убедительной считается гипотеза, согласно которой информация о 4 основных ощущениях: горьком, сладком, кислом и соленом – кодируется не импульсацией в одиночных волокнах, а разным распределением частоты разрядов в большой группе волокон, по разному возбуждаемых вкусовым веществом [15].

Вкусовые афферентные сигналы поступают в ядро одиночного пучка ствола мозга. От ядра одиночного пучка аксоны вторых нейронов восходят в составе медиальной петли до дугообразного ядра таламуса, где расположены третьи нейроны, аксоны которых направляются в корковый центр вкуса. Результаты исследований пока не позволяют оценить характер преобразования вкусовых афферентных сигналов на всех уровнях вкусовой системы.

Вкусовые ощущения и восприятие. У разных людей абсолютные пороги чувствительности к разным веществам существенно отличаются вплоть до «вкусовой слепоты» к отдельным агентам (например, к креатину). Абсолютные пороги вкусовой чувствительности во многом зависят от состояния организма (они изменяются в случае голодания, беременности и тэд.). При изменении абсолютной вкусовой чувствительности возможны две её оценки: возникновение неопределенного вкусового ощущения (отличающегося от вкуса дистиллированной воды) и осознанное восприятие или опознание определенного вкуса. Порог восприятия, как и в других сенсорных системах, выше порога ощущения. Пороги различения минимальны в диапазоне средних концентраций веществ, но при переходе к большим концентрациям резко повышаются [15].

Вкусовая адаптация. При длительном действии вкусового вещества наблюдается адаптация к нему (снижается интенсивность вкусового ощущения). Продолжительность адаптации пропорциональна концентрации раствора. Адаптация к сладкому и соленому развивается быстрее, чем к горькому и кислому. Обнаружена и перекрестная адаптация, т.е. изменение чувствительности к одному веществу при действии другого. Применение нескольких вкусовых раздражителей одновременно или последовательно дает эффекты вкусового контраста или смешения вкуса. Например, адаптация к горькому повышает чувствительность к кислому и соленому, адаптация к сладкому обостряет восприятие всех других вкусовых стимулов. При смешении нескольких вкусовых веществ может возникнуть новое вкусовое ощущение, отличающееся от вкуса составляющих смесь компонентов [15].

Рецепторы обонятельной системы [15]. Расположены в области верхних носовых ходов. Обонятельный эпителий находится в стороне от главного дыхательного пути, он имеет толщину 100-150 мкм и содержит рецепторные клетки диаметром 5-10 мкм, расположенные между опорными клетками. Общее число обонятельных рецепторов у человека около 10 млн. На поверхности каждой обонятельной клетки имеется сферическое утолщение – обонятельная булава, из которой выступает по 6-12 тончайших (0,3 мкм) ресничек длиной до 10 мкм. Обонятельные реснички погружены в жидкую среду, вырабатываемую обонятельными (боуменовыми) железами. Наличие ресничек в десятки раз увеличивает площадь контакта рецептора с молекулами пахучих веществ. Булава является важным цитохимическим центром обонятельной клетки. Обонятельная рецепторная клетка – биполярная клетка, на апикальном полюсе которой находятся реснички, а от её базальной части отходит немиелинизированный аксон. Аксоны рецепторов образуют обонятельный нерв, который пронизывает основание черепа и вступает в обонятельную луковицу. Подобно вкусовым клеткам и наружным сегментам фоторецепторов, обонятельные клетки постоянно обновляются. Продолжительность жизни обонятельной клетки около 2 месяцев.

Молекулы пахучих веществ попадают в слизь, вырабатываемую обонятельными железами, с постоянным током воздуха или из ротовой полости во время еды. Принюхивание ускоряет приток пахучих веществ к слизи. В слизи молекулы пахучих веществ на короткое время связываются с обонятельными нерецепторными белками. Некоторые молекулы достигают ресничек обонятельного рецептора и взаимодействуют с находящимся в них обонятельным рецепторным белком. В свою очередь обонятельный белок активирует, как в случае фоторецепции, ГТФ-связывающий белок (G-белок), а тот в свою очередь – фермент аденилатциклазу, синтезирующую цАМФ. Повышение в цитоплазме концентрации цАМФ вызывает открывание в плазматической мембране рецепторной клетки натриевых каналов и как следствие – генерацию деполяризационного рецепторного потенциала. Это приводит к импульсному разряду в аксоне рецептора (волокне обонятельного нерва) [15].

Обонятельные клетки способны реагировать на миллионы различных пространственных конфигураций молекул пахучих веществ. Между тем каждая рецепторная клетка способна ответить физиологическим возбуждением на характерный для нее, хотя и широкий, спектр пахучих веществ. Существенно, что эти спектры у разных клеток сходны. Вследствие этого более чем 50% пахучих веществ оказываются общими для любых двух обонятельных клеток [15].

Раньше считали, что низкая избирательность отдельного рецептора объясняется наличием в нем множества типов обонятельных рецепторных белков, однако недавно выяснено, что каждая обонятельная клетки имеет только один тип мембранного рецепторного белка. Сам же этот белок способен связывать множество пахучих молекул различной пространственной конфигурации. Правило «одна обонятельная клетка – один обонятельный рецепторный белок» значительно упрощает передачу и обработку информации и запахах в обонятельной луковице – первом нервном центре переключения и обработки хемосенсорной информации в мозге [15].

Кодирование обонятельной информации. Как показывают исследования с помощью микроэлектродов, одиночные рецепторы отвечают увеличением частоты импульсации, которое зависит от качества и интенсивности стимула. Каждый обонятельный рецептор отвечает не на один, а на многие пахучие вещества, отдавая «предпочтение» некоторым из них. Считают, что на этих свойствах рецепторов, различающихся по своей настройке на разные группы веществ, может быть основано кодирование запахов и их опознание в центрах обонятельной сенсорной системы. При электрофизиологических исследованиях обонятельной луковицы выявлено, что регистрируемый в ней при действии запаха электрический ответ зависит от пахучего вещества: при разных запахах меняется пространственная мозаика возбужденных и заторможенных участков луковицы. Служит ли это способом кодирования обонятельной информации, пока судить трудно [15].

Центральные проекции обонятельной системы. Особенность обонятельной системы состоит, в частности, в том, что ее афферентные волокна не переключаются в таламусе и не переходят на противоположную сторону большого мозга. Выходящий из луковицы обонятельный тракт состоит из нескольких пучков, которые направляются в разные отделы переднего мозга: переднее обонятельное ядро, обонятельный бугорок, препириформную кору, периамигдалярную кору и часть ядер миндалевидного комплекса. Связь обонятельной луковицы с гиппокампом, пириформной корой и другими отделами обонятельного мозга осуществляется через несколько переключений. Показано, что наличие значительного числа центров обонятельного мозга (rhinencephalon) не является необходимым для опознания запахов, поэтому большинство нервных центров, в которые проецируется обонятельный тракт, можно рассматривать как ассоциативные центры, обеспечивающие связь обонятельной сенсорной системы с другими сенсорными системами и организацию на этой основе ряда сложных форм поведения – пищевой, оборонительной, половой и т.д. [15]

Эфферентная регуляция активности обонятельной луковицы изучена пока недостаточно, хотя есть морфологические предпосылки, свидетельствующие о возможности таких влияний [15].

Чувствительность обонятельной системы человека. Эта чувствительность чрезвычайно велика: один обонятельный рецептор может быть возбужден одной молекулой пахучего вещества, а возбуждение небольшого числа рецепторов приводит к возникновению ощущения. В то же время изменение интенсивности действия веществ (порог различения) оценивается людьми довольно грубо (наименьшее воспринимаемое различие в силе запаха составляет 30-60% от его исходной концентрации). У собак эти показатели в 3-6 раз выше. Адаптация в обонятельной системе происходит сравнительно медленно (десятки секунд или минуты) и зависит от скорости потока воздуха над обонятельным эпителием и от концентрации пахучего вещества [15].

Обонятельные и вкусовые сенсорные системы можно рассматривать как ассоциативные центры, обеспечивающие связь с другими сенсорными системами и организацию на этой основе ряда сложных форм поведения – пищевой, оборонительной, половой и т.д [6].

При изучении высшей нервной деятельности у оживленных собак, перенесших в течение 2-3 минут клиническую смерть, были выявлены особые закономерности динамики нарушения и восстановления функций коры головного мозга. До опыта с оживлением у животных вырабатывался стереотип двигательно-оборонительных (Неговский В.А., Макарычев А.М., Попова А.В., 1956) или пищевых (Котовская А.Р., 1958, Котляревская Л.И., Неговский В.А., Итальянцева Т.Я., Любимкина К.Н. 1961) условнорефлекторных реакций. С помощью функциональных проб определяли характер основных корковых процессов – сила, подвижность и уравновешенность. Клиническую смерть длительностью 2-4 минуты вызывали острым обескровливанием (Неговский В.А., 1954). После оживления наблюдение за динамикой восстановления условно-рефлекторной деятельности проводили в течение года.

Было показано, что двигательно-оборонительный условный рефлекс в процессе умирания исчезает раньше безусловного (Неговский В.А., Макарычев А.М., Попова А.В., 1956).

В восстановительном периоде после оживления безусловные рефлексы появляются раньше условных. Так, по данным Л.И. Котляревского, В.А. Неговского и соавт. (1961), такие сложные безусловные рефлексы, как ориентировочный, оборонительный и пищевой, в 1-е сутки после оживления у собак отсутствовали, на 2-е сутки были выражены в слабой степени, а на 3-и – уже приближались к нормальному состоянию. Натуральный условный пищевой рефлекс (на вид и запах пищи) на 2-3 сутки после оживления только появлялся у большинства животных, был слабым и неустойчивым.

Изучение динамики восстановления искусственных условных рефлексов в постреанимационном периоде выявило такие нарушения высшей нервной деятельности, как полное отсутствие условно-рефлекторных реакций, их резкое снижение или извращение, отсутствие ответов на некоторые сигналы в стереотипе, нарушение дифференцировки, возникновение гипнотических фаз и другие явления, основой которых является понижение работоспособности корковых клеток и нарушение нормального соотношения между процессами возбуждения и торможения. Существенно, что процесс внутреннего торможения, являясь филогенетически более молодым, страдает при этом в большей степени и восстанавливается позже, чем раздражительный процесс [6]. При изменении в силе и подвижности нервных процессов в корковых клетках в постреанимационном периоде подвижность нарушается более значительно.

Процесс нормализации деятельности высших отделов центральной нервной системы в постреанимационном периоде характеризуется тремя последовательно развивающимися стадиями [6].

1. Торможение натуральных и искусственных условных рефлексов.

2. Частичное появление натуральных и искусственных условных рефлексов на фоне фазовых явлений.

3. Установление правильных силовых отношений и постепенная нормализация высшей нервной деятельности.

Предварительное экспериментальное нарушение высшей нервной деятельности животных путем перенапряжения нервных процессов («сшибка») также отражалось на течении процессов умирания и оживления (Неговский В.А., Макарычев А.М., Попова А.В., 1956). При функциональных отклонениях от нормальной деятельности мозговой коры в сторону преобладания торможения и ослабления раздражительного процесса животные быстро умирают, при оживлении наблюдалось задержанное восстановление дыхания и роговичных рефлексов, нарушение обоняния после оживления сохранялось до 4 месяцев. Условные рефлексы появились только через 5 месяцев.

Постреанимационная патология межцентральных отношений в ЦНС заключается в том, что в процессе умирания происходит выключение или гибель наиболее ранимых элементов ЦНС, вследствие чего нарушаются внутри- и межцентральные отношения в ЦНС. Это приводит не только к выпадению тех или иных функций ЦНС (парезы, параличи, нарушения в сфере тех или иных сенсорных систем), но и развитию патологических симптомов или синдромов, связанных с перевозбуждением расторможенных систем, т.е. к появлению патологических форм активности, например, обонятельных галлюцинаций [6].

      Смотрите также

      Углеводы и белки в обмене веществ
      В процессе пути, который проходят углеводы в нашем организме, то есть во время углеводного обмена веществ, процесс пищеварения начинается уже во рту в результате воздействия на продукты нашей слюны ...

      Актуальность исследования
      Актуальность изучения органных неврозов (ОН – соматоформных расстройств, стойко персистирующих в рамках топической проекции одного органа/системы) диктуется как высокой распространенностью таких пс ...

      Наши важнейшие растительные продукты
      Овощи и фрукты. Содержание свежих, т. е. сырых продуктов в раздельном питании должно быть как можно более высоким. Прием сырых продуктов начинается с завтрака, когда вы готовите утреннее мюсли с мн ...





      Витаминоподобные вещества

      Easy to start Еще около 10 соединений имеют витаминоподобные свойства и играют ключевые роли в обменных клеточных процессах организма.

      Читать дальше...

      Рациональное питание

      Россия имеет низкую культуру знаний в отношении питания. Они основаны на традиционных подходах без учета новаторства.

      Читать дальше...

      Минеральные вещества и их значение

      Native RTL Support Минеральные вещества относятся к незаменимым факторам питания и должны в определенных количествах постоянно посту­пать в организм.

      Читать дальше...