Где расположен орган обоняния у человека. Что такое обоняние. Обработка сигнала в обонятельной луковице

Органом обоняния называют начало дыхательных путей – нос. В носу есть перегородка, которая делит его на две, практически равные части. Вход в полость носа называется носовым отверстием. На месте перехода носовой полости в глотку находятся хоаны.

Нос – это выступающая вперед часть лица. Кости и хрящи образовывают стенки носовой полости. На передней внешней части и кончике носа находится соединительная ткань. Перегородка носа также включает в себя некоторое количество хрящей и костей.

Две части носовой полости расширяются книзу и сужаются . В каждой из двух частей наблюдаются три носовых раковины. У младенцев часто наблюдается еще и четвертая раковина, которая по мере взросления исчезает. В носу наблюдается сложная система каналов, проходов и полостей.

Обоняние человека и не только

Человек может различить огромное количество запахов. Однако обоняние животных развито гораздо лучше. К примеру, по сравнению с человеком, в сто миллионов раз больше обонятельных клеток. У некоторых насекомых также наблюдается очень острое обоняние. Например, бабочки чувствуют запахи на расстоянии километра.

Действие органа обоняния

На самом деле, нос несет гораздо большую ответственность за дыхание, чем за различение запахов. Верхняя носовая раковина имеет площадь обонятельной части слизистой оболочки около 250 миллиметров квадратных. Слизистая оболочка носа, отвечающая за обонятельный процесс, имеет желтовато розовый цвет. На обонятельной слизистой оболочке находятся мерцательный эпителий – особые клетки с ресничками. Именно эти клетки и помогают человеку различать запахи.

Кроме этого, орган обоняния выполняет и ряд других функций – физическая и иммунная защита организма. Обоняние предохраняет человеческий организм от яда и газов. Эта функция очень важна для людей с некоторыми профессиями – кулинаров, парфюмеров, виноделов. А также нос принимает непосредственное участие в образовании звуков.

Обонятельные клетки соединены с волокнами обонятельного нерва. Они улавливают ароматы веществ и передают сигналы в головной мозг человека. Там уже запахи начинают распознаваться и классифицироваться. Очень интенсивные запахи мозг распознает даже в небольших количествах и в короткий промежуток времени. Обоняние может зависеть от таких факторов как влажность воздуха. Также важную роль играет вид пахучего вещества. Лучше всего запахи различаются при глубоком вдохе.

Вкусовые и обонятельные ощущения имеют между собой тесную связь. Это доказывает, например то, что, когда у человека наблюдается насморк, и он начинает хуже различать запахи, еда начинает казаться безвкусной. Без ощущения запахов не стимулируется функция пищеварения. Также на вкус пищи влияет не только запах, но и ее температура.

Часто многие люди даже не задумываются о том, что им свойственно по-своему ощущать некоторые запахи. Ведь бывает и так, что какой-нибудь аромат одному человеку кажется приятным, в то время как другому он может совершенно не понравиться! И дело тут касается не только пристрастий. Конечно, люди разные, и у каждого может быть свой вкус. Но тем не менее, различные ароматы люди воспринимают по-своему.

Человеческое гораздо слабее, нежели у многих , и все-таки оно довольно острое. Люди могут распознавать тысячи различных запахов и оттенков, а некоторые даже в состоянии ощущать ароматы в бесконечно малых количествах. Характерно, что обоняние может быть противоречивым чувством. На него влияют различные внешние факторы: циркуляция воздуха, наличие разных других запахов и так далее.

Так что же обоняние? Это способность к ощущению и распознаванию запахов (даже тех, которые могут быть рассеяны в воздухе или растворены в воде). Наша функция обоняния заключена в двух маленьких, обнаруживающих аромат, участках. Они состоят приблизительно из пяти миллионов желтоватых клеток, расположенных высоко в носовых проходах. Человеческий нос - фактически главный , отвечающий за распознавание запахов. Так, вкусовые на могут различить только четыре вида вкуса – сладкий, кислый, горький и соленый - все другие вкусы обнаруживаются обонянием.

Что же дает человеку обоняние? Ощущая приятные запахи, исходящие от любимых продуктов, чувствуя чудесный аромат цветов, человек в полной мере может наслаждаться жизнью. Обоняние является также своеобразной системой предупреждения, заботясь о безопасности. Например, утечка газа, испорченные продукты или огонь могут принести беду, однако обоняние в определенной степени препятствует этому. Любая потеря обоняния может негативно повлиять на качество жизни. Как это часто бывает, с возрастом у людей обоняние притупляется. Это может быть связано с тем, что атрофируются обонятельные волокна, которые расположены в обонятельном нерве. Примечательно, что обладателями самого острого обоняния являются младенцы. Однако уже через год жизни этот показатель снижается почти на 50%.

Видео по теме

Запах является одним из свойств вещества. В воздухе запахи распространяются путем диффузии. Для определения присутствующих в воздухе пахнущих веществ у человека служит обоняние.

Инструкция

Орган обоняния в стенках верхнего отдела носовой полости. Обонятельная включает в себя слизистую оболочку, покрывающую верхнюю часть перегородки носа и верхнюю носовую раковину. Эпителий, покрывающий участки слизистой, содержит нейросенсорные и поддерживающие эпителиоциты. Они расположены на базальной мембране.

На утолщении каждой обонятельной (нейросенсорной) клетки имеется 10-12 подвижных обонятельных ресничек. Всего обонятельных клеток порядка 6 миллионов (по 30 тысяч клеток на квадратный миллиметр). Базальной частью они переходят в узкие извитые аксоны.

Обонятельные , находящиеся в рыхлой соединительной ткани обонятельной , выделяют секрет, увлажняющий покровный эпителий. Этот секрет омывает реснички чувствительных обонятельных клеток и растворяет пахучие вещества, воспринимаемые в таком виде рецепторными мембранными белками ресничек.

При взаимодействии с веществом определенного состава обонятельная клетка посылает в мозг нервные импульсы. Центр обоняния находится в коре больших полушарий головного мозга, в зоне парагиппокампальной извилины. Раздражение нейросенсорных клеток могут вызвать лишь летучие или растворимые в воде или в жирах вещества.

Человек может воспринимать запахи только при вдохе. Если поднести к носу пахнущий предмет и задержать дыхание, запаха вы не почувствуете. А чтобы ощутить запах как можно лучше, необходимо сделать несколько коротких резких вдохов: создаваемые таким образом вихри воздуха хорошо доносят запах до органа обоняния.

Видео по теме

Обратите внимание

Вещества, имеющие запах, как правило, способны «оседать» на предметах и поглощаться. Этим объясняется то, что одежда зачастую может быть пропитана запахами дыма, духов, приготовленной пищи и т.д. Человеку обоняние помогает определять качество воздуха, которым он дышит, и защищаться от различных вредных примесей.

Организм человека осуществляет массу процессов, важных для жизнедеятельности. Дыхание относится именно к таким процессам. В его реализации принимают участие несколько органов, в числе которых - нос.

Какие органы участвуют в дыхании

К органам дыхания относятся несколько частей организма. Начинается дыхательный путь с носовой полости и наружного носа, а затем процесс продолжают осуществлять глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие. Все эти органы, кроме легких, являются воздухоносными путями. Именно по этим путям воздух и поступает в легкие. Легочная паренхима вместе с легкими образуют дыхательную часть, которая осуществляет обмен газов между воздухом и кровью.

Строение наружного носа

Наружный нос имеет форму трехгранной пирамиды. Парные носовые кости составляют его костную часть. По средней линии носа эти кости соединяются, образовывая тем самым спинку носа. Лобные отростки верхней челюсти располагаются латерально от носа. Эти отростки становятся боковыми поверхностями наружного носа. Внизу носа кости образовывают грушевидные отверстия. У краев отверстий можно наблюдать хрящевые образования: верхнее ребро четырехугольного хряща и парные, латеральные, добавочные и крыльные хрящи. Носовой отросток лобной кости образовывает переносицу. Каждое образование покрыто слоем кожи. Можно сказать, что нос состоит из двух ноздрей, крыльев носа, перегородки носа и нижнего края грушевидного отверстия.

Носовая полость

Кожа покрывает не только наружную часть носа, но и его внутренности. Именно внутреннюю часть носа называют носовой полостью. Она разделена на две половины перегородкой. На дне полости находятся горизонтальные отростки верхней челюсти и небной кости. Кроме того, эти отростки являются основой твердого неба.

Дыхательная область носа

Дыхательная область носа представляет собой слизистую оболочку. Эта оболочка продолжается в околоносных пазухах. Слизистая оболочка покрыта кавернозной пещеристой тканью и слизистыми железами. Слизистые железы обычно располагаются в нижней части носовых раковин. Если кавернозные тела наполняются кровью, то толщина слизистой оболочки может достигать до 4-5 миллиметров. Раковина может набухать достаточно сильно. Иногда она даже полностью закрывает носовой ход. На слизистой оболочке носа находится мерцательный эпителий. Среди его клеток располагаются секреторные клетки, напоминающие своей формой бокалы.

Врожденные аномалии органов развития дыхания

Нарушение развития носа встречается довольно редко. К ним относятся полное или частичное нарушение развития, избыток роста частей носа, неправильное расположение частей носа. В мире встречались такие дефекты носа, как расщепление носа, двойной нос, свищи или кисты носа, пороки развития носовых раковин и другие нарушения.

Видео по теме

Обоняние - это способность воспринимать и различать запахи веществ, находящихся в окружающей среде.

Oольфактометрия (от лат. alfaceo - обоняю и греч. metron - мера) - измерение остроты обоняния при помощи специальных приборов - ольфактометров . раздражитель вкусовой обоняние

Орган обоняния расположен в обонятельной области слизистой оболочки носа, которая у взрослого человека занимает 250-500 мм 2 (верхняя носовая раковина и лежащая на этом же уровне зона носовой перегородки). Эта область покрыта обонятельным эпителием, лежащим на базальной мембране. Эпителий представлен тремя видами клеток: обонятельными рецепторными, которые расположены среди поддерживающих эпителиоцитов, а также базальными клетками, которые делятся. Поддерживающие (опорные) клетки лежат между обонятельными, разделяя их.

Схема ультрамикроскопического строения обонятельного эпителия: 1 - микроворсинки; 2 - пузырьки; 3 - обонятельная булава; 4 - замыкательная пластинка (десмосома); 5 - тело обонятельной нейросенсорной клетки; 6 - поддерживающая клетка; 7 - эндоплазматическая сеть; 8 - базальная мем- брана; 9 - аксоны обонятельных нейросенсорных клеток, образующие обонятельные нити (по В.Г. Елисееву и др.)

Проводящий путь органа обоняния: 1 - верхняя носовая раковина; 2 - обонятельные нервы (I пара); 3 - обонятельная луковица; 4 - обонятельный тракт; 5 - подмозолистое поле; 6 - поясная извилина; 7 - мозолистое тело; 8 - сосцевидное тело; 9 - свод; 10 - задний таламус; 11 - зубчатая извилина; 12 - парагиппокампальная извилина (извилина гиппокампа); 13 - крючок.

Они имеют короткие реснички и обладают признаками секреции. Базальные клетки лежат глубже, на базальной мембране, окружают пучки аксонов обонятельных (рецепторных) клеток. Еще глубже под базальной мембраной располагаются трубчатоальвеолярные железы, протоки которых открываются на поверхности слизистой оболочки обонятельной области.

Обонятельные рецепторные клетки имеют длинные центральные и короткие периферические отростки. Число обонятельных клеток у человека около 40 млн. Периферический отросток - дендрит - заканчивается утолщением - дендрической луковицей (обонятельная булава), на вершине которой располагается по 10-12 подвижных обонятельных ресничек. Каждая ресничка содержит 9 пар периферических и 2 пары центральных микротрубочек, отходящих от базальных телец и вступающих в контакт с пахучими веществами. Центральные отростки (аксоны), содержащие нейрофибриллы и митохондрии, проходят между поддерживающими клетками, собираются в обонятельные нити (20-40), которые проникают в полость черепа через решетчатую пластинку одноименной кости.

Молекулы пахучих веществ, предварительно растворяясь в секрете обонятельных желез, взаимодействуют с рецепторными белками ресничек, что вызывает нервный импульс, который по обонятельным нервам передается к обонятельным луковицам, где залегают II нейроны. Аксоны этих клеток (II нейрона) образуют обонятельный тракт и направляются в обонятельный треугольник, затем проходят через переднее продырявленное вещество среднего мозга. Пройдя сложный путь, нервный импульс достигает коркового центра обонятельного анализатора, который располагается в крючке и парагиппокампальной извилине.

Орган обоняния в онтогенезе человека закладывается в эмбриональной нервной пластинке, на границе с эктодермой. Периферическая часть будущего органа отделяется от зачатка центральной нервной системы в виде парных обонятельных ямок и затем вторично связывается с центральными частями анализатора при помощи обонятельного нерва (нитей). Клетки обонятельной ямки дифференцируются на нейроглиальные, опорные и обонятельные.

Обоняние играет существенную роль в жизни человека и предназначено для распознавания запахов, определения газообразных пахучих веществ, которые содержатся в воздухе. Вместе со вкусом обоняние участвует в рефлекторном возбуждении пищеварительных желез. Обоняние предупреждает человека о наличии в воздухе ядовитых или вредных веществ.

Обонятельная чувствительность является дистантным видом рецепции. С этим видом рецепции связано различие более 400 разных запахов. Чувствительность к запаху зависит от вида пахучего вещества, его концентрации, местонахождения (в воде, воздухе и др.), температуры, увлажнения, движения воздуха, продолжительности воздействия и других факторов.

Среди всех органов чувств наиболее важную и значимую роль в жизни человека играют зрение и слух. Поэтому долгое время именно эти каналы, связывающие нас с окружающим миром, изучались наиболее активно. А вот обонятельный анализатор привлекал внимание физиологов в куда меньшей степени. Действительно, обоняние у человека, да и у приматов вообще, развито относительно слабо. И тем не менее роль его в нашей жизни не стоит недооценивать.

Даже новорожденный младенец с первых часов жизни реагирует на пахучие вещества, а на 7–8-м месяце жизни у него формируются условные рефлексы на «приятные» и «неприятные» запахи.

Человек способен воспринимать более 10 000 запахов. Некоторые из них могут возбудить или отбить аппетит, изменить настроение и желания, повысить или понизить работоспособность и даже заставить купить не очень нужную вещь. Во многих магазинах Европы и Америки ароматы вовсю используются для привлечения покупателей. По мнению американской маркетинговой службы, сама по себе ароматизация воздуха в магазине может поднять объем продаж на 15%. Даже установлены пять ароматов, которые, присутствуя в магазине, способны «спровоцировать» посетителя на покупку белья и верхней одежды. Это ваниль, лимон, мята, базилик и лаванда. В продуктовых супермаркетах должны царить свежие запахи: теплого хлеба, огурцов и арбузов. А еще есть запахи праздничные. Например, перед Новым годом в магазинах должно пахнуть мандаринами, корицей и еловой или сосновой хвоей. У большинства людей эти запахи устойчиво связаны с воспоминаниями о празднике и доставляют им удовольствие. Однако у некоторых людей (особенно у детей) распыляемые ароматические вещества способны вызвать аллергию. Так что, может быть, и хорошо, что в наших магазинах «рекламные» ароматы пока не распыляют.

Запахи легко могут «всколыхнуть» нашу память, вернуть давно забытые ощущения, например из детства. Дело в том, что центры обонятельного анализатора находятся у человека в древней и старой коре головного мозга. Рядом с обонятельным центром располагается центр, отвечающий за наши эмоции и память. Поэтому запахи для нас являются эмоционально окрашенными, пробуждая не логическую, а эмоциональную память.

Восприятие запаха нашей обонятельной системой начинается с носа, а точнее – с обонятельного эпителия, располагающегося у человека в верхних отделах средней носовой раковины, в верхней носовой раковине и верхней части перегородки носа. Периферические отростки рецепторных клеток обонятельного эпителия заканчиваются обонятельной булавой, украшенной пучком микроворсинок. Именно мембрана этих ворсинок (ресничек и микровилл) является местом взаимодействия обонятельной клетки с молекулами пахучих веществ. У человека число обонятельных клеток достигает 6 млн (по 3 млн в каждой ноздре). Это много, но у тех млекопитающих, в жизни которых обоняние играет существенную роль, этих клеток неизмеримо больше. Например, у кролика их насчитывается около 100 млн!

У эмбриона человека развитие обонятельных клеток происходит достаточно быстро. Уже у 11-недельного плода они хорошо дифференцированны и предположительно способны выполнять свою функцию.

Рецепторные клетки обонятельного эпителия постоянно обновляются. Жизнь одной клетки длится всего несколько месяцев или даже меньше. При повреждениях обонятельного эпителия регенерация клеток значительно ускоряется.

Но как же происходит возбуждение обонятельных клеток? В последнее десятилетие стало ясно, что основная роль в этом процессе принадлежит рецепторным белкам, молекулы которых, взаимодействуя с молекулами пахучих веществ, меняют свою конформацию. Это приводит к запуску целой цепи сложных реакций, в результате которых сенсорный сигнал преобразуется в универсальный сигнал нервных клеток. Далее из рецепторных клеток по их аксонам, образующим обонятельный нерв, сигнал передается в обонятельные луковицы. Здесь происходит его первичная обработка, и далее сигнал по обонятельному нерву поступает в головной мозг, где и происходит его окончательный анализ.

Способность воспринимать запахи меняется у человека с возрастом. Острота обоняния достигает максимума к 20 годам, в течение примерно 30–40 лет находится на одном и том же уровне, а затем начинает снижаться. Особенно заметное снижение остроты обоняния проявляется у людей старше 70 лет, а иногда и 60 лет. Это явление носит название старческой гипосмии, или пресбиосмии, и далеко не так безобидно, как может показаться. Пожилые люди постепенно перестают воспринимать запах пищи и поэтому теряют аппетит. Ведь именно аромат пищи является одним из необходимых условий для выработки пищеварительных соков в желудочно-кишечном тракте. Недаром говорится: «…такой чудесный запах, что даже слюнки потекли…». Кроме того вкусовая и обонятельная рецепции очень близки. Пахучие вещества, содержащиеся в пищевых продуктах, попадают через носоглотку в полость носа, и мы ощущаем их аромат. А вот при насморке, что бы мы ни ели – создается впечатление, что мы жуем безвкусный картон. Точно так же воспринимают пищу и пожилые люди с резко сниженным обонянием. Они теряют и способность определять по запаху качество пищевых продуктов, а следовательно, могут отравиться, съев некачественную пищу. А еще, как оказалось, пожилые люди перестают воспринимать запах меркаптанов, как неприятный. Меркаптаны – вещества, добавляемые к используемому в быту природному газу (который сам по себе ничем с точки зрения человека не пахнет) специально для того, чтобы можно было по запаху заметить его утечку. Старики же перестают замечать этот запах...

Но и у молодых людей чувствительность к запаху одних и тех же веществ очень варьирует. Изменяется она и в зависимости от факторов внешней среды (температуры, влажности), эмоционального состояния и гормонального фона. У беременных женщин, например, на фоне общего снижения остроты обоняния резко повышается чувствительность к каким-то определенным запахам. А вообще диапазон пороговых концентраций различных пахучих веществ, воспринимаемых человеком, очень велик – от 10-14 до 10-5 моль на 1 л воздуха.

До сих пор мы говорили в основном о запахах внешних, происходящих из окружающего нас мира. Но среди пахучих веществ есть и такие, которые выделяются самим нашим организмом и способны вызывать у других людей определенные поведенческие и физиологические реакции. Вещества с такими свойствами носят название феромонов. В животном мире феромоны играют огромную роль в регуляции поведения – об этом мы уже писали в нашей газете (№ 10/1996 и № 16/1998). У человека также обнаружены вещества, которые оказывают определенный феромональный эффект в процессе нашего общения. Такие вещества содержатся, например, в человеческом поте. В 70-е гг. ХХ в. исследовательница Марта Макклинток обнаружила, что у женщин, живущих длительное время в одном помещении (например в общежитии), синхронизируются менструальные циклы. А запах секрета мужских потовых желез вызывает у женщин нормализацию нестабильных менструальных циклов.

Гобелен «Дама с единорогом» – аллегорическое изображение обоняния

Запах секрета, выделяемого нашими подмышечными потовыми железами, зависит как от веществ, секретируемых самим организмом, так и от присутствующих в потовых железах бактерий. Ведь известно, что сам по себе свежий подмышечный пот (обильно выделяющийся, например, в жаркую погоду) сильного специфического запаха не имеет. А вот деятельность бактерий способствует высвобождению пахучих молекул, изначально связанных со специальными белками-переносчиками из группы липокаинов.

Химический состав мужского и женского пота сильно различается. У женщин он связан с фазами менструального цикла, и мужчина, долгое время находящийся в интимных отношениях с женщиной, способен по запаху определить время наступления у его партнерши овуляции. Правда, как правило, это происходит неосознанно – просто в этот период запах подруги становится для него наиболее привлекательным.

В выделениях потовых желез как мужчин, так и женщин, кроме других компонентов, присутствуют два пахучих стероида – андростенон (кетон) и андростенол (спирт). Впервые эти вещества были идентифицированы как компоненты полового феромона, содержащегося в слюне хряка. Андростенон обладает сильным специфическим запахом, для многих людей сходным с запахом мочи. Запах андростенола воспринимается как мускусный или сандаловый. Содержание андростенона и андростенола в мужском подмышечном поте гораздо выше, чем в женском. Исследования показали, что запах андростенона может воздействовать на физиологическое и эмоциональное состояние людей, в частности подавлять описанный выше эффект синхронизации половых циклов у женщин, проживающих в одном помещении. В некоторых ситуациях слабый запах андростенона создает у женщин комфортное состояние «защищенности», а у мужчин, наоборот, вызывает дискомфорт и ассоциируется с соперничеством и агрессией.

Представители разных культур могут по-разному воспринимать одни и те же запахи. Такие различия были выявлены в ходе совершенно уникального обследования, проведенного в 1986 г. журналом National Geographic. В очередной номер этого журнала были вложены образцы шести пахучих веществ: андростенона, изоамилацетата (имеет запах грушевой эссенции), галаксолида (имеет запах синтетического мускуса), эвгенола, смеси меркаптанов и розового масла. Вещества были заключены в микрокапсулы, нанесенные на бумагу. При трении бумаги пальцем капсулы легко разрушались и запах выделялся. Читателям было предложено понюхать предложенные вещества, а после этого ответить на вопросы анкеты. Нужно было оценить интенсивность предложенных запахов, определить их как приятные, неприятные или нейтральные, рассказать о вызываемых ими эмоциях и воспоминаниях. Респондентов просили также указать свой возраст, пол, род занятий, страну проживания, расовую принадлежность, наличие заболеваний и т.д. Для женщин необходимо было указать наличие беременности. Письма с заполненными анкетами пришли от более чем 1,5 млн человек, проживающих на разных континентах!

Пекарь дома Амуна, жертвующий благовония Осирису

Очень многие из ответивших вообще не почувствовали запаха андростенона, причем число людей, не чувствительных к этому запаху сильно различалось в разных регионах земного шара. Так, если в США около 30% женщин не ощущали этого запаха, то среди белых женщин, проживающих в Африке, таких было вдвое меньше – около 15%.

О потере остроты обоняния у пожилых людей, также наглядно выявившейся в ходе этого исследования, мы уже рассказали. Опрос также подтвердил, что курящие люди гораздо хуже чувствуют запахи, чем некурящие.

Прислали свои ответы в National Geographic и люди, по разным причинам вообще лишившиеся обоняния. Оказывается, таких людей очень много, в том числе и среди молодежи. По данным Национального института здоровья США в 1969 г. нарушения обоняния были отмечены у 2 млн человек, а к 1981 г. эта цифра возросла до 16 млн! Такая ситуация во многом обусловлена ухудшением экологической обстановки. Среди пациентов клиники запаха и вкуса в Вашингтоне 33% пациентов с дизосмией (нарушением обоняния) – люди в возрасте 17–20 лет. По данным исследователя Хендрикса в 1988 г. у 1% населения Нидерландов наблюдались проблемы с обонянием. Что касается нашей страны, то очень часто люди, задавленные другими проблемами, просто не обращают внимания на такую «мелочь», как нарушение или отсутствие обоняния. А если и обращают, то не знают, возможна ли в этом случае медицинская помощь и куда за ней обращаться. Лечение людей с нарушенным обонянием проводится в Москве, в ЛОР-клинике Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова.

Чем же может быть вызвано нарушение обоняния? Чаще всего соответствующие расстройства связаны с поражением рецепторного аппарата обонятельного анализатора (около 90% случаев), с поражением обонятельного нерва – около 5% случаев и с поражением центральных отделов головного мозга – оставшиеся 5% случаев.

Причины обонятельного нарушения «рецепторного уровня» очень разнообразны и многочисленны. Это и травмы обонятельной зоны и ситовидной пластинки, и воспалительные процессы в полости носа, и черепно-мозговые травмы, и лекарственные интоксикации, и аллергические реакции, и мутации, и авитаминозы (по витаминам А и В12), и интоксикации солями тяжелых металлов (кадмий, ртуть, свинец), и вдыхание паров раздражающих веществ (формальдегида), и вирусные поражения (преимущественно вирусом гриппа), и ионизирующее излучение, и многое другое.

Причины поражения обонятельного нерва чаще всего обусловлены инфекционными заболеваниями, нарушениями обмена веществ, токсическим воздействием лекарственных препаратов, повреждением нерва при хирургических операциях и опухолями.

Поражения центров обонятельно анализатора могут быть вызваны черепно-мозговой травмой, нарушением мозгового кровообращения, опухолями головного мозга, генетическими и инфекционными заболеваниями, демиелинизирующими процессами, болезнью Паркинсона, болезнью Альцгеймера. При двух последних заболеваниях уменьшение остроты обоняния часто обнаруживается еще на ранних этапах, что позволяет раньше приступить к лечению.

В чем же выражается нарушение обоняния? Это может быть полное отсутствие способности воспринимать запахи (аносмия) или снижение остроты обоняния (гипосмия) разной степени выраженности. Нарушение обоняния может быть выражено и в виде искажения восприятия запахов (алиосмия), при котором все запахи воспринимаются «на один манер». Например, при какосмии все запахи кажутся гнилостными и фекальными; при торкосмии – химическими, горькими, запахами гари или металла; при паросмии «чеснок пахнет фиалками». Возможны и смешанные случаи, и фантосмия – обонятельные галлюцинации.

Многие из описанных нарушений обоняния успешно лечатся – особенно если не затягивать с посещением врача.

13 Мая 2009

Обоняние дает нам возможность получать удовольствие от приятных запахов, а иногда способно спасти нам жизнь: не дать выпить уксус вместо водки, подсказать, что не стоит есть пирожок с тухлятиной или напомнить, что при запахе газа нельзя щелкать выключателем. Однако окружающие нас запахи обладают свойствами, о которых многие, возможно, даже и не подозревают.

Что-то вроде человеческого обоняния существует даже у микроорганизмов: хемотаксис – способность перемещаться к источникам пищи и подальше от опасных веществ – проявляют все подвижные одноклеточные. Но давайте пропустим примерно 3,5 миллиарда лет эволюции обоняния и перейдем сразу к млекопитающим и человеку.

Для многих животных обоняние является как минимум не менее важным источником информации, чем зрение и слух: любой собачник знает, что собаки теряются при встрече с выпившим хозяином: выглядит и говорит он так же, а пахнет совсем по-другому! И не от «выхлопа» (запах краски, селедки и т.д. такого действия не оказывают), а оттого, что вместе с остальной биохимией алкоголь меняет состав пота и, соответственно, неощутимые для человеческого носа оттенки индивидуального запаха.

Для нас с вами способность чувствовать и различать запахи, на первый взгляд, не так уж и важна. Иногда она даже мешает: каждый может припомнить ситуации, когда он был готов отдать полцарства за то, чтобы не ощущать запаха вошедшего в троллейбус бомжа или наевшегося чеснока коллеги. И хотя без удовольствия от запаха цветов, духов, пищи и множества других ароматов мир потерял бы многое, для человека обоняние стоит на четвертом месте в ряду пяти чувств. За счет зрения мы получаем не менее 90% информации об окружающем мире, а без него человек использует для ориентации в пространстве и распознавания живых и неживых объектов тактильные ощущения и слух.

Основные механизмы работы обоняния ученые расшифровали совсем недавно. Это отставание обусловлено не только недооценкой важности его роли в жизни человека, но и чрезвычайной сложностью устройства обонятельных рецепторов.

Чем мы нюхаем?

Гордон Шеферд, профессор неврологии Йельского университета, автор выдержавшего несколько переизданий трехтомника «Нейробиология» и несравненный знаток механизмов передачи импульсов синапсами дендритных шипиков обонятельной луковицы (вот такая у него узкая специализация), начал ответ на этот вопрос так: «Нам кажется, что мы нюхаем с помощью носа, но это – все равно, что сказать, что мы слышим мочками ушей». Сам по себе нос необходим для того, чтобы направить содержащий ароматические молекулы воздух на обонятельный эпителий – симметричные участки слизистой оболочки, находящиеся глубоко в полости носа, немного ниже уровня глаз.

Запахи мы ощущаем только во время вдоха, так как выдыхаемый воздух проходит только через нижние носовые раковины и не соприкасается с дыхательным эпителием. При спокойном вдохе вблизи находящегося в самой верхней части носовой полости обонятельного эпителия проходит всего 7-10% вдыхаемого воздуха, поэтому для усиления ощущений необходимо вдохнуть максимально глубоко. Можно также взять пример с животных и «принюхаться», делая частые короткие вдохи в непосредственной близости от изучаемого объекта, что позволяет максимально сконцентрировать пахучие молекулы вблизи обонятельных рецепторов.

За счёт складок, по форме напоминающих гребни, общая площадь обонятельного эпителия у человека составляет 5-10 см 2 . На этом втором рубеже обонятельной системы расположено, по данным разных источников, от 10 до 50 миллионов клеток, осуществляющих регистрацию запахов. У животных их количество, как правило, значительно больше. Например, обонятельный эпителий у овчарок содержит до 220 миллионов рецепторных клеток.

Обонятельный рецептор представляет собой сенсорную (чувствительную) нервную клетку, от которой отходят два отростка. К полости носа – короткий дендрит (чувствительный отросток нейрона), имеющий не менее 10 ресничек, кончики которых находятся на самой поверхности обонятельного эпителия и выступают в покрывающую его слизь. К мозгу – более длинный двигательный (передающий) отросток, аксон, сплетающийся с аксонами других обонятельных нейронов в нити обонятельного нерва, проходящие через отверстия решетчатой кости черепа в обонятельную луковицу – структуру мозга, осуществляющую первичную обработку информации о запахах. Обонятельная луковица тем крупнее, чем острее обоняние животного, поэтому у собак-ищеек она значительно больше, чем в куда большем по размеру мозге человека.

Из обонятельной луковицы нервные импульсы поступают в первичные, а затем в высшие обонятельные участки коры головного мозга, формирующие осознанное ощущение характера и интенсивности запаха. Конечным пунктом обработки данных о запахах является лимбическая система, регулирующая эмоциональные и поведенческие реакции организма.

Как это работает?

Молекулы ароматических веществ, попадающие с током воздуха в носовую полость, растворяются в слизи, покрывающей обонятельный эпителий, и взаимодействуют с рецепторными белками, содержащимися в мембране ресничек обонятельных нейронов. Это взаимодействие изменяет ионную проницаемость мембраны клеток и формирует электрический импульс, передающийся по аксону клетки в обонятельный нерв и далее, вплоть до двигательных нейронов спинного мозга, дающих мышцам команды зажать нос пальцами и отойти подальше – или наоборот.

С центральными механизмами системы обоняния специалисты, занимавшиеся ее изучением, разобрались довольно давно, но белковые рецепторы, несомненно присутствующие на мембранах дендритов нейронов обонятельного эпителия, много лет оставались неуловимыми. Решить эту загадку удалось только в 1991 году ученым Колумбийского университета Линде Бак и Ричарду Экселу. В 2004 году открытие принесло им Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Традиционный подход к изучению механизмов работы рецепторов обоняния заключался в измерении активности тех или иных нейронов в ответ на различные раздражители. Для этого к обонятельным нервам животных подсоединяли электроды и давали им вдыхать различные вещества. В результате удалось выяснить только то, что один и тот же нейрон может реагировать на различные вещества, однако механизмы, лежащие в основе этого процесса, долгое время оставались непонятными.

Бак и Эксел избрали принципиально новый подход – они обратились к стремительно развивающейся генетике и начали поиск генов, активность которых регистрируется исключительно в обонятельном эпителии. Вначале их эксперименты также были безуспешны, что позже Эксел объяснил существованием огромного количества белков-рецепторов, реакция каждого из которых на конкретный запах слишком слаба, чтобы ее можно было обнаружить существующими методами.

Справиться с этой проблемой ученым помогла придуманная Бак схема, с помощью трех допущений значительно сократившая область поиска. Согласно первому допущению, основанному на имевшихся на тот момент разрозненных научных фактах, искать следовало только гены белков, обладающих определенным сходством с родопсином – рецепторным белком, за счет которого происходит формирование электрического импульса в палочках сетчатки глаза, клетках, не различающих цвета, а реагирующих на изменение освещенности и обеспечивающих сумеречное зрение. Кроме того, искомые белки должны были относиться к одному семейству, а кодирующие их гены – проявлять активность исключительно в клетках обонятельного эпителия.

У крыс генов, отвечающих всем трем критериям, нашлось около тысячи – примерно 1% от всего генома. Каждый сотый крысиный ген задействован в распознавании запахов, что указывает на чрезвычайную важность системы обоняния для грызунов – близких родственников приматов: наши ветви на древе эволюции разошлись около 25 миллионов лет назад. Поиск в ДНК-библиотеках позволил найти в геномах других видов (мыши, саламандры, зубатки, собаки, человека и других животных) гены-аналоги, связанные с первичным восприятием запахов. Правда, в отличие от большинства животных, у которых бОльшая часть этих генов исправно синтезирует соответствующие белки, у разных видов человекообразных обезьян неактивно 28-36% генов белков обонятельных рецепторов, а у человека – почти 60%. Судя по всему, мутации, блокирующие активность генов обонятельных рецепторов, стали накапливаться с того времени, когда острое обоняние утратило свою важность для выживания обезьяноподобных предков человека.

Дальнейшее изучение системы органов обоняния показало, что каждый отдельный рецепторный нейрон может распознавать множество пахучих молекул, каждая из которых активирует различные белковые рецепторы на поверхности его мембраны. Такая комбинаторная система кодирования сигналов позволяет распознавать практически неограниченное количество ароматов.

Даже незначительно отличающиеся по химической структуре молекулы активируют различные комбинации рецепторных белков, находящихся на мембранах разных нейронов, поэтому запах октанового спирта напоминает запах цитрусовых, а отличающейся от него только одним дополнительным атомом кислорода октановой кислоты – запах пота.

К тому же эффекту может привести изменение пространственного строения молекул. Например, запахи тмина и кудрявой мяты (от более известной перечной она отличается отсутствием холодящего ощущения и менее резким запахом) обеспечивают d-карвон и l-карвон – хиральные (от древнегреческого χειρ – «рука») изомеры, молекулы с одинаковым химическим составом, отличающиеся друг от друга, как предмет от его зеркального изображения.

Кроме того, большее количество молекул активирует более широкий спектр рецепторов, из-за чего одно и то же вещество может пахнуть по-разному в зависимости от концентрации.

Самым удивительным примером является скатол – гетероциклическое соединение, образующееся при разложении белковых соединений и придающее специфический запах испражнениям. В то же время в малых концентрациях скатол обладает приятным запахом и входит в состав парфюмерных продуктов и пищевых эссенций.

Наиболее многогранными в этом отношении являются альдегиды. Так, кокосовый альдегид в небольшой концентрации пахнет не кокосом, а абрикосом или персиком, а запах анисового альдегида при разбавлении ощущается как аромат свежего сена, шиповника и цветов боярышника.

К наиболее неприятно пахнущим соединениям относятся серосодержащие вещества, начиная с самого простого – сероводорода H 2 S. «Чемпионами» среди них считаются меркаптаны. Их смесь обеспечивает вонь скунсовой струи, от которой человек может упасть в обморок. Меркаптаны придают неповторимый аромат гнилой капусте и бытовому газу: природный газ ничем не пахнет, и в целях безопасности в него добавляют чуть-чуть изоамилмеркаптана. Серосодержащие соединения диаллилдисульфид (CH 2 =CH–CH 2) 2 S 2 и аллицин CH 2 =CH–CH 2 –SO–S–CH 2 –CH=CH 2 обеспечивают резкий запах чеснока, а основной компонент запаха лука – аллилпропилдисульфид CH 2 =CH–CH 2 –S–S–CH 2 –CH–CH 3 . В самих чесноке и луке (относящихся к роду Allium) нет аллилов: в них при разрезании под действием ферментов превращаются многочисленные молекулы аминокислоты цистеина, содержащие сульфгидрильные группы –SH. Особенностью этих дисульфидов является то, что от запаха практически невозможно избавиться ни с помощью чистки зубов, ни полосканием рта. Дело в том, что эти соединения, проникнув через стенки кишечника в кровь, разносятся по организму, в том числе и в легкие, откуда выделяются с выдыхаемым воздухом.

Обоняние в нашей жизни

Наиболее важно обоняние в первые минуты жизни человека, так как только благодаря ему младенец узнает свою маму и находит пахнущую молоком грудь. В следующие пару месяцев, пока зрение ребенка не приобретет достаточную остроту, окружающий мир он воспринимает главным образом посредством запахов. По мере взросления и формирования других органов чувств обоняние утрачивает свою значимость. Одновременно с этим происходит атрофия (отмирание) волокон обонятельного нерва. В течение первого года жизни острота обоняния человека снижается на 40-50%, а дальнейшая скорость и степень ухудшения способности распознавать запахи зависит от индивидуальных особенностей организма, пола, образа жизни и воздействия различных факторов окружающей среды. Например, у начинающих курильщиков способность различать запахи снижается на 50-60%, после чего восстанавливается на 20-30%. При отказе от курения развивается гиперосмия – острота обоняния повышается примерно на 20% по сравнению с исходной.

Считается, что человек более чувствителен к неприятным запахам. Почти всегда как неприятные мы воспринимаем запахи, сигнализирующие об опасности: не ешь протухшие мясо или подгнившие фрукты, держись подальше от сероводорода, хлора, аммиака, не вляпайся в экскременты – в них могут быть яйца глист, дизентерийные амёбы и прочая холера... Тех из наших предков (покрытых ещё чешуёй, а не шерстью), у которых таких ассоциаций не возникало, отсеял естественный отбор. Хотя бывают и исключения – например, чеснок, который полностью подпадает под народную пословицу «своё не пахнет»:)

Однако вещества, которые мы можем почувствовать в наименьших концентрациях, пахнут приятно. Рекордсменом долгое время считался ванилин: его можно унюхать при концентрации 2×10 –11 г в литре воздуха. Но совсем недавно выяснилось, что один из хиральных изомеров вещества под названием винный лактон (он придает винам сладковато-кокосовый аромат) ощущается при концентрации, в две тысячи раз меньшей: одна стотриллионная (10 –14)грамма в 1 л воздуха. А запах его зеркального изомера (на рисунке – справа) можно почувствовать только при концентрации, на 11 порядков большей – 1 мг/л.

Женщины в целом обладают более острым обонянием, сохраняющимся до более преклонного возраста. Однако, как это не парадоксально, профессии, связанные с различением запахов, являются исключительно мужскими. Дело в том, что изменения гормонального фона в течение месячных циклов женского организма, влияют на работу различных органов и систем, в том числе и системы обоняния. В результате в начале цикла у женщин часто развивается временная гипосмия – снижение чувствительности к запахам. Этого не наблюдается при приеме гормональных противозачаточных средств, поддерживающих постоянный гормональный фон в организме, однако очевидно, что прием пилюль не может быть обязательным условием приема на работу.

Без обоняния наша пища стала бы практически безвкусной. Вкусовые рецепторы человека различают только четыре ощущения: сладкий, соленый, кислый и горький, а остальное разнообразие вкусов различных блюд и напитков обеспечивают комбинации ароматических веществ. При сильном насморке, когда верхние носовые раковины «забиты» и содержащий ароматы воздух до них просто не доходит, все кажется безвкусным и неаппетитным. Эксперименты показали, что если человеку с зажатым носом еще и завязать глаза, чтобы лишить его зрительных ассоциаций с употребляемыми продуктами, он вряд ли сможет отличить яблоко от картошки или красное вино от кофе.

Запахи способны изменять работу различных систем организма. Самый очевидный пример – усиление выработки слюны и пищеварительных соков от запахов пищи. Резкие и неприятные запахи (например, аммиака) повышают давление крови и ускоряют сердцебиение, а приятные – наоборот, снижают давление, замедляют пульс и вызывают повышение температуры кожи, что расслабляет и успокаивает человека.

Насколько обоснованны утверждения ароматерапевтов – например, такое: «ароматы лаванды, ромашки, лимона и сандала ослабляют активность головного мозга быстрее, чем любой депрессант, а жасмин, роза, мята и гвоздика возбуждают клетки серого вещества мощнее, чем крепкий кофе»? Судя по тому, что в статьях разных авторов можно найти прямо противоположные утверждения о действии запахов на психофизиологическое состояние человека, это действие объясняется не характером самого запаха, а психологической установкой на ожидаемый эффект.

Еще один, пожалуй, самый загадочный вопрос в науке о запахах – их роль в половом поведении Homo sapiens. Об этом мы поговорим .

Евгения Рябцева,
портал «Вечная молодость»

Чувствительность к химическим веществам, растворенным в воде, присутствует уже у простейших одноклеточных организмов. У высших млекопитающих система распознавания химических соединений значительно усложнилась, но неизменной осталась для работы хеморецептора необходимость водной среды.

Хеморецепторы человека находятся в органах обоняния в полости носа и вкуса в полости рта. Хеморецепторы распознают химические соединения, растворенные в воде. Нерастворимые в воде соединения обонятельные и вкусовые рецепторы не распознают.

Обонятельная клетка представляет собой нервную клетку — нейрон. От нейрона отходят:

1. аксон — длинный немиелированый отросток, по которому информация передается в центры мозга, где подвергается анализу;
2. дендриты – короткие отростки, реснички, принимающие хемосигналы.

Аксоны от множества обонятельных нейронов формируются в обонятельный нерв, проходящий через основание черепа в обонятельную луковицу, а затем в головной мозг.

В анатомии органа обоняния условно выделяют три части:

1. обонятельная область — периферия, верхняя и средняя раковины носа;
2. обонятельная луковица — промежуточная часть;
3. анализатор сигналов – кора головного мозга.

Как возникает орган обоняния

Орган обоняния образован из нервной трубки, обонятельных плакод, мезенхимы – соединительной ткани зародыша.

Плакоды расположены в передней части головы эмбриона. Из плакод передней части формируются также хрусталик, головные нервы.

Первоначально орган обоняния представлен обонятельным мешком, сообщающимся с окружающей средой посредством отверстий, которые впоследствии станут ноздрями носа.

Из клеток мешка формируется обонятельная Боуменова железа. На 4 месяце развития эмбриона в обонятельном мешке из стволовых клеток развиваются нейросенсорные чувствительные клетки, отвечающие за обоняние.

У основания перегородки носа формируется якобсонов (вомероназальный) орган, чувствительные клетки которого способны воспринимать феромоны.

Особенности строения обонятельной области

Обонятельная область в полости носа представляет собой:

1. обонятельный эпителий;
2. слизистый эпителий.

Обонятельный эпителий, содержащий обонятельные нейроны, покрыт слизистым веществом. Обволакивающая слизь защищает чувствительные реснички (цилии) нейрона от пересыхания, действия агрессивных факторов среды.

Снаружи слизь водянистая, ближе к ресничкам она становится вязкой, в ней содержатся специальные белки, удерживающие влагу, предохраняющие цилии от потери воды.

В поверхностном слизистом слое, покрывающем обонятельный эпителий, находятся белки, участвующие в распознавании запахов.

Как человек распознает запахи

Обонятельный орган человека непрерывно трудится над распознаванием запахов. В процессе участвуют одновременно до 10 млн. обонятельных рецепторов, расположенных на сравнительно небольшой площади 2-4 см 2 .

На каждом дендрите обонятельной клетки человека располагается до 12 ресничек, для сравнения – у собаки до 150 цилий на каждом дендрите нервной клетки, а площадь обонятельного эпителия достигает 200 см 2 .

Обонятельные нейроны человека способны распознавать до 10 000 видов запахов с помощью 350 типов рецепторов. У высших млекопитающих животных таких рецепторов еще больше – до 1000. Способность собаки-ищейки распознавать запахи еще не сумел заменить ни один самый точный и совершенный прибор.

Как обонятельный нейрон принимает и передает сигнал

Молекула летучего химического соединения (одорант) попадает в верхний слизистый слой, обволакивающий обонятельный эпителий.

В слизи молекула одоранта встречается со специальной молекулой белка, связывающей одорант и транспортирующей его к ресничкам обонятельного нейрона.

Одорант взаимодействует с рецептором реснички, генерируя электрический импульс. Ток распространяется из реснички в тело нейрона, а затем по длинному отростку (аксону) электрический сигнал передается в обонятельную луковицу.

Запах воспринимается именно на вдохе, когда вместе со струей воздуха молекулы одоранта попадают на слизистую, покрывающую обонятельный слой.

После передачи сигнала другие специализированные белки разрушают молекулы одоранта. Эти процессы происходят очень быстро, практически, к концу вдоха обонятельный орган успевает принять, обработать сигнал и разрушить молекулу пахучего соединения.

На каждом вдохе обонятельный орган получает и оценивает новую информацию.

Обработка сигнала в обонятельной луковице

По аксону первого нейрона сигнал по обонятельному нерву поступает в гломерулы луковиц. Здесь располагаются нейроны второго порядка. Электрический импульс с аксона нейрона первого порядка передается на нервные отростки (дендриты) нейрона второго порядка.

К нейронам второго порядка относятся крупные митральные клетки и сходные с ними, но меньших размеров, пучковые. В каждой гломеруле 24 митральных и 70 пучковых клеток. В каждой луковице до 2000 гломерул.

В зависимости от вида активации, интенсивности поступающего сигнала формируется «слепок» каждого запаха, в котором отражается весь спектр образующих его соединений.

Задачу обработки информации в гломеруле усложняет динамика восприятия, а обонятельная луковица, таким образом, — сложная сеть нейронов, обрабатывающая всю совокупность сигналов и передающая итог обработки в кору головного мозга, где происходит осознанное восприятие запаха.

Эмоциональный, двигательный, ассоциативный ответ на запах возникает на последней стадии обработки в головном мозге при передаче сигнала из коры мозга в лимбическую систему. Сложный путь передачи сигнала легче проследить на рисунке, где можно видеть всю цепочку – от приема сигнала в органе обоняния до обработки в высших отделах головного мозга.

Классификация запахов

Создание полной классификации всех запахов, воспринимаемым человеком, затруднительно из-за субъективности оценки. Кроме того, сложности возникают и при выборе критериев, лежащих в основе классификации.

К признанным способам систематизации запахов относится классификация Цвардемакера.

1. Запах эфира – пчелиный воск, смолы, фруктовые ароматы.
2. Ароматические запахи камфоры, горького миндаля, лимона.
3. Бальзамические – цветы, ванилин.
4. Амбромускусные.
5. Чесночные запахи – чеснок, ихтиол, бром, хлор.
6. Пригорелый запах – дым табака, жареный кофе, пиридин.
7. Каприловые – запах сыра, прогорклый жир.
8. Противные запахи – клопы, белена.
9. Тошнотворный – трупный запах.

Нарушения обоняния

Ухудшение обоняния, его отсутствие (аносмия) сопровождают некоторые заболевания. Нарушения обоняния (гипосмия) нередко проявляются на ранних стадиях внутричерепных болезней.

Для количественной оценки функциональности органа обоняния прибегают к субъективной оценке, а также оценивают степень поражения обоняния с помощью ряда методик.

Одориметрическая система Воячека

Набор Воячека или одометрический паспорт содержит 5 пахучих веществ и дистиллированную воду в качестве контроля: 0,5% водный раствор уксусной кислоты (1), спирт этиловый (2), спиртовая настойка валерианы (3), 10% раствор аммиака в воде (4), вода дистиллированная (5), бензин (6).

Больного просят прижать пальцем одну ноздрю, сделать вдох и задержать дыхание на 4 секунды. Сила восприятия запахов оценивается по следующей шкале:

Для количественной оценки обоняния используют приборы ольфактометры.

С возрастом обоняние у человека ухудшается. К пожилому возрасту способность различать запахи уменьшается в 10 раз. Считается, что женщины различают запахи лучше мужчин.

Индивидуальная способность различать запахи обусловлена наследственностью. В среднем, чтобы обонятельная система начала работать, необходимо всего 8 молекул пахучего вещества.

А чтобы оценить запах в целом, необходимо присутствие в полости носа около 300 молекул. Лучше всего человек различает запахи сразу после сна, в жаркую погоду.

Для человека обоняние уже не имеет решающего значения в поиске пищи, распознавании опасности, тем не менее, действие запахов на подсознательном уровне влияет на эмоциональную сферу и мироощущение в целом.

О том, как и почему нарушается обоняние, как его можно восстановить — читайте в нашей .