مستقبلات شمية

البشر لديهم حوالي 350 مختلفة مستقبلات الشمإلى أي أهداب يمكن لجزيء رائحة معين أن يرسو وينشط الخلية. يستخدم الدماغ الرسائل التي تم جمعها من المستقبلات الشمية لخلق انطباع حاسة الشم. تتواجد المستقبلات الشمية ، التي تتكون من عدة ملايين من العينات ، بشكل رئيسي في الغشاء المخاطي الشمي ، وهي منطقة صغيرة في تجويف الأنف العلوي.

ما هو المستقبل الشمي؟

مستقبلات الشم أيضا الخلايا الشمية تسمى ، تنتمي إلى مجموعة المستقبلات الكيميائية. تتولى المستقبِلات الكيميائية مجموعة متنوعة من المهام للتنظيم اللاواعي والحفاظ على التوازن. الخلايا الشمية عبارة عن مجسات انتقائية للغاية ، كل منها متخصص في التعرف على جزيء رائحة معين.

في مساحة تبلغ حوالي أربعة سنتيمترات مربعة في تجويف الأنف العلوي ، يوجد ما يسمى بالغشاء المخاطي الشمي ، ما يصل إلى عشرة ملايين مستقبلات شمية. يمكن تقسيمها إلى حوالي 320 نوعًا مختلفًا من الخلايا ، كل منها قادر على ربط جزيء رائحة معين بواحد من عشرين إلى عشرين نوعًا من الخلايا. على سبيل المثال ، كلاب الراعي التي تحتوي على حوالي 1200 نوع مختلف من الخلايا الشمية لديها حاسة شم أدق وأكثر تمايزًا من البشر.

بعد أن يرسو جزيء رائحة معين على أهداب خلية المستقبل المناسبة ، يتم تحويل المحفز الكيميائي بالفعل إلى جهد كهربائي في الأهداب.يتم جمع إمكانات العمل لنفس المستقبلات الشمية أولاً في البصلة الشمية قبل أن تنتقل إلى الدماغ.

التشريح والهيكل

لا توجد خلايا الرائحة في الغشاء المخاطي الشمي فحسب ، بل توجد أيضًا ، على سبيل المثال ، في الكبد والخصيتين ، حيث قد يكون لها تأثير على الاستتباب كمستقبلات كيميائية غير واعية. يتوافق المبدأ الوظيفي للمستقبلات الشمية مع مستقبلات البروتين G.

يعتمد هذا المبدأ على بروتينات الغشاء التي تستخدم القفل والمبدأ الرئيسي لالتقاط جزيئات معينة في كيس من نوع ما وتهريبها عبر الغشاء إلى العصارة الخلوية للخلية أو إلى الجسيم أو إلى عضية أخرى. مستقبلات الرائحة في الغشاء المخاطي الشمي محاطة بالخلايا الداعمة. تخترق عملية شجرية من العصب الشمي الغشاء المخاطي إلى الخارج وتشكل حويصلة صغيرة (حويصلة شمية) في النهاية ، والتي تمتد من 5 إلى 20 أهداب في الغشاء المخاطي للغشاء المخاطي الشمي. في الطبقة الرقيقة من المخاط ، تذوب "جزيئات الرائحة" ، والتي يمكن أن تلتصق بالخلية الشمية التي تناسبها وتبدأ سلسلة تحويل الإشارات إلى نبضة عصبية كهربائية.

على جانب الأنسجة ، ترتبط المستقبلات الشمية مباشرة بالبصلة الشمية عبر محور عصبي ، حيث يتم جمع الإشارات من نفس أنواع الخلايا الشمية وإرسالها إلى المراكز المقابلة في الجهاز العصبي المركزي. يتم تجميع محاور المستشعرات الشمية جزئيًا معًا قبل أن تمر عبر أرق مسام العظم الغربالي كألياف شمية (فيلا شمية) في الجمجمة. لا يتم تخليق الفيلة الشمية ، وبالتالي تتوافق مع الأعصاب الموصلة ببطء من نوع الألياف C. سرعة توصيلها من 0.5 إلى 2 م / ثانية. نظرًا للمسافات القصيرة من الغشاء المخاطي الشمي إلى الجهاز العصبي المركزي التي لا تزيد عن بضعة سنتيمترات ، فإن السرعة كافية تمامًا.

الوظيفة والمهام

تتمثل المهمة والوظيفة الرئيسية للمستقبلات الشمية في تزويد المراكز النهائية في الجهاز العصبي المركزي بمعلومات حول وجود وتكرار حوالي 350 جزيءًا مختلفًا للرائحة أو الرائحة. كل أهداب فردية تتلامس مع جزيء حاسة الشم الخاص بها في مخاط الظهارة الشمية وترسي الجزيء يؤدي إلى دفعة كهربائية يتم تمريرها. تتم معالجة ملايين الروائح أو النبضات العطرية في نوع من "طبقة الرائحة" فقط في المراكز التابعة للجهاز العصبي المركزي.

أول متلقين للنبضات العصبية الكهربائية التي تم فرزها مسبقًا بواسطة الكبيبات وفقًا لنوع جزيء حاسة الشم هما البصلة الشمية (ما يسمى بالبصلات الشمية). يقومون بإعادة توجيه الرسائل بدون قوة المعالج الإضافية عبر ما يسمى بالخلايا التاجية إلى الهياكل الموجودة في القشرة الشمية ، حيث تتم المعالجة الفعلية واتخاذ القرارات بشأن ردود الفعل الواعية واللاواعية. يمكن أن تكون رسائل المستشعر الفردية مهمة جدًا للبقاء الفوري ، على سبيل المثال من أجل التعرف على الطعام الذي أفسدته الرائحة أو السموم الخطرة.

يمكن للروائح والروائح بغض النظر عن تناول الطعام أن تحذر أيضًا من المخاطر وأيضًا شيء يتعلق بمزاج الناس. على سبيل المثال ، لعرق الخوف ، الذي تنتجه الغدد العرقية المفرزة في الإبط ، رائحة مختلفة تمامًا عن العرق ، والذي يستخدم حصريًا للتنظيم الحراري وتفرزه الغدد العرقية المفرزة.

في المجال الجنسي أيضًا ، تلعب الرسائل الشمية من المستقبلات الشمية دورًا مهمًا. أثناء التبويض ، يتغير المستوى الهرموني للمرأة ، والذي تشير إليه دون قصد عن طريق إفراز الفيرومونات ، المعروفة باسم الكوبولين ، مع تأثير حاسة الشم. يتفاعل الرجال مع هذا بزيادة إنتاج هرمون التستوستيرون ، على الرغم من أنه لا يمكن إدراك الكوبولين بوعي بتركيزات منخفضة.

الأمراض

هناك عدد من الأسباب المحتملة التي يمكن أن تؤدي إلى اضطرابات وظيفية أو فقدان كامل لحاسة الشم (فقدان الشم). على سبيل المثال ، يمكن أن تمرض مستشعرات الرائحة نفسها أو تتغير الظهارة الشمية بطريقة لا تستطيع جزيئات الرائحة الوصول إلى أهداب مستقبلات الرائحة.

في بعض الحالات ، يتم أيضًا إزعاج إرسال الإشارات أو معالجة الإشارات في الجهاز العصبي المركزي. إلى حد بعيد السبب الأكثر شيوعًا للضعف أو حتى فقدان القدرة على الشم هو الالتهاب المزمن للجيوب الأنفية (التهاب الجيوب الأنفية). غالبًا ما يصاحب نزلات البرد الشديدة ، التي تؤدي إلى تورم الأغشية المخاطية في مجرى الهواء ، ضعف مؤقت في القدرة على الشم ، والذي يتحسن عادةً من تلقاء نفسه بعد التئام البرد.

هناك مجموعة أخرى من أسباب حدوث فقدان حاسة الشم على المستوى العصبي. يمكن أن تؤدي إصابة الدماغ الرضية (SHT) إلى إتلاف مركز حاسة الشم أو قطع ألياف حاسة الشم في حادث. يمكن أن يحدث فقدان الشم أيضًا بسبب ورم في المخ أو خرف ألزهايمر التدريجي أو مرض باركنسون. نادرًا ما تكون التشوهات الجينية أو الطفرات مسؤولة عن فقدان حاسة الشم.