Біологія. 8 клас. Балан

§ 54. Сенсорні системи нюху, смаку. Рецептори внутрішніх органів

• Що таке хеморецепція? Яке значення мають смак і нюх у житті людини?

Завдяки чому ми здатні сприймати запахи. Ми сприймаємо запахи завдяки нюху. Здатність людини сприймати запахи ґрунтується на тому, що молекули летких сполук діють на рецепторні клітини, які є периферичною частиною сенсорної системи нюху.

Нюх відіграє важливу роль у житті людини: за запахом ми можемо відрізнити їстівні об’єкти від неїстівних (наприклад, несвіжі, що втратили їстівні якості й загрожують нашому здоров’ю). Запахи впливають на емоційний настрій людини: одні з них (запахи квіток, якісних парфумів, лісового чи морського повітря) поліпшують настрій, сприяють підвищенню працездатності, інші (сірководень, запах поту тощо) - погіршують.

Нюхові рецептори (хеморецептори) розташовані в слизовій оболонці верхньої носової раковини, а також у задньоверхній частині носової перегородки (мал. 54.1). Від верхньої поверхні цих клітин відходить відросток, який має короткі війки. Ці війки заглиблені в шар слизу, що вкриває нюховий епітелій. Вони збільшують поверхню контакту з молекулами летких сполук.

Мал. 54.1. Схема сприйняття нюховими рецепторами молекул пахучих речовин

Одна з функцій слизу - захист клітин від пересихання: якщо слизова носової порожнини пересихає, здатність сприймати запахи знижується або взагалі зникає.

Молекули пахучих речовин надходять до рецепторних клітин або через ніздрі (під час вдиху), або з ротової порожнини. Таким чином, споживаючи їжу, ми відчуваємо не лише її смак, а й запах. Молекули летких речовин взаємодіють з мембраною рецепторних клітин, збуджуючи їх. Так виникають нервові імпульси.

Цікаво знати. У людини налічують приблизно від 40 до 60 млн нюхових рецепторних клітин (для порівняння: в собаки їх близько 240 млн, тому нюх у собак розвинений значно краще, ніж у людини).

Від основи рецепторних клітин відходять довгі відростки - аксони. Їхні утвори - нюхові нитки - проходять через решітчасту кістку черепа й прямують до нюхових цибулин (мал. 54.1). У цих складних утворах відбувається первинне оброблення нюхової інформації. Далі нервові імпульси прямують до ділянок кори лобових і скроневих часток півкуль. Там остаточно аналізуються нюхові подразнення. До підкіркових центрів, що беруть участь в обробці нюхової інформації, належать ядра гіпоталамуса (структури проміжного мозку).

Гостроту нюху визначають за найменшою концентрацією речовини, яка спричинює відчуття запаху. Її вимірюють за кількістю молекул пахучої речовини в 1 см³ повітря.

Сприйняття запахів людиною залежить від фізіологічного стану організму, стану нервової системи, віку людини тощо. Є люди, в яких відчуття запахів загострене, вони можуть відчувати запахи тоді, коли більшість людей їх не відчуває.

Цікаво знати. Людина швидко звикає до запаху. Якщо вона заходить до кімнати з певним запахом, то через деякий час перестає його відчувати. На гостроту нюху впливає температура та вологість. Оптимальна температура для сприйняття запахів +30 °С.

Нюхові рецептори можуть руйнуватись унаслідок впливу тих чи інших факторів (низькі або високі температури, їдкі хімічні сполуки тощо). При цьому можуть спостерігати тимчасову або повну втрату здатності розпізнавати запахи.

Яке значення для людини має відчуття смаку. Смак - сприйняття смакових властивостей речовин, які потрапляють на рецептори ротової порожнини та на поверхню язика. Крім того, вони є на поверхні м’якого піднебіння та на задній стінці глотки. Рецептори смаку розміщені у смакових цибулинах, які входять до складу виростів слизової оболонки язика - сосочків (мал. 54.2). Смакові відчуття дають змогу визначити якість їжі та питної води, збуджують апетит, сприяючи виділенню травних соків і перетравленню їжі.

Мал. 54.2. Будова смакової цибулини

Для того щоб певні сполуки могли подіяти на смакові рецептори, вони мають бути розчинені в слині чи воді. Суха поверхня язика не здатна розпізнавати смакові якості сполук. Через пору, розташовану на поверхні сосочка, молекули речовин, що потрапили до ротової порожнини, проникають усередину невеликої камери, заповненої рідиною. На її дні є смакові рецептори. Молекули взаємодіють з рецепторними клітинами, подразнюючи їх.

Цікаво знати. Підраховано, що в дорослої людини є декілька тисяч смакових цибулин. Термін існування смакових рецепторних клітин незначний: вони живуть приблизно 10 діб, після чого їх заступають нові.

Рецептори смаку, як і рецептори нюху, належать до хеморецепторів. Від рецепторних клітин смакова інформація декількома нервами надходить до структур центральної нервової системи: довгастого мозку та смакового ядра моста. Далі вона прямує до ядер таламуса та скроневих ділянок кори великих півкуль. Саме там формується сприйняття смакових якостей їжі і питної води.

Смакові рецептори, нерви, а також смакові зони центральної нервової системи складають сенсорну систему смаку.

Людина здатна розпізнавати п’ять основних смаків: солодкий, кислий, гіркий, солоний та умамі. На поверхні язика виявлено зони специфічної чутливості (мал. 54.3). Так, рецептори, які сприймають гіркий смак, розташовані переважно біля основи язика, солодкий - на верхівці, кислий і солоний - на бічних частинах (кислий - ближче до основи, солоний - ближче до верхівки). Смакові зони перекриваються. У середній частині язика смакових рецепторів майже немає.

Мал. 54.3. Зони специфічної чутливості язика, на яких розташовані різні групи смакових рецепторів: 1 - солодкий; 2 - солоний; 3 - кислий; 4 - гіркий; 5 - умамі

Відчуття смаку залежить від концентрації речовини. Наприклад, звичайна кухонна сіль за низької концентрації здається солодкою, і лише коли її концентрація зростає, відчувається солоною. Виникають і змішані смакові відчуття: наприклад, смак дозрілого апельсина сприймається як кисло-солодкий, а грейпфрута - як солодко-гіркий.

У 1908 році японський хімік Кікунае Ікеда (1864-1936) звернув увагу, що бульйони, які містять глутамат натрію, створюють приємний смак, відмінний від кислого, солоного, гіркого або солодкого. Цей п’ятий смак він назвав умамі (з японської - приємний смак). Такий особливий смак створюють також деякі розчинні амінокислоти та їх похідні.

Дізнайтеся більше про глутамат натрію за QR-кодом.

Мінімальна концентрація речовин, за якої людина може визначити її смак, має назву смаковий поріг. Він неоднаковий для різних хімічних речовин. Для цукру смаковий поріг становить 0,01 моль/л, для кухонної солі - 0,05, лимонної кислоти - 0,009, а хініну¹ - 0,000008 моль/л. Таким чином, ми найчутливіші до гіркого, менш чутливі до кислого та однаковою мірою сприймаємо солодке і солоне. Вища чутливість до гіркого пов’язана з тим, що багато отруйних сполук мають гіркий присмак. Тому гіркий присмак може сигналізувати про небезпеку. Сильні гіркі подразники спричиняють напади нудоти чи блювоти, що може запобігати потраплянню небезпечних сполук до організму.

¹ Хінін - речовина рослинного походження (міститься у корі хінного дерева).

Для сприйняття смакових відчуттів важливе значення має температура їжі. Висока або низька її температура знижує смакові відчуття: при споживанні гарячого чаю із цукром він спочатку здається несолодким. Найсприятливішою температурою для розпізнавання смакових якостей їжі вважають +20 °С...+24 °С.

Оскільки нюховий і смаковий нервові центри в корі великих півкуль розташовані поруч, на визначення якості їжі впливає як її запах, так і смак. Коли закладено ніс під час нежитю, смакові відчуття порушуються.

Здатність розпізнавати смаки знижує інтенсивне тютюнокуріння, вживання наркотичних речовин тощо. Смакові відчуття можуть порушитися внаслідок ушкодження язика (механічні ушкодження, утворення виразок тощо), інших смакових зон, а також захворювань відповідних нервових шляхів і ділянок сприйняття смакових відчуттів у головному мозку.

Рецептори внутрішніх органів. Багато рецепторів, які сигналізують про стан нашого організму, розташовані у внутрішніх органах. Так, рецептори в стінках шлунка та кишки контролюють ступінь заповнення їх їжею. Коли шлунок порожніє, в людини виникає відчуття голоду. Коли ж він заповнюється, виникає відчуття ситості.

У виникненні відчуття голоду беруть участь і рецептори, які сприймають зміни концентрації глюкози в крові. Підкіркові центри відчуття голоду й ситості розташовані в гіпоталамусі, звідки нервові імпульси надходять до відповідних ділянок кори великих півкуль. Рецептори стінок кровоносних судин реагують на вміст газів у крові, артеріальний тиск тощо. Взаємодія різних типів рецепторів, розташованих у різних внутрішніх органах, створює цілісну картину стану нашого організму, забезпечує координацію діяльності його окремих частин.

Узагальнення

Запахи сприймає нюхова, а смаки - смакова сенсорна система. Нюхові рецептори, які складають периферичну частину нюхової сенсорної системи, сприймають молекули летких сполук. Рецептори смаку переважно розміщені у смакових цибулинах слизової оболонки язика, здатні сприймати різні смаки: кисле, солодке, солоне, гірке та смак умамі. Рецептори розташовані й у внутрішніх органах, вони забезпечують контроль за їх станом і роботою.

Поміркуйте

• 1. Як перевірити наявність у себе на язику зон, які сприймають кисле, солодке та солоне?
• 2. Чому різні люди відчувають запахи по-різному?
• 3. Чи можна тренувати смакову сенсорну систему?