Samotni strażnicy organizmu

| Nauki przyrodnicze
Darwin Belllicencja: Creative Commons

Dlaczego płaczemy przy krojeniu cebuli? Tego tak naprawdę nie wie nikt. Wygląda jednak na to, że dzięki naukowcom ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Colorado i Uniwersytetu Maryland uczyniliśmy krok naprzód w kierunku zrozumienia tego zagadnienia. Wyniki swoich badań opublikowali w czasopiśmie Journal of Neurophysiology.

Dzięki ich badaniom odkryto specjalne komórki, nazwane "pojedynczymi komórkami chemosensorycznymi". Są one ulokowane w przedsionku nosa, drogach oddechowych oraz przewodzie pokarmowym przedstawicieli wszystkich gromad kręgowców, w tym prawdopodobnie także u człowieka. Ich dokładna funkcja nie jest jeszcze dokładnie poznana, lecz najprawdopodobniej wykrywają one "zapachy zagrożenia", czyli substancje drażniące lub potencjalnie niebezpieczne, a następnie uruchamiają mechanizmy obrony przed tymi cząsteczkami.

Nieco wcześniej odkryto, że impulsy nerwowe generowane przez substancje drażniące (a także przez niektóre zapachy gorzkie) stymulują bezpośrednio nerw trójdzielny. Jest to nerw odpowiedzialny m.in. za odbiór wrażeń dotykowych, temperatury i bólu w rejonie głowy. Było to nieoczekiwane odkrycie - wcześniej sądzono, że wszystkie informacje o zapachu są przewodzone przez nerw węchowy.

Odkrycie to zachęciło badaczy do poszukiwania specyficznych komórek, reagujących właśnie na zapach drażniących substancji. W oparciu o serię eksperymentów naukowcy ustalili prawdopodobny mechanizm przewodzenia informacji o drażniących substancjach przez nerwy. Postulują oni, że po związaniu odpowiedniej liczby cząsteczek zapachowych z receptorami na samodzielnej komórce chemosensorycznej dochodzi w niej do zmian w stężeniu jonów wapnia. Zmiana ta prowadzi do zachwiania poziomu ładunków elektrycznych wewnątrz komórki i poza nią, co jest równoznaczne z przepływem prądu elektrycznego.

Sygnał ten jest prawdopodobnie odbierany przez zakończenia włókien nerwu trójdzielnego. W odpowiedzi na bodziec związany z potencjalnym zagrożeniem organizm reaguje w dobrze znany sposób: błony śluzowe wydzielają zwiększone ilości płynu, a w niektórych przypadkach dochodzi także do kaszlu, kichania i innych reakcji obronnych. Potwierdzenie tej tezy wymaga jednak dalszych badań, gdyż nie jest znany m.in. dokładny mechanizm przekazywania informacji z komórek chemosensorycznych do neuronów.

Wyniki badań amerykańskich naukowców wydają się potwierdzać koncepcję stworzoną jeszcze w XIX wieku przez Johannesa Petera Mullera. Twierdził on, że reakcja na bodziec zależy nie od natury samego bodźca, lecz głównie od sposobu przewodzenia informacji o nim wewnątrz organizmu. Odkrycie samodzielnych komórek chemosensorycznych potwierdza, że lotne substancje zapachowe mogą być wykrywane przez mózg albo jako zapach (gdy informacja dociera do mózgu przez nerw węchowy), albo jako wrażenie bólowe (w przypadku impulsów przewodzonych przez nerw trójdzielny). Badacze sugerują także, że dalsze badania mogą pomóc w zrozumieniu, dlaczego niektóre osoby reagują szczególnie intensywnie na drażniące zapachy. Do tego czasu jednak musimy zadowolić się prostym zatkaniem nosa...

Autor:

Źródło: EurekAlert

substancje drażniące reakcja nerw trójdzielny pojedyncze komórki sensoryczne