Ένας οσφρητικός υποδοχέας είναι μια θέση επαφής σε ορισμένα κύτταρα στον εγκέφαλο των ανθρώπων και των περισσότερων ζώων που βοηθά στην επεξεργασία και την αναγνώριση μυρωδιών. Πολλά έντομα έχουν επίσης αυτού του είδους τους υποδοχείς, αν και στις περισσότερες περιπτώσεις βρίσκονται σε εξωτερικούς αισθητήρες όπως οι κεραίες αντί να βρίσκονται στον εγκέφαλο. Αυτό συμβαίνει επειδή, συνήθως, τα έντομα αισθάνονται την όσφρηση όχι μέσω μιας καθορισμένης μύτης αλλά μάλλον μέσω αισθητήρων που αλληλεπιδρούν πιο άμεσα με το περιβάλλον. Ανεξάρτητα από τη θέση τους, οι υποδοχείς τείνουν να λειτουργούν με τον ίδιο περίπου τρόπο. Επεξεργάζονται τη μυρωδιά ως χημική αντίδραση και στη συνέχεια τη μετατρέπουν σε ένα σήμα που μπορεί να διαβαστεί και να γίνει κατανοητό από τον εγκέφαλο ή άλλη περιοχή επεξεργασίας. Αυτοί οι υποδοχείς είναι ο τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι μπορούν να αναγνωρίσουν τις μυρωδιές από κάτι στον αέρα και επίσης παίζουν ρόλο στη μνήμη όσφρησης, δηλαδή αναμνήσεις ανθρώπων, τόπων ή εμπειριών που σχετίζονται με ορισμένες μυρωδιές.
Βασική ιδέα
Η όσφρηση μπορεί να είναι ένα κάπως περίπλοκο πράγμα. Στα περισσότερα επιστημονικά περιβάλλοντα, οι μυρωδιές είναι γνωστές ως «αρωματικές ουσίες». Τα οσμητικά είναι ουσιαστικά χημικές «υπογραφές» που απορρίπτονται από τις περισσότερες ουσίες και πλάσματα. Μπορούν επίσης να δημιουργηθούν, συνήθως ως υποπροϊόν διεργασιών όπως οι άνθρωποι που ιδρώνουν, τα λουλούδια ανθίζουν ή τα πράγματα καίγονται. Οι οσμές προσκολλώνται στα μόρια της ατμόσφαιρας και του περιβάλλοντος. Ερμηνεύονται σε μυρωδιές που οι οργανισμοί αναγνωρίζουν μέσω συγκεκριμένων οσφρητικών υποδοχέων.
Πώς λειτουργούν
Οι υποδοχείς συνήθως θεωρείται ότι αποτελούν μέρος του νευρικού συστήματος στους ανθρώπους και στα περισσότερα σπονδυλωτά ζώα. Κάθονται στην ίδια την επιφάνεια ορισμένων κυττάρων στο οσφρητικό κέντρο του εγκεφάλου και ουσιαστικά περιμένουν μια χημική ουσία που προκαλεί μια οσμή κοντά. Στα έντομα, αυτό το σύστημα συμβαίνει στις κεραίες και όχι στον εγκέφαλο, αλλά η διαδικασία είναι συνήθως η ίδια, τουλάχιστον από χημική άποψη. Οι υποδοχείς τείνουν να είναι συγκεκριμένοι, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν διαφορετικοί υποδοχείς για διαφορετικές μυρωδιές.
Ένας τρόπος για να το οπτικοποιήσουμε αυτό είναι να φανταστούμε τα οσμικά ως κλειδιά και τους υποδοχείς ως μεμονωμένες κλειδαριές. Οποιοδήποτε δεδομένο αρωματικό θα συνδεθεί μόνο με τους αντίστοιχους υποδοχείς του και έτσι αναγνωρίζονται οι μυρωδιές. Όταν ένας υποδοχέας συνδέεται με ένα αρωματικό, λέγεται ότι «ενεργοποιείται». Μερικές φορές είναι δυνατό μια μυρωδιά να ενεργοποιήσει πολλούς υποδοχείς, συνήθως εάν πρόκειται για σύνθετη ή πολυεπίπεδη μυρωδιά.
Προδιαγραφές τοποθεσίας
Στους ανθρώπους και στα περισσότερα ζώα, οι οσφρητικοί υποδοχείς ομαδοποιούνται σε μικρές ομάδες στο πίσω μέρος της ρινικής κοιλότητας. Υπάρχουν συνήθως εκατομμύρια κελιά όταν μετρώνται μεμονωμένα, καθώς και πολύ μεγάλος αριθμός ομαδοποιημένων δεσμίδων. Μαζί, αυτές οι ομάδες σχηματίζουν αυτό που είναι γνωστό ως «οσφρητικό επιθήλιο», το οποίο λειτουργεί ως ένα είδος επικάλυψης ή ορίου.
Το επιθήλιο καλύπτεται από βλεφαρίδες που μοιάζουν με τρίχες που συλλέγουν εισπνεόμενα αρωματικά μόρια και τα στέλνουν στους υποδοχείς. Η βλέννα που καλύπτει τη μύτη και τα ιγμόρεια βοηθά επίσης στην παγίδευση αυτών των οσμών, επιτρέποντάς τους να υποστούν επεξεργασία.
Σημασία της Οσμής
Πολλοί βιολόγοι έχουν πει ότι η αίσθηση της όσφρησης είναι ένα από τα πιο απαραίτητα εργαλεία για την επιβίωση οποιουδήποτε συγκεκριμένου οργανισμού. Πράγματι, σχεδόν όλα τα έμβια όντα, από τα απλά ασπόνδυλα μέχρι τους ανθρώπους, έχουν τουλάχιστον κάποια χρήση, και πράγματι χρειάζονται, οσφρητικούς υποδοχείς. Τα ψάρια, για παράδειγμα, έχουν περίπου 100 ποικιλίες αυτού του είδους τοποθεσιών, ενώ οι άνθρωποι έχουν περίπου 10,000. Στην πραγματικότητα, οι ερευνητές πιστεύουν ότι σχεδόν το 3% του ανθρώπινου γενετικού κώδικα είναι αφιερωμένο στην κατασκευή τους.
Οι περισσότεροι άνθρωποι συνδέουν τις μυρωδιές με τις άμεσες αισθήσεις, ιδιαίτερα την ευχαρίστηση και την απώθηση. Αυτές οι αισθήσεις είναι σημαντικές, αλλά η αίσθηση της όσφρησης έχει επίσης έναν κρίσιμο υποσυνείδητο και εξελικτικό ρόλο. Επιτρέπει σε ανθρώπους και ζώα να διακρίνουν παράγοντες που αφορούν τα πάντα, από την φυσική κατάσταση και την υγεία ενός πιθανού συντρόφου μέχρι τον εντοπισμό δηλητηριωδών ουσιών και βρώσιμων τροφών. Μπορεί επίσης να βοηθήσει στον εντοπισμό του κινδύνου και ορισμένα ζώα λέγεται ότι μπορούν να «μυρίσουν φόβο» – συνήθως λόγω των τρόπων με τους οποίους είναι σε θέση να επεξεργάζονται την αδρεναλίνη και τον αυξημένο ιδρώτα που αποβάλλεται από άλλα.
Διαδικασία ερμηνείας οσμής
Η διαδικασία από την αναγνώριση της όσφρησης στο οσφρητικό κέντρο έως την επεξεργασία και τη δράση στον εγκέφαλο μπορεί να είναι πολύ περίπλοκη. Τις περισσότερες φορές, όταν οι υποδοχείς «κλειδώνουν» για πρώτη φορά με μια μυρωδιά, κάνουν μια μόνιμη καταγραφή της σύνδεσης που είναι αποθηκευμένη στο κέντρο μνήμης του εγκεφάλου. Όταν ένα ζώο καταπιεί μια τροφική ουσία που είναι σάπια ή προκαλεί ασθένεια, για παράδειγμα, το ζώο διατηρεί αυτή τη μυρωδιά στην τράπεζα μνήμης του. Το ίδιο συμβαίνει με τις μυρωδιές που είναι καλές. Αυτός είναι εν μέρει ο λόγος που μυρίζοντας κάτι σαν φρεσκοψημένα μπισκότα μπορεί να κάνει ένα άτομο να σκεφτεί τις παιδικές στιγμές που περνούσε με μια γιαγιά ή μια μαμά στην κουζίνα.
Η οσμή παίζει ρόλο και στη γεύση. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι γευστικοί κάλυκες και οι γευστικοί υποδοχείς συνεργάζονται επίσης πολύ στενά με τους υποδοχείς οσμής και μαζί αυτά τα δύο συστατικά επιτρέπουν την πλήρη εμπειρία οποιουδήποτε τροφίμου. Τα άτομα που έχουν οσφρητικά προβλήματα ή διαταραχές – ή που έχουν βουλωμένη μύτη από κάτι σαν κακό κρυολόγημα – συχνά διαπιστώνουν ότι έχουν διαφορετική γεύση στα τρόφιμα, και αυτός είναι ο λόγος.