Биологический механизм запахов. Биологический механизм запахов
 Скачать 0.63 Mb.
|
|
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Гимназия № 25 города Благовещенска» Итоговый индивидуальный проект «Биологический механизм запахов» Автор: Ангарский Артур Сергеевич, класс 9 В Руководитель: Ган Анастасия Викторовна, учитель биологии Благовещенск 2022 г. Содержание Введение…………………………………………………………………………...3 Глава 1. Строение обонятельного анализатора…………………………….........4 Глава 2. Работа обонятельной системы………………………………………….7 Глава 3. Изменения в работе анализатора ……………………………………..11 Глава 4. Анкетирование учащихся и его результаты………………………..14 Заключение……………………………………………………………………….18 Список литературы…………………………………………................................19 Введение Мир запахов разнообразен. С ними мы сталкиваемся ежедневно. Но задумываемся ли мы о том, как они могут на нас повлиять, какое они имеют значение, и почему одни запахи расслабляют, а другие раздражают. Наука о запахах называется ольфактроникой. Дело в том, что в нашей жизни огромную роль играет обоняние, хотя при этом ученые отмечают, что посредствам обоняния мы получаем информацию об окружающем пространстве совсем в небольшом объеме – 2%. Запахи способны оказывать психологическое, фармакологическое, физиологическое влияние. Из всех чувств, которые имеются у человека, именно обоняние быстрее всего реагирует и передаёт в головной мозг сигналы. Учёные доказали, что запахи могут излечивать и предупреждать болезни, а самое главное, повышать работоспособность человека, восстанавливая его силы. Актуальность темы состоит в том, что современный человек сегодня, как никогда раньше подвержен влиянию быта, устает от шума улиц, задыхается от выхлопных газов, да и просто выматывается в своем плотном рабочем графике. Когда он приходит домой, то буквально валится с ног, с желанием поскорее отдохнуть и ничего не делать. Восстановить его силы и поднять дух можно при помощи простых ароматов. Цель моего проекта: изучить механизм восприятия запахов человеком. Задачи: 1.Изучить литературу по выбранному вопросу 2.Провести анкетирование и исследования по определению запахов. 3. Результаты исследования. Объект исследования: обонятельный анализатор. Глава 1. Строение обонятельного анализатора Обонятельный анализатор - морфофизиологическая система, обеспечивающая восприятие различных пахучих веществ (запахов), анализ и обработку возникающих при этом афферентных возбуждений. Функции органа обоняния Большую часть информации об окружающем мире человек воспринимает с помощью органа зрения (глаза), но без запахов эта картина была бы не такой яркой и понятной. Если же сравнивать орган обоняния у человека и у животных, то можно сказать о том, что для них этот орган имеет большее значение. Но он может быть развит не у всех одинаково. Например, есть жизненные формы, у которых обонятельный анализатор развит достаточно хорошо. Так, некоторые виды бабочек могут находить своего партнера по запаху на расстоянии до 8 километров. Всем известны собаки, которые могут идти по следу человека, ориентируясь по запаху его вещей. Если начать рассматривать функции органа обоняния, то можно выделять наиболее важные из них: 1) Анализ пищи на съедобность и привлекательность. С помощью этой системы можно определить степень пригодности продукта. 2)Формирование пищевого поведения. 3)Обонятельный анализатор принимает непосредственное участие в настройке системы пищеварения на обработку пищи. 4)Определение опасных для организма человека веществ. 5)Формирование полового поведения, которое может меняться под влиянием феромонов. 6) С участием этого анализатора происходит ориентация человека в окружающей среде. 7)Познание внешнего мира. Структура обонятельного анализатора. Если рассматривать уже саму структуру этого органа чувств, то можно выделить следующие 3 отдела: а) Периферический отдел. В него входят рецепторные клетки, находящиеся в слизистой оболочке носа. Они заканчиваются ресничками, окруженными слизью. В ней и растворяются пахучие вещества. Возникает химическое взаимодействие, которое преобразуется в нервный импульс. б) Проводниковый отдел. Состоит из обонятельного нерва. По нему сигналы от рецепторов идут в передний мозг, где расположена обонятельная луковица. В ней происходит первичный анализ информации, далее импульсы пойдут в следующий отдел анализатора. в) Центральный отдел (располагается в височной и лобной доле коры больших полушарий). Именно здесь осуществляется окончательное исследование информации, осуществляется распознавание запаха и формируется окончательный ответ нашего организма на его воздействие. Периферическая часть анализатора. Если рассматривать строение обонятельного анализатора, то лучше всего начать с начального отдела, который располагается в носовой полости. В этих местах слизистая оболочка немного утолщена и сверху покрыта слизистыми выделениями, которые играют защитную роль, предохраняют от пересыхания, а также участвуют в удалении оставшихся раздражителей после окончания их воздействия. Именно здесь осуществляется контакт между пахучими веществами и рецепторными клетками. В эпителии выделяют два вида клеток: 1)Опорные. Они принимают участие в обменных процессах. 2)Обонятельные. В роли них выступают сами рецепторы, которые имеют большое количество ресничек для увеличения площади соприкосновения. Обонятельные клетки имеют по два отростка, один из которых проходит до обонятельных луковиц, а второй имеет форму палочки и заканчивается пузырьком с ресничками. Проводниковая часть анализатора. - представлен нервными волокнами, проводящими нервные импульсы от рецептора в центральную нервную систему. Этот отдел предназначен для проведения информации, поэтому представлен нервными путями, которые образуют обонятельный нерв. Он состоит из отдельных пучков, идущих в зрительный бугор. Замечена связь с лимбической системой, которая объясняет наличие эмоций в процессе восприятия запахов. Например, одни запахи могут вызывать удовольствие, другие - отвращение и так далее. Центральный отдел анализатора Обонятельная луковица (структура переднего мозга, в которой осуществляется обработка информации) и обонятельный центр, расположенный на нижней поверхности височной и лобной долей коры больших полушарий. В коре происходит определение запаха и формируется адекватная на него реакция организма. Глава 2. Работа обонятельной системы Вкусовой анализатор отвечает за восприятие и анализ вкусовых ощущений. Периферический отдел: рецепторы — вкусовые луковицы в слизистой оболочке языка, мягкого неба, миндалин и других органов ротовой полости.  Рисунок 1. Вкусовой сосочек Вкусовые сосочки несут на боковой поверхности вкусовые луковицы (рис. 1), в состав которых входят 30 — 80 чувствительных клеток. Вкусовые клетки усеяны на своем конце микроворсинками — вкусовыми волосками. Они выходят на поверхность языка через вкусовые поры. Вкусовые клетки непрерывно делятся и непрерывно гибнут. Особенно быстро происходит замещение клеток, расположенных в передней части языка, где они лежат более поверхностно. Вкусовые ощущения вызывают только растворенные в воде вещества. Проводниковый отдел: волокна лицевого и языкоглоточного нерва. Центральный отдел: внутренняя сторона височной доли коры больших полушарий. обонятельный анализатор Обонятельный анализатор отвечает за восприятие и анализ запаха. Функция: - пищевое поведение; - апробация пищи на съедобность; - настройка пищеварительного аппарата на обработку пищи (по механизму условного рефлекса); - оборонительное поведение (в т. ч. проявление агрессии). Периферический отдел: рецепторы слизистой оболочки верхней части носовой полости. Обонятельные рецепторы в слизистой носа оканчиваются обонятельными ресничками. Газообразные вещества растворяются в слизи, окружающей реснички, затем в результате химической реакции возникает нервный импульс. Проводниковый отдел: обонятельный нерв. Центральный отдел: обонятельная луковица (структура переднего мозга, в которой осуществляется обработка информации) и обонятельный центр, расположенный на нижней поверхности височной и лобной долей коры больших полушарий. В коре происходит определение запаха и формируется адекватная на него реакция организма. Восприятие вкуса и запаха дополняют друг друга, давая целостное представление о виде и качестве пищи. Оба анализатора связаны с центром слюноотделения продолговатого мозга и участвуют в пищевых реакциях организма. В настоящее время можно выделить более 10.000 разных запахов, но их все можно сгруппировать: - Цветочный - Мятный - Мускусный - Эфирный - Гнилостный - Камфорный - Едкий Если имеется смесь нескольких запахов, то ее анализатор обонятельный может воспринимать как совершенно новый аромат. Молекулы различных веществ отличаются разной формой, например, камфорный запах имеет круглые молекулы, а мускусный - в виде диска. К тому же они отличаются еще и электрическим зарядом: одни могут иметь положительный, а другие - отрицательный. Существует много теорий, которые пытаются объяснить механизм восприятия запахов. В настоящее время наиболее распространенной является стереохимическая, которая утверждает, что на мембране рецепторных клеток имеются участки нескольких типов. Они отличаются своим строением и электрофильностью. Именно они способны распознавать пахучие молекулы определенной формы и размеров. Механизм восприятия запахов. Для эффективного восприятия раздражающих веществ их молекулы должны первым делом раствориться в слизи, которая окружает рецепторные клетки. Затем происходит взаимодействие со специальными белками, встроенными в мембрану клеток. Такой контакт возможен, если форма молекулы раздражителя соответствует форме белка. Слизистое вещество контролирует доступность поверхности рецепторов для молекул пахучего вещества. После того как молекула раздражителя вступила в контакт с рецептором-белком, происходит изменение структуры последнего, в результате чего открываются натриевые ионные каналы в мембране. Ионы натрия проникают внутрь и создают положительные заряды, которые приводят к деполяризации мембраны. Из рецепторной клетки выделяется медиатор, что приводит к возникновению нервного импульса в отделах нервного волокна. Таким образом, в виде нервных импульсов обонятельное возбуждение начинает передаваться в другие отделы анализатора. Если предположить то, как работает обонятельный анализатор у человека, то всю его работу можно будет разделить на несколько этапов: а) Продвижение пахучего раздражителя к рецепторным клеткам, которое заканчивается соединением с рецепторными белками. б) Преобразование химического воздействия пахучего вещества в нервный импульс. Начинается этот этап с присоединения раздражителя к рецептору и заканчивается порождением нервных импульсов. в) Перемещение нервного импульса к низшему нервному центру. Можно расшифровать как движение в сторону обонятельной луковицы. г) Преобразование импульса в обонятельной луковице. д)Продвижение нервных импульсов в высшие обонятельные центры. е)Построение образа раздражения в виде определенного запаха. Все эти этапы должны последовательно следовать друг за другом, это значит то, что при нарушении хоть одного из них, можно сказать, что нарушение запахов нарушается. Глава 3. Изменения в работе анализатора Мы уже смогли разобрать особенности обонятельного аппарата, но стоит также отметить то, что данная система способна к адаптациям. Такое начинает происходить, только при длительном воздействии раздражителя(запаха). Адаптация может произойти за несколько секунд, но бывают случаи, когда для этого может потребоваться более 5 минут вдыхания. Всё это зависит от ряда некоторых факторов: 1) Продолжительности контакта с пахучим веществом. 2)Концентрации раздражителя. 3)Скорости воздушного потока. Имеется достаточно обширная группа пахучих веществ, к которым анализатор обонятельный приспосабливается быстро. Проходит совсем мало времени, и запах перестает ощущаться. Ярким примером может служить полная адаптация к запаху своего тела, комнаты, вещей. К некоторым раздражителям привыкание формируется медленно или вообще только частично. При воздействии слабого обонятельного раздражителя в течение короткого времени привыкание может проявиться в виде повышения чувствительности данного анализатора. Уже установлено, что развитие адаптации происходит не в первом отделе анализатора, а в последнем, то есть корковом. Часто, когда длительно воздействует одно и то же пахучее вещество, в коре больших полушарий формируется стойкий очаг возбуждения. В этих ситуациях ощущение запаха может возникать и при воздействии других раздражителей. Иногда такое ощущение может становиться назойливым и появляется даже при отсутствии раздражителей. В этом случае можно говорить о галлюцинациях, или иллюзиях. Можно только с уверенностью сказать, что если наблюдается адаптация к одному конкретному запаху, то это никак не повлияет на восприятие других раздражителей, так как все раздражители воздействуют на разные рецепторы. Разновидности нарушений обоняния. Кроме того, что анализатор обонятельный развит у всех не одинаково, к тому же можно наблюдать и некоторые нарушения и отклонения в его работе: а) Аносмия- это потеря обоняния. Обычно подразумевается полная потеря обоняния, но чаще встречается частичная (избирательная) аносмия на некоторые вещества. Аносмия может быть врождённой и приобретённой. Возможные причины: COVID-19, табакокурение, возраст опухоли, токсины (особеннометакрилат и кадмий) б) Гипосмия- это снижение обоняния. Может быть по отношению ко всем или лишь к некоторым запахам, двусторонней или односторонней. Возникает при нарушении носового дыхания, острых или хронических воспалениях слизистых оболочек полости носа, при заболеваниях периферического отдела обонятельного нерва, поражениях центра обоняния. Диагноз ставится с помощью элементарных запаховых проб или ольфактометра — прибора, измеряющего остроту обоняния. Лечение, как правило, направлено на устранение причины. в) Гиперосмия- это болезненное обостренное обоняние, которое может появляться при беременности и некоторых других состояниях. Может наблюдаться у лиц, страдающих истерией, неврастенией, психическими заболеваниями, иногда у беременных. Гиперосмия встречается при множественном склерозе и опухолях мозга, мигрени, диффузном токсическом зобе, перенесенных инфекционных заболеваниях. г) Паросмия- это неадекватное восприятие запахов. д) Нарушение дифференцировки (- это процесс возникновения и развития структурных и функциональных различий между первоначально однородными эмбриональными клетками, в результате которого образуются специализированные клетки, ткани и органы многоклеточного организма. е) Появление обонятельных галлюцинаций. ё) Обонятельная агнозия- это то, когда человек чувствует запах, но не может его распознать. Надо отметить, что с возрастом происходит постепенное снижение обонятельной чувствительности. Анализатор обонятельный уже не способен так четко и быстро распознавать запахи. Ученые подсчитали, что к 50 годам обоняние у среднестатического человека снижается наполовину по сравнению Самым первым во время внутриутробного развития обонятельного анализатора начинает формироваться периферический отдел. Это происходит уже на 8 неделе развития. К концу беременности, а точнее, к окончанию 8 месяца, этот анализатор уже полностью сформирован. Уже сразу после рождения можно наблюдать реакцию новорожденного на запахи. Это проявляется в виде мимических движений, изменения работы сердечной мышцы, частоты дыхания, положения тела. Именно с помощью обоняния малыш узнает запах своей матери. Этот орган чувств является важным компонентом формирования пищевых рефлексов. Постепенно, когда ребенок подрастает, происходит увеличение способности анализатора дифференцировать запахи. Тонкость и прочность этого процесса возрастает на 4 месяце. Если сравнивать способность воспринимать и дифференцировать запахи у детей 5-6 лет и у взрослых, то можно сказать, что у последних она значительно выше. Таковы возрастные особенности обонятельного анализатора. Можно еще сказать, что в результате систематических тренировок можно существенно улучшить свое обоняние, а вот заядлые курильщики рискуют потерять остроту восприятия, так как составные компоненты табачного дыма негативно влияют на рецепторы. Также частые воспалительные заболевания носовой полости способствуют снижению обоняния. Глава 4. Анкетирование учащихся и его результаты Анкетирование было проведено для учащихся 9А класса. Результаты представлены отдельно для юношей и девушек. 1.Замечали ли вы, что наша жизнь наполнена разными ароматами? а) замечал б) не придаю этому значения в) не замечал г) даже не задумывался над этим 2.Какое значение имеют в вашей жизни ароматы? а) являются неотъемлемой частью моей жизни б) не несут никакого значения в моей жизни в) затрудняюсь ответить г) иногда играют в моей жизни какую-то роль.   Таким образом, исходя из этих диаграмм можно сделать вывод о том, что примерно 70% юношей и девушек замечали наличие ароматов. 29% девушек и 14% юношей не придавали этому значения и 14% юношей даже не задумывались над тем, что наша жизнь наполнена ароматами   По результатам второго опроса можно сказать, что для 29% юношей ароматы являются неотъемлемой частью жизни и для большей части (71%) запахи играют какую-то роль. У 57% девушек ароматы ароматы являются неотъемлемой частью жизни, для 29% иногда играют какую-то роль. И лишь только для 14% не имеют значения Таким образом, исходя уже из этих диаграмм, можно сделать вывод о том, что ароматы играют разную роль в жизни юношей и девушек. Для девушек они более важны, чем для юношей. Результаты практической работы по определению запахов Для выполнения практической работы я выбрал 5 разных запахов, которые могут вызывать разные чувства у человека (1-апельсин, 2-бальзам Доктор МОМ, 3-сухарики со вкусом сыра, 4-чеснок, 5-испорченную пищу). Участники эксперимента вносили свои ощущения в инструктивную карту:
Из этой карточки видно то, что у каждого человека своё восприятие запаха. На самые разные запахи они реагировали абсолютно по-разному (мимика, движение, настроение участников менялись в процессе этой работы). В основном всем понравился запах апельсина и принёс только лишь позитивные чувства, но запах испорченной пищи принёс другие, совсем обратные чувства (но были те, кому этот запах понравился и не приносил дискомфорта). Заключение Человек в процессе своей жизнедеятельности активно взаимодействует с окружающей средой, что осуществляется путём распознавания предметов, звуков, запахов и вкусовых ощущений с помощью специализированных органов чувств. Орган, отвечающий за восприятие запахов, принято считать одним из самых древних, так как сформировался намного раньше остальных специализированных органов чувств и встречался ещё у первых хордовых. Благодаря ему каждый человек видит мир по своему, также оно влияет на эмоциональное состояние человека. В ходе проведения исследований я пришёл к следующим выводам: 1. Девушки и юноши по-разному реагировали на присутствие ароматов в их жизни. 2. Ароматы влияют на настроение и состояние организма человека Можно с уверенностью сказать, что все органы чувств важны для человека. Если наблюдаются проблемы в работе хоть одного анализатора, то уже можно говорить о том, что адекватность восприятия окружающего мира снижается, пропадает полнота ощущений от жизни. Берегите себя и свои органы чувств. Список литературы Анатомия вкуса. Л. Ашкинази. // "Наука и жизнь" № 8, 2003 г., с. 16-20. Древнейшее из чувств: Запахи [Электронный ресурс]. //www.popmech.ru. сайт. Режим доступа. URL: https://www.popmech.ru/technologies/9078-drevneyshee-iz-chuvstv-zapakhi/#part0 (дата обращения: 08.11.2018). Золотин А.Ю., Симоненко С.В., Фелик С.В., Антипова Т.А., Симоненко Е.С. Некоторые особенности корреляции запаха пищевого продукта с его органолептическим восприятием // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 11-2. – С. 179-183; [Электронный ресурс] Режим доступа. URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=11994 (дата обращения: 07.11.2018). К истокам вкуса. [Электронный ресурс]. //slowfood.com. сайт. Режим доступа. URL: http://slowfood.com/filemanager/Education/Origins_rus.pdf (дата обращения: 1.11.2018.). Лозовская Е., канд. физ.-мат. наук. Штрих-код запаха // Наука и жизнь, 2004, № 12. Майоров В. А. Запахи: их восприятие, воздействие, устранение. - М.: Мир, 2006. Обоняние и вкус: сходство и различие в отражении реальности. [Электронный ресурс]. //refleader.ru. сайт. Режим доступа. URL: http:// refleader.ru/rnaqasrnamer.html (дата обращения: 9.11.2018). Органы чувств // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907. |