Ožas sistēma: uzbūve, funkcijas un nozīme cilvēkos un dzīvniekos

Ožas sistēma: tās uzbūve, funkcijas un nozīme cilvēkiem un dzīvniekiem — kā smaržas ietekmē uzvedību, atmiņas un socializāciju.

Ožas sistēma ir maņu sistēma, kas nodrošina ožas sajūtu jeb smaržu.

Vairumam zīdītāju un rāpuļu ir divas ožas sistēmas daļas.

1. Ir galvenā ožas sistēma, kas nosaka gaistošas, gaisā esošas vielas.
2. Ir sekundārā jeb papildsistēma. Papildu ožas sistēma uztver uz šķidrumu balstītus stimulus. Uzvedības pierādījumi liecina, ka visbiežāk papildu ožas sistēmas uztvertie stimuli ir feromoni.

Par ožas sistēmu bieži runā kā par līdzīgu garšas sistēmai (garšas sistēmai). Abas ir ķīmiski jutekļi. Tās pārveido ķīmiskos signālus nervu impulsos, kas smadzenēs pārvēršas uztverē.

Smadzeņu daļa, kas nodarbojas ar ožas darbību, ir rinencefalons, kas cilvēka smadzenēs ir neliela, bet citiem mugurkaulniekiem - daudz svarīgāka. Pīpju garoza, iespējams, ir zona, kas visciešāk saistīta ar smaržas identificēšanu. Mediālā amigdala ir saistīta ar sociālajām funkcijām, piemēram, pārošanos un vienas sugas dzīvnieku atpazīšanu. Entorhinālā garoza savieno smaržas ar atmiņām. Šo augstāko zonu precīzas funkcijas joprojām tiek pētītas.

Linda B. Buk un Ričards Aksels 2004. gadā saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā par darbu par ožas sistēmu. Analizējot žurku DNS, viņi aprēķināja, ka zīdītāju genomā ir aptuveni tūkstotis dažādu ožas receptoru gēnu.

Uzbūve un galvenās struktūras

Galvenās ožas sistēmas struktūras ietver:

• Ožas epitēlijs (olfaktorālais epitēlijs) — slānis deguna dobumā, kur atrodas ožas receptoru neironi (olfaktorālās receptoru šūnas). Šīs šūnas tieši mijiedarbojas ar gaistošām molekulām.
• Ožas receptoru neironi — katra šūna parasti izsaka vienu ožas receptora veidu, kas ir G proteīniem saistīts receptors (GPCR). Receptori atpazīst dažādus aromātiskos molekulārus motīvus.
• Ožas bumbu (bulbus olfactorius) — smadzeņu struktūra, kur receptoru neironu aksoni sinaptiski savienojas ar glomeruliem. Glomerulos tiek organizēta pirmā kodēšana un filtrēšana, radot telpisku kartējumu smaržām.
• Ožas traktāts un garozas zonas — signāli no ožas bumbas nonāk pīpju garozā, entorhinālajā garozā, amigdala un citās rinencefalona daļās, kur smaržas tiek identificētas, asociētas ar emocijām un atmiņām.
• Papildsistēma / vomeronazālais orgāns (VNO) — daudziem dzīvniekiem ir īpašs orgāns (Jacobsona orgāns), kas uztver šķidruma bāzes ķīmiskos signālus un feromonus. Cilvēkiem VNO parasti ir labi attīstīts vestigāli vai nefunkcionāls.

Kā notiek smaržas uztvere

Smakas uztvere ir ķēde no molekulas saķeršanās līdz smadzeņu interpretācijai:

• Gaistošās molekulas nonāk deguna dobumā un šķērso gļotādu, lai saistītos ar receptoru proteīniem ožas epitēlijā.
• Receptoru aktivācija izraisa intracelulāru signālu kaskādi (caur G olfaktoriem), kas radās nervu impulsus.
• Impulsi no receptoru šūnām agregējas ožas bumbā glomerulos; katrs glomeruls saņem ievades no receptoru šūnām ar vienu receptoru tipu, veidojot karti.
• Turpmākajos posmos smadzeņu garozas un limbiskās sistēmas zonas apstrādā informāciju, nodrošinot identifikāciju, atmiņu sasaisti un emocionālu atbildi.

Funkcijas un uzvedības nozīme

Ožas sistēmai ir daudz svarīgu lomu:

• Sensora informācija par pārtikas kvalitāti un bīstamām vielām (piem., dūmi, sadalīšanās smaka).
• Sociālā komunikācija — feromoni ietekmē pārošanos, teritoriju atzīmēšanu, mother–infant bonding u.c.
• Atmiņa un emocijas — ožas ceļi cieši saistīti ar limbisko sistēmu, tāpēc smaržas bieži spēcīgi izraisa atmiņas un emocijas.
• Orientācija un medību uzvedība — daudzām sugām smarža ir galvenais informācijas avots videi un pretsparu atrašanai.

Atšķirības starp sugām

Ožas sistēmas attīstība un nozīme ievērojami atšķiras starp sugām. Piemēram:

• Suņi un daudzi citi zīdītājiem garda olfaktora epitēlija un liels ožas bumbas izmērs ļauj ļoti smalki atšķirt smaržas.
• Cilvēkiem ožas funkcija ir samazināta salīdzinājumā ar daudzām dzīvnieku sugām — cilvēkiem ir mazāk funkcionālu OR gēnu nekā žurkām vai suņiem, un VNO parasti ir nefunkcionāls.
• Rāpuļi un daži zīdītāji izmanto VNO feromonu uztverei; putniem smaržu nozīme ir atšķirīga un pieļaujamie sensori variē.

Regenerācija un plastiskums

Ožas receptoru neironi ir īpaši spējuši regenerēties no bāzes šūnām visas dzīves laikā, kas atšķir tos no daudzu citu nervu šūnu populācijām. Tādejādi ožas epitēlijs var atjaunoties pēc bojājumiem, taču atjaunošanās spēja samazinās ar vecumu un smagākiem traumu vai infekciju gadījumiem.

Klīniskā nozīme

Ožas traucējumi var būt nozīmīgi gan komforta, gan drošības ziņā:

• Anosmija (smaržas zudums) un hiposmija (samazināta smaržu jutība) var rasties infekciju, deguna anatomisku izmaiņu, galvas traumu, toksīnu iedarbības vai neirodeģeneratīvu slimību (piem., Parkinsona, Alcheimera simptomu) rezultātā.
• Smakžas testēšanai izmanto standarta testus (piem., smaržu atpazīšanas vai noteikšanas testi).
• Smaržas zudums var radīt drošības risku (nespēja sajust dūmus vai gāzi), izmainīt garšas uztveri un ietekmēt dzīves kvalitāti. Dažreiz atjaunošana iespējama, ja cēlonis ir ārstējams (alerģija, polipi), citreiz ārstēšanas iespējas ierobežotākas.

Pētījumi un nozīmīgākie atklājumi

Par ožas receptoru ģenētisko daudzveidību un darbības principiem lielu ieguldījumu deva Linda B. Buk un Ričards Aksels, kuri 2004. gadā saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā par pētījumiem, kuros, analizējot žurku DNS, tika atklāts, ka zīdītāju genomā ir liels skaits ožas receptoru gēnu (rodentiem — aptuveni tūkstotis). Viņu darbs parādīja, ka ožas receptori ir GPCR ģimenes locekļi un ka kombinatoriskā kodēšana ļauj smaržu daudzveidīgu atpazīšanu.

Šodien pētījumi turpinās — no molekulāras receptoru darbības izpētes līdz smadzeņu tīklu analīzei, kas skaidro, kā smaržas ietekmē uzvedību, atmiņu un emocionālo stāvokli. Ožas izpēte arī sniedz ieskatu neirodeģeneratīvo slimību agrīnajā diagnosticēšanā, jo smaržas zudums bieži parādās pirms citām simptomu izpausmēm.

Praktiski padomi

Ja jūtat smaržas izmaiņas:

• vērtējiet, vai iepriekš bijusi galvas trauma, augšējo elpošanas ceļu infekcija vai medikamentu lietošana;
• ja simptomi neizzūd vai pasliktinās, meklējiet medicīnisku izvērtējumu, it īpaši, ja pavada citas pazīmes (atmiņas traucējumi, motorikas izmaiņas);
• ievērojiet drošību mājās — spiediena gāzes detektori un dūmu detektori var kompensēt smaržas zudumu.

Ožas sistēma ir sarežģīta un daudzslāņaina, savienojot ķīmisko informāciju ar emocionālo un uzvedības atbildi. Lai gan cilvēkiem tā nereti tiek novērtēta mazāk nekā redze vai dzirde, smaržām ir spēcīga ietekme uz ikdienas dzīvi, atmiņu un sociālajām saiknēm.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir ožas sistēma?

J: Cik daļu ožas sistēmā ir vairumam zīdītāju un rāpuļu?

J: Kāda veida stimulus parasti uztver papildu ožas sistēma?

J: Kā darbojas tādas ķīmiski jutekliskās maņas kā garša un smarža?

J: Kura smadzeņu daļa nodarbojas ar ožu sajūtu?

J: Kas saņēma Nobela prēmiju par darbu, kas saistīts ar ožas sistēmu?

Jautājums: Cik olfaktorisko receptoru gēnu saskaņā ar Bukas un Aksela pētījumiem tika aprēķināts zīdītāju genomā?

Meklēt pēc burta