化学感觉课件

中枢嗅觉通路
• 嗅觉感受神经元将轴突投射至两个嗅球。
• 每个嗅球的输入层均含有2000个称为小球 (glomerulus)的球形结构，每个小球直径大 约50至200mm
• 在每个小球内，大约25000个初级嗅觉纤维 汇聚在大约100个第二级嗅觉神经元的树突 上。
嗅球的结构
• 最近研究发现，自感受器细胞至小球的投 射是惊人地精确。
➢ 嗅质在纤毛上产生 一个缓慢的感受器 点位
➢ 沿树突传递，在嗅 觉感受期细胞的胞 体上诱发一系列的 动作点位
➢ 动作电位沿着嗅神 经纤维不断进行传 播
• 嗅觉反应的终止
– 嗅质会扩散
– 黏液层的腐化酶将嗅质讲解
– 感受器细胞中的cAMP也会激活其他通路而使 转导过程终止
– 即使嗅质不变，其气味强度也会慢慢淡化。这 是因为感受器细胞的反应在大约1min内对嗅质 有所适应。
The Chemical Senses
引言
• 生命体从化学环境中进化而来。
• 多细胞有机体必须对其体内外环境中的化 学物质进行检测。
• 我们最熟悉的化学器官：味觉(gustation)和 嗅觉(olfaction)。
• 除此之外，我们体内还有许多化学感受器 细胞，或称化学感受器(chemoreceptor)。
• 每个小球接受来自嗅上皮广泛区域的感受 器轴突。
• 比如说，P2基因，所有P2标记的的轴突均 汇聚到每个嗅球的两个小球中，没有一个 轴突越过疆界。
• 嗅觉所携带的信息既有令人愉快的，也有 令人讨厌的。
– 与味觉协调，帮助我们辨别食物，也增加对食 物的享受。
– 提醒我们对潜在的有害物质或场所的警觉。
• 气味也是通讯的一种模式。
嗅觉器官
• Do we smell with our nose? No!!!
• 我们用鼻腔上部一小层薄薄的称为嗅上皮 (olfactory epithelium)的细胞实现了嗅觉.
• 嗅上皮由三种主要的细胞组成
– 嗅觉感受器细胞 – 支持细胞 – 基底细胞
气味分子溶解在黏液层，与嗅细胞的纤毛相接处。 嗅细胞的轴突穿过骨性筛板到达中枢神经系统。
嗅觉感受器神经元
• 嗅觉感受器神经元具有单个细小的树突， 终止于上皮表层的一个小结节上。
• 嗅觉神经并非和其他脑神经一样，全部组 成一个神经束。相反，在离开上皮之后， 小簇轴突穿过一层薄薄称为筛板的骨质结 构，然后进入嗅球(olfactory bulb).
苦味的传导机制
➢味质能阻断钾离 子通道。
➢味质直接作用在 G蛋白藕联的膜 受体，并触发IP3 的合成钙离子从 胞内钙库的释放。
鲜味（谷氨酸）的转导机制
➢ 一些氨基酸味质能够与阳离子 通透的通道结合，引起膜电流 和膜电位的变化，从而导致钙 离子的直接内流。
中枢味觉通路
• 味觉信息的主要流向为：从味蕾至初级味觉轴突， 至脑干、丘脑，最后到达大脑皮层。
• 嗅觉转导
嗅质 与膜上嗅质感受器蛋白结合 G蛋白激活 激活腺苷酸环化酶 cAMP的形成 cAMP与特定的阳离子通道结合 阳离子通道的开启及Na+和Ca2+的内流 Ca2+激活的氯离子通道的开启 电流的通过和膜的去极化（感受器点位）
脊椎动物嗅觉感受器细胞的转导机制
嗅觉感受器细胞被 刺激状态下的电压 记录：
➢ 味质直接作用于离子通道。 然后，膜电位影响基底膜 的钙通道，进而影响细胞 内的钙离子和递质释放。
酸味的转导机制
➢ 类似于咸味的转导机制， 味质直接作用于Na+与H+ 通道或阻断K+通道。然后， 膜电位影响基底膜的钙通 道，进而影响细胞内的钙 离子和递质释放。
甜味的转导机制
➢ 味质直接与G蛋白藕联的 膜受体结合，触发cAMP的 合成，从而导致钾通道的 关闭、膜去极化、钙离子 内流和递质释放。
• 散布在舌头表面，呈叶状、杯状或菌状的 称为乳突(papilla)的凸起.小的呈圆形的分 布在舌尖和两侧，大的分布于舌根。
• 每个乳突包含上百个至几百个味蕾(taste bud).
• 每个味蕾有50至150个味觉感受器细胞 (taste receptor cell)，或Fra Baidu bibliotek味觉细胞，它 们在味蕾中呈橘瓣样分布。
基本味觉 • 咸：盐类 • 酸：酸性物质 • 甜：糖以及某些蛋白和人工甜味剂 • 苦：某些简单的离子或复杂的有机分子 • 鲜：谷氨酸钠(monosodium glutamate)
所产生的味觉。
舌头的味觉分布图:
➢舌尖对甜味最为敏感 ➢舌根对苦味最为敏感 ➢舌头两侧对咸味和酸
味最为敏感
味觉器官 ➢舌 ➢颚 ➢咽 ➢ 会厌 ➢ 鼻腔
• 90%以上的感受器细胞对两种或两种以上基本味 觉敏感。因此，即便是味觉过程中的第一级细胞 对化学刺激也不具有选择性。
• 2种不同的细胞置于咸味、苦味、酸味和 甜味的环境下，通过记录膜电位发现他们 不同敏感特性。
• 同时记录感受神经纤维的动作电位，发现 味质使突触后感觉神经纤维兴奋，并使之 发放动作电位，后者将味觉信号传至脑干。
大鼠的4种初级味觉传入神经纤维的动作点位的放电频率
味觉转导的机制
• 转导(transduction):环境刺激在一个感受器 细胞内引起电反应过程。
• 机制
– 直接通过离子通道
– 与离子通道结合并阻断之
– 与离子通道结合并开启之
– 与膜受体结合激活第二信使系统，继而开启或 关闭离子通道
咸味的转导机制
• 嗅觉传导途径两个异乎寻常的特征：
– 前面有感受器结合蛋白，后面又cAMP-门控孔 道。
– 每个嗅觉感受器细胞视乎均表达1000种感受器 基因的一种。
• 嗅觉感受器层可被分 成几大区域，每个区 域由一组表达不同感 受器基因的感受细胞 组成。
➢ 每个感受器 细胞表达一 种嗅觉受体 蛋白。
➢ 每个细胞能 对多种气味 产生反应， 但选择性有 所不同。
舌、乳突及味蕾
味觉感受器细胞
➢ 味觉感受器的化学敏 感部分位置接近于舌 表面，其顶端部分有 被称为微绒毛的投向 味孔的细小突起，后 者为舌表面的细小开 口，在此，味觉细胞 暴露于口腔中的食物 环境。
• 感受器电位(receptor potential):当一个味觉感受器 细胞被一种合适的化学物所激活，其膜电位将有 所变化，或去极化，或超极化。