53. Вкус. Вкусовые качества. Строение вкусовых клеток.
Восприятие запаха неразрывно связано с ощущением вкуса. В аналитической терминологии выделяют четыре основных вида вкуса:
соленый - ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является раствор хлорида натрия;
сладкий - ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является водный раствор сахарозы;
горький - ощущение, для которого типичными вкусовыми стимулами являются водные растворы кофеина, хинина, и некоторых других алкалоидов;
кислый - ощущение, для которого типичными вкусовыми стимулами являются водные растворы винной, лимонной, и ряда других кислот.
Рецепторы вкуса. Вкусовые почки — рецепторы вкуса — расположены на языке, задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах и надгортаннике. Больше всего их на кончике, краях и задней части языка. Каждая из примерно 10 000 вкусовых почек человека состоит из нескольких (2—6) рецепторных клеток и, кроме того, из опорных клеток. Вкусовая почка имеет колбовидную форму; у человека ее длина и ширина около 70 мкм. Вкусовая почка не достигает поверхности слизистой оболочки языка и соединена с полостью рта через вкусовую пору.
Вкусовые клетки — наиболее короткоживущие эпителиальные клетки организма: в среднем через каждые 250 ч старая клетка сменяется молодой, движущейся к центру вкусовой почки от ее периферии. Каждая из рецепторных вкусовых клеток длиной 10— 20 мкм и шириной 3—4 мкм имеет на конце, обращенном в просвет поры, 30—40 тончайших микроворсинок толщиной 0,1— 0,2 мкм и длиной 1—2 мкм. Считают, что они играют важную роль в возбуждении рецепторной клетки, воспринимая те или иные химические вещества, адсорбированные в канале почки. Предполагают, что в области микроворсинок расположены активные центры — стереоспецифические участки рецептора, избирательно воспринимающие разные адсорбированные вещества. Этапы первичного преобразования химической энергии вкусовых веществ в энергию нервного возбуждения вкусовых рецепторов еще не известны.
Электрические потенциалы вкусовой системы. В опытах с введением микроэлектрода внутрь вкусовой почки животных показано, что суммарный потенциал рецепторных клеток изменяется при раздражении языка разными веществами (сахар, соль, кислота). Этот потенциал развивается довольно медленно: максимум его достигается к 10—15-й секунде после воздействия, хотя электрическая активность в волокнах вкусового нерва начинается значительно раньше.
54. Какие механизмы обеспечивают изменение потенциала яблока после нарушения целостности кожуры и какие механизмы обеспечивают восстановление первоначального потенциала по истечении промежутка времени?
По обе стороны поверхностной клеточной мембраны в состоянии покоя создается разность потенциалов, равная около -60-(-90) мВ, причем поверхность клетки заряжена электроположительно по отношению к цитоплазме. Эту разность потенциалов называют потенциалом покоя, или мембранным потенциалом. Когда участок волокна подвергается действию раздражителя, в этом месте возникает возбуждение, проявляющееся в быстром колебании мембранного потенциала, называемого потенциалом действия, он возникает из-за изменения ионной проницаемости мембраны. Происходит повышение проницаемости мембраны для катионов натрия. В результате происходит изменение мембранного потенциала (понижение мембранной разности потенциалов, а также возникновение разности потенциалов противоположного знака – фаза деполяризации). Повышение проницаемости мембраны для ионов натрия продолжается короткое время. Затем в клетке возникают восстановительные процессы, приводящие к понижению проницаемости мембраны для ионов натрия и возрастанию для ионов калия. Поскольку ионы калия также заряжены положительно, то их выход из клетки восстанавливает исходные отношения потенциалов снаружи и внутри клетки (фаза быстрой реполяризации – определяется выходящим калиевым током, который выходит из канала в следствии изменения электрического градиента, который вызван нехваткой с наружи ионов Na, а так же ч/з управляемые калиевые каналы которые активируются на пике генерации потенциала действия). Затем следует фаза медленной реполяризации – происходит то тех пор пока положительный заряд снаружи мембраны вырастет настолько, что затруднит выход из клетки.
Биоэлектрические явления – распространение нервного импульса у живых организмов.
Потенциал покоя (П.П.) - это разность электрических потенциалов между внутренней и наружной сторонами мембраны, когда клетка находится в состоянии физиологического покоя. Физиологической основой П.П яв-ся неравномерное распределение ионов внутри и снаружи клетки (прежде всего калия), которое создается непрерывной работой натриево-калиевой фазы. Закачивая в клетку ионы Na в соотвит-ии 2Na и 3K создается мощный хим. градиент и в рез-те на мембране возникает заряд. Сущ-ет ур-е Нернста для равновесного П.П.:
где R- универ. Газовая постоянная (8,31); F – число Фарадея (96500); T – темпер. в Кельвинах (273); Z – заряд мембраны; С – концен ионов внутри и снаружи.
Выброс доп-го полож-го заряда наружу приводит к тому что наруж-яя мембрана заряж-ся полож-но относительно внутренней.
Величина возникающего потенциала близка к равновесному калиевому, т.к.:
сущ-ет поступление Na и Cl в кл-ку ч/з неселективные ионные каналы;
ионный насос работает не симметрично (в кл-ку больше переносится K чем выносится Na). В рез-те данного дисбаланса возникает поле, которое созд-ся избытком полож-ых ионов снаружи, формируется электрический градиент, который препятствует выходу K из клетки, т.е. возникает динамическое равновесие которое поддерживает П.П определенной величины.
Вывод: стабильность организму обеспечивает клетка, конкретно у яблока – кожура. При отсутствии такой стабильности организм легко погибнет. Нашей задачей было узнать как протекает эл. ток в биолог-их объектах.
Коэфф-ент диффузии: D=URT
Коэфф-ент проникновения: P=CK (P тем больше чем больше D и тоньше мембрана).