A szag vagy szag az az irány, amely lehetővé teszi a levegőben található kémiai illékony anyagok ( szag ) elemzését .
A szaglás sok faj létfontosságú értelme; például hasznos vagy szükséges élelmiszer-kutatási tevékenységekhez (vadászat, ízletes növények kutatása stb.), a ragadozók elkerülése , a fészkelési hely, tojásrakás, szaporodás, ellés stb. felismerése és jelölése érdekében szaglási üzenetekkel folytatott kommunikáció, szexuális partnerek felkutatása, virágok beporzása stb.
Ezt az értelmet kevésbé használják embereknél, mint sok emlősnél , amelyeknél ez a domináns, mindazonáltal úgy tűnik, hogy a személyes szag még mindig egy vagy több szerepet játszik az emberekben a nem verbális kommunikáció szempontjából , a test különböző életkoraiban. különösen nem (férfi / nő), életkor vagy társadalmi-kulturális összefüggések szerint.
Az olfactique a szagok nyelvének tudománya és szerepük a nonverbális kommunikációban.
A cápa szaglása a legfejlettebb állatok közül.
A szagló berendezést többé vagy kevésbé fejlett szerint családok a madarak. A szaglógumók az a hóhojsza a különösen a viharmadárfélék család , elfoglalják a harmadik az agy tömegét. Az izzók neuronreakciójának közvetlen rögzítésével, valamint az egyének fiziológiai reakcióinak megfigyelésével ismert, hogy a keselyűk , kacsák , galambok és seregélyek különböző szagokat érzékelnek és megkülönböztetnek.
A madarak illatokat használhatnak:
Egyes fajokban az uropigialis mirigy váladékának felismerhető szaga van, amely egyénenként eltérő, lehetővé teszi az egyéni felismerést, és esetleg beavatkozik a potenciális társak vonzásába. Ez különösen abban az esetben bizonyos kacsa , sok petrels , lunda és búbos banka .
A macska illata a mai napig a legfejlettebb emlősök közül.
AlkalmazásokA kutyákat sikeresen kiképezték, hogy megérintsék a higanycseppek illatát , például beszorulva a szőnyegbe vagy a padló repedéseibe, szennyezett eszközökbe, kutakba, csatornákba ... Két labrador így Svédországban segített azonosítani az 1,3 iskolában összegyűjtött 1,3 t higanyt amelyek részt vettek a "Mercurius 98" projektben. Az Egyesült Államokban egy kiképzett kutya 2 t higanyot nyert elő a minnesotai iskolákból .
Emberben az egyén általában természetesen képes megkülönböztetni saját, házastársa, néhány rokona és más emberek szagát, de ezt a képességet nagymértékben ronthatja parfüm dezodor vagy bizonyos személyes higiéniai gyakorlatok alkalmazása. . Az agy és más szervek ( szív ) alvás közben továbbra is reagálnak bizonyos szagló ingerekre . A harmadik napon az újszülött képes reagálni anyja illatára, az anyatej (vagy a mesterséges tej, ha már korán elkezdték ezt a tejet etetni) illatára, vagy az arckifejezésekre reagálni. (vanilin) vagy kellemetlen (vajsav) szag. A legtöbb tanulmány, amely összehasonlította a férfiak és nők szagló képességeit, arra a következtetésre jutott, hogy a nők jobban képesek észlelni a szagokat, azonosítani, megkülönböztetni és emlékezni a férfiakra, mint a férfiak. A funkcionális képalkotás és az elektrofiziológiai vizsgálatok ugyanabba az irányba mutatnak (amikor nemi különbségek vannak). A menstruációs ciklus, a terhesség, a gonadectomia és a hormonpótló terápia befolyásolja a női szaglást. Bár a feromonok fontosságáról emberben vitatnak, úgy tűnik, hogy az emberi reproduktív hormonok és a szagló funkció között összetett kapcsolat van.
Bizonyos szagok szintén segíthetnek egy nehéz feladatra összpontosítani; Így kísérletileg bebizonyosodott, hogy egy olyan szag, mint a borsmenta epizodikus diffúziója javíthatja egy bonyolult, összetett kettős feladatot magában foglaló gyakorlat eredményeit, de nem javítja a teszt eredményeit. Sok állatban a szag sokkal fontosabb, mint az embereknél. Így a biológiai folyosók (beleértve a vízi folyosókat is) sok faji illat- és szagfolyosóra szolgálnak. Főleg éjszaka vagy félhomályban használják reggel és este is. Az íz , amely képes felismerni az oldatban lévő kémiai anyagokat, a szaghoz közeli jelentés. Sőt, a vízi környezetben nincs különbség az íz és az illat között.
A szaglás aktívabb vagy jobb nedves, forró (vagy "nehéz") levegőben, mivel a magas páratartalom lehetővé teszi a szagú aeroszolmolekulák hosszabb ideig tartását (pl. Parfümök).
A szaglás az érzékszervi funkció, amely megfelel a szagos anyagok érzékelésének . Általában a tudatos észlelésről van szó, amely közvetlen módon (illattal) vagy retro-nazális úton kérhető . Ez a funkció végzi a szagló nyálkahártya, amely magában foglalja a mintegy 10% vagy 2 cm 2 teljes felületének a nazális üreg . A nyálkahártyában és a submucosában lévő mirigysejtek a szaglóhámot bélelő nyálkát választanak ki , amely biztosítja a nyálkahártya állandó mosását.
Ez a szagló nyálkahártya primer szagló neuronokból áll , amelyek sokkal érzékenyebbek, mint az íz. Ezek az idegsejtek speciális bipoláris idegsejtek: csillók vannak a dendritek végén, amelyek az orrüreget bélelő nyákrétegben fürdenek, és amelyek a szaglóhámban végződnek , a nyálkahártya első harmadában elhelyezkedő sejttest és egy axon. kommunikál a szaglóhagymával . A szagló idegsejtek, mint az íz- és más idegsejtek , egy-két havonta folyamatosan megújulnak. A rágcsálókkal ellentétben az emberi szaglógumó idegsejtjei nem újulnak meg, vagy csak nagyon keveset (100 év alatt kevesebb, mint 1%) ( felnőttkori neurogenezis ).
A szagos molekulák érkeznek akár közvetlenül diffúzió a nyálka , vagy veszik felelős által közlekedési fehérjék ( szag kötő fehérje vagy OBP), amelyek lehetővé teszik a hidrofób molekulák - a többség -, hogy behatoljanak a nyálka, amely a hám, és így a „” eljutnak a szagló neuronok csillóin található membránreceptorokba . Úgy gondolják, hogy ezek a transzportfehérjék a szagmolekulákat a membránreceptorokra koncentrálják. Ahogy ligandumok , az illat molekulák hozzákötődnek csillók membrán receptorokhoz amely kiváltja egy transzdukciós reakcióút egy inger érintő G olf fehérjék (első messenger), a enzim adenilát-cikláz , és a cAMP (második messenger). A második hírvivő a szaglóreceptor plazmamembránján lévő Ca 2+ / Na + ioncsatornák megnyílását okozza, ez a két ion ezután a sejtbe jut. A Ca 2+ egy Cl - csatorna megnyílását okozza , ennek az ionnak a kilépése a membrán depolarizációját okozza, így a szagló receptor akciós potenciált generál . Ezek az impulzusok közvetlenül a szaglóhagymához jutnak , az agy prefrontális régiójában , ahol a szervezet ezeket az információkat (és az ízét is) feldolgozza.
A szaglóreceptorok mindegyik típusa (400 különféle szaglóreceptor-fehérjét sorolnak fel) úgy tűnik, hogy különleges érzékenységgel rendelkeznek, amely részben, de nem teljesen átfedi a többi sejtét. Ez azt jelenti, hogy egy meghatározott molekula egyedi receptorkészletet aktivál (ezek a receptorok mindegyike saját intenzitással reagál). Az ugyanazt a receptort hordozó szagló idegsejtek axonjai a szaglógumóban elhelyezkedő azonos szinaptikus szerkezet (glomerulus) felé konvergálnak. Ezt a „földrajzi” aktiválódást ezután a szaglóhagymán belül egy adott idegi térbeli időbeli mintázat tükrözi, és az agy szagként értelmezi.
Az emberek által észlelhető szagok millióit egy-egy illatanyag hozza létre, amely szerkezetileg különbözik a többitől. A szaglás érdekében az anyag molekulatömegének bizonyos értékek között kell lennie, és illékonynak kell lennie. A mechanizmus még mindig viszonylag kevéssé ismert, de az elmúlt években jelentős előrelépés történt annak megértésében, miután felfedezték azokat a géneket (az emberi gének több mint 1000, vagyis 3% -a), amelyek kódolják az illatanyagok receptorfehérjéit. Mivel minden szaglóneuron csak egy vagy néhány ilyen gént expresszál, ezért sok szaglóreceptorra van szükség. Az ember tehát képes több ezer vagy akár milliárd szagú vegyület észlelésére a szagló receptor neuronok korlátozott szelektivitásán alapuló kombinatorikus kódolási rendszernek köszönhetően ( fr ) . Ezek az ugyanazt a szaglóreceptor gént expresszáló neuronok minden cselekvési potenciáljukat átadják a szaglógumó ugyanannak a kis területének. Mivel a Homo sapiens létezik, szaglógénjeinek 60% -a elveszett a gének inaktiválása révén, de ma is 350-400 aktív.
Az emberi szagot a legkevésbé fejlett érzékeknek tekintették. A XIX . Században és az 1970-es években a neuroanatómusok minősítik az emberi mikrosmátot (a szagláshoz kapcsolódó agyterületek gyenge fejlődése), mivel kevésbé hasznosak a túlélésre ( szaglórendszeri vestigiális , eltávolítva a földi szubsztrátum bipedalizmus orrát), és ellenezték azt makroszmatikus fajokhoz (rágcsálók, kanidák ). A tudományos szakirodalom úgy vélte, hogy 10 000 különféle szagot képes kimutatni, de magatartástudósok, mint Karl von Frisch által az 1970-es években végzett tanulmányok azt mutatták, hogy az embernek minőségi megkülönböztetése van a finom és változatos szagoktól, a végtelenül kicsi mennyiségeknél. Egy 2014-es tanulmány azt sugallja, hogy több mint billió (1000 milliárd s) szagot képes érzékelni . Így a szaglás továbbra is nagy jelentőséggel bír viselkedésünk tudatos vagy tudattalan meghatározásában. A gyakorlatban két észlelési küszöb van. A leggyengébb a szag észlelésének felel meg, de az alany nem tudja azonosítani. A második küszöbérték a kérdéses szag azonosításának felel meg. Egyes molekulákat, például a tiolokat , sokkal alacsonyabb sebességgel detektálják, mint másokat. Egyes állatok képesek kimutatni a szaglásunk küszöbénél milliárdszor hígabb molekulákat. Végül feltételezhető, hogy bizonyos molekulákat (hormonokat, feromonokat ) a szaglórendszer detektál, még akkor is, ha észlelésük nem változik „tudatos” szaggá.
A szag észlelése nagyon gyors, szinte azonnali ingerből származik, amely számos információt tartalmaz, beleértve a szag intenzitását és minőségét. Az intenzitás szempontjából a szaglásunk úgy viselkedik, mint a meleg és a hideg fogalma. A jel intenzitása fontos az észlelés kezdetén, majd az adaptációval fokozatosan csökken. Minőségileg a szaglásunk az íz fogalmát illetően működik. Az ösztönös és kulturális válaszok alapján felismerhetjük, értékelhetjük és osztályozhatjuk az illat minőségét.
Jóllehet különféle idegpályákat követnek, az illat és az íz szorosan összefügg, és az íznek tulajdonítottak nagy része valójában a szagtól függ. Tehát, ha a szagló szerv megfázás miatt torlódik , az ízérzékelés jelentősen csökken.
Bizonyos kulcs (szagtalanító molekula) - zár (receptor) típusú mechanizmusok ismertek és elfogadottak, de nem teljesen értettek, csakúgy, mint más ligandumot érintő területeken - fehérje felismerési jelenségek ; nem elegendőek a szaglási reakció teljesítményének és gyorsaságának magyarázatához (pl. a szaglás mechanizmusa nem változtatja meg a szagmolekula kémiai összetételét, a klasszikus fizika és kémia pedig nem magyarázza el jól, hogy egy illatkomponensen belül mi aktiválja a receptort ).
A kvantumhatások közül úgy tűnik, hogy (legalább részben) megmagyarázzák a szag hatékonyságát és sebességét (mivel úgy tűnik, hogy kulcsszerepet játszanak az enzimatikus és a magnétodekció folyamatában is ). Malcolm Dyson 1938-ban , majd Wright 1977- ben feltételezte először, hogy a szagmolekula molekuláris rezgéseit a receptor észleli (amelyek például bizonyos módon átalakíthatják az illatos termék hőváltozásait az agy által megértett jelben) ), de ez a hipotézis felvetette azt a kérdést, hogy tudjuk-e a receptor megkülönböztetni egy adott ingadozást, míg a sejtekben és bármely élő organizmusban minden termikusan állandóan ingadozik.
A 1996 , Luca Turin azt sugallja, hogy a receptor érzékeli nem a termikus ingadozások, de a kvantum mechanikai rezgéseit a szagos anyagot, egy ilyen típusú eljárást már megfigyelhető 1968 , mint egy olyan transzdukciós egy jeladás Lambe és Jaklevik amelyet bemutatott egy " rugalmatlan elektroncsatornát " (IET), amely képes kódolni a molekuláris energiára (számszerűsített rezgések vagy fononok ) vonatkozó információt az eredő áramban (az elasztikus alagút megfelel egy átmenetnek, amely energiaveszteség nélkül megy végbe az elektron számára, amely átlép egy szigetelő gáton (keresztül az alagút-hatás), miközben a rugalmas átmenet esetén energiát veszít, ami nagyrészt domináns eset). Ilyen biológiai hatás lehetséges az orr receptoraiban; az aranyszabály, a Fermi egy elektrontranszferre vonatkozik, akkor az illatanyag csak gyengén zavaró jelenlétű; a befogadó sejt nem érezné ennek az illatanyagnak az illatát, de bizonyos módon meghallaná (fononokon keresztül, nem dobhártya típusú rendszer, hanem az atom skálán zajló kölcsönhatások rendszere révén, amely a kvantumfizika és / vagy kvantumkémia . elegendő lenne az illat ügynök ecsettel kötőhelye ellen a GPCR (szigetelő gát), hogy tulajdonít van röviden keresztül egy elektron-donor / akceptor rendszer, amely lehetővé teszi a átadása egy elektron (által okozott zavaró Ha az elektrontranszfer rugalmatlan, akkor az diszkriminatív, és az illatosító molekula a fonon gerjesztésével azonosítható . Ez a modell kompatibilis a királis molekulák szaglás útján történő felismerésével .
Ennek a hipotézisnek a tesztelése elméletileg meglehetősen egyszerű, köszönhetően annak, hogy a molekuláris rezgés izotóp szubsztitúciókkal változik. Valójában az izotóp mérete / tömege kissé változik, ami rezgésváltozást jelent (más fizikai tulajdonságok módosítása nélkül, ha az izotóp szintén nem radioaktív). A szagtalanító anyag egyetlen atomjának az egyik izotóppal történő helyettesítésével (például oxigén- vagy hidrogénatom, az egyik izotóppal helyettesítve) meg kell változtatnia a szagot, amelyet a szaglót belélegző alany észlel ... egy olyan különbség, amelyet alig lehetett nem kvantum hipotézisekkel magyarázható).
A szagok emberi érzékelését azonban szubjektív és kulturális tényezők modulálják, amelyek bonyolíthatják a kísérletezést. Ezenkívül az első kísérletek eredményeként néha az egyik, néha a másik irányba hajlottak:
A többi érzékhez hasonlóan a szagot is fokozhatja a figyelem. Intenzitása a cirkadián ritmustól is függ . Így laboratóriumi patkányokban bebizonyosodott, hogy a szagra adott idegsejtek reakciója órától függően változik. Tehát patkányokban a biológiailag semlegesnek tekintett szag ( cédrusfaolaj vagy ásványi olaj ) szaginger, amelyet a szubjektív éjszakai időszakban jobban érzékel a patkány szaglása, mint a szubjektív nappal, ugyanaz a biológiai szag. releváns ( riasztás ), például a vörös róka , a patkány egyik fő potenciális ragadozójának vizelete .
Az 1960-as években Lipsitt professzor által végzett kutatás kimutatta, hogy az újszülötteknél vannak szagfelismerési és tanulási képességek. Még a méhen belül is a magzati szaglórendszer az egyik első érzék, amelyet 11 és 15 hét között helyreállítottak.
A magzatnak a magzatvíz által hordozott szagú anyagoknak való kitettsége első szaglási élményt jelent, amely valószínűleg befolyásolja születése utáni preferenciáit.
Anatómiai szinten a szaglórendszer két struktúrából áll, a fő szaglórendszerből, amelynek ingerlése szagérzetet vált ki, és a trigeminális rendszerből, amely szomatoszenzoros érzéseket (tapintási, hő, fájdalom, páratartalom) vált ki. Van egy harmadik rész, az úgynevezett „ vomeronazális szerv ”, amely az orrlyukak nyílásába esik vissza. Emberben a vomeronazális még kezdetleges állapotban, mert az afferens eltűnnek a 18 th héten az embrionális élet. Úgy tűnik, hogy nem funkcionális, de a feromonok kimutatásában való szerepe sok vita tárgyát képezi (Giorgi és mtsai., 2000; Foltan és Sedy, 2009; Mast és Samuelsen, 2009). Számos gerinces fajban ez az érzékszerv kapcsolódik a feromonok észleléséhez, például szaporodásához vagy a terület jelöléséhez.
A szagzavarokat diszoszmiának nevezzük .
Mennyiségi Anosmia és hyposmiaA szagvesztést anosmiának , jelentős csökkenését hyposmiának nevezzük . Leggyakrabban trauma, bizonyos mérgezések ( krónikus ólommérgezés, például időseknél) vagy vírus ( SARS-CoV-2 , felelős a COVID-19-ért ) vagy rosszul kezelt fertőzések ( akut rhinitis , ...), de lehetnek genetikai vagy veleszületett eredetűek is, vagy követhetik bizonyos gyógyszerek szedését .
Az anosmia minden szagra hatással lehet, vagy csak néhányukra (specifikus anosmias). Gyakran ageusia kíséri (az ízével kapcsolatos megfelelője), bár ez az ízvesztés olyan embereknél figyelhető meg, akik későn veszítik el a szaglásukat. Néha a szagvesztés annak jele, hogy az orrmelléküregek blokkolódnak, különösen orrpolipózisos betegség esetén .
Az anosmia a neurodegeneratív betegségek , például az Alzheimer-kór vagy a Parkinson-kór , vagy más, az öregedéssel járó "normális" érzékszervi veszteségektől eltérő figyelmeztető jelek egyike . Azt is megfigyelték, hogy az amiloid plakkok természetes termelésére módosított laboratóriumi egerekben, így reprodukálva az Alzheimer-kór esetében az embereknél megfigyelteket, az agy degenerációjának első része az, amely az az egér (az agy közepe és a pofa között helyezkedik el). Az első tünetek a szaglás gyors és észrevehető csökkenése, amelyet az első plakkokról észleltek, körülbelül 3 hónapig (módosított egereknél). A szaglási teszt tehát az egyik alternatívája lehet az Alzheimer-kór korai diagnózisának drágább módszereinek (szkenner stb.) ”.
A szagvesztésnek számos hatása van az érintett emberekre: gyakran erős depressziós időszakot vált ki, különféle tünetek kíséretében, beleértve az étvágy és a libidó csökkenését , különösen a szexuális izgalmat. Súlyos esetben a házi balesetek fokozott kockázatával jár .
A beteg életkorától és kultúrájától függetlenül, és a memóriakészséggel nem járó hatékony teszt nagyon kellemetlen illatok belégzésén alapul: Egy normális ember (reflexszerűen) elzárja a légzését az inhaláció kezdetétől, míg a szaghiány hosszabb ideig lélegez be mielőtt észleli a szagot vagy nem észleli.
HyperosmiaA hiperoszmia a szagló képesség növekedése, például képes azonosítani az utolsó embert, aki elhagyja a széket az illatával. Számunkra ez a tünet emberek cluster fejfájás a migrén , vagy krónikus primer mellékvese-elégtelenségben .
Minőségi CacosmiaSzagzavar, amely miatt a betegek kedvelik vagy érzékelik a rossz, rothadt vagy kellemetlennek tartott szagokat. A cacosmia lehet fiziológiai eredetű (rhinitis, sinusitis, tumor) vagy pszichológiai eredetű. Gyakran összekeverik a cacostomiával, amely a kellemetlen szagok kilégzését jelöli. Ezek funkcionális rendellenességekből származnak (a szájban vagy az emésztőrendszerben).
ParosmiaA parosmia a szag torzulása egy másik szagra , általában kellemetlen.
PhantosmiaA fantoszmia (vagy fantoszmia) egy fantomszag, amely szagforrás nélkül jelentkezik. Kellemes vagy kellemetlen lehet.
Franciaországban a „Kleopátra orra” műveletek, amelyek arra kérték az állampolgárokat, hogy naponta egyszer vegyék észre a szaglásukat az ablaknál vagy az erkélyen, lehetővé tették az ipari városokban (például Calais-ban ) bizonyos típusú szennyezések útjának jobb követését . ezeknek az adatoknak az időjárás-előrejelzéssel való feltérképezése.
Bioinspiráció : A kutatók megpróbálnak inspirációt meríteni az állatok szaglásából egy mesterséges orr kialakításához .